MQTT: ecco cos’è e i vantaggi del protocollo di comunicazione IIoT

In questo articolo, Murrelektronik parla di un protocollo particolare progettato per la comunicazione bidirezionale di dispositivi, sensori e attuatori connessi tra loro: l’MQTT.

Cos’è l’MQTT

L’MQTT utilizza il paradigma “publisher/subscriber”: ogni client può essere sia publisher che subscriber, e riceve solo informazioni dai topic a cui ha deciso di iscriversi.

Il broker MQTT (server) gestisce la comunicazione tra i dispositivi connessi. Il client subscriber che desidera ricevere informazioni si iscrive al topic dedicato. Quando un client publisher ha un aggiornamento su una delle proprie informazioni (topic), lo pubblica al broker, che a sua volta invia l’update a tutti i client subscriber iscritti a quel topic.

I vantaggi del protocollo di comunicazione MQTT

La comunicazione efficiente tramite MQTT offre numerosi vantaggi sia a livello dati che a livello energetico, e quindi di impatto ambientale.
In questo modo anche i device IIoT sprovvisti di alimentazione continua possono sfruttare meglio le loro batterie, ottimizzare l’energia assorbita e aumentare la durata prestazionale.

Inoltre, l’MQTT garantisce l’affidabilità nella consegna dei messaggi e ciò è particolarmente importante in un contesto di automazione industriale e digitalizzazione dei processi: l’acquisizione e la comunicazione di dati e informazioni dei flussi sono aspetti fondamentali per ottenere il massimo beneficio.

Alla luce di ciò, possiamo affermare che l’MQTT si distingue per:

• leggerezza e affidabilità
• scalabilità della comunicazione
• sicurezza dei dati

MQTT: leggerezza e affidabilità

Una delle caratteristiche peculiari dell’MQTT è quella di essere un protocollo “leggero” ed affidabile perché consente la trasmissione bidirezionale ai dispositivi IIoT con risorse minime e può essere utilizzato anche in applicazioni che prevedono microcontrollori di piccole dimensioni.

Oltre a basarsi su messaggi brevi e concisi, l’MQTT è un protocollo event based: solo quando uno dei dispositivi ha un aggiornamento da pubblicare invia l’informazione.

Questo fa sì che i device connessi non debbano scambiarsi di continuo informazioni. In questo modo è possibile risparmiare energia, consentendo l’utilizzo dell’MQTT anche su dispositivi poco potenti e alimentati a batteria.

Inoltre, non è necessario un hardware dedicato per la comunicazione MQTT, quindi il range di compatibilità dei dispositivi è molto elevato.

Scalabilità della comunicazione con MQTT

L’MQTT può supportare quindi una gran varietà di dispositivi IIoT e consentire l’impostazione di una fitta rete formata da sensori e dispositivi connessi.

Inoltre, l’MQTT può utilizzare il JSON, un formato di rappresentazione dei dati semplice e utilizzato nella programmazione web. Grazie all’integrazione del JSON nella specifica “JSON Integration for IO-Link” di marzo 2020, questo linguaggio può essere utilizzato anche con i dispositivi IO-Link, che quindi potranno essere interrogati e parametrizzati con l’MQTT.

Ad esempio, il master Impact 67 Pro in PROFINET permette, mediante MQTT, di modificare i parametri (colore, modalità di lampeggio, ecc..) della luce di segnalazione LED COMLIGHT56 IO-Link.

MQTT garantisce la sicurezza dei dati

I dati sono il valore che l’azienda investe per ottimizzare la produttività e per stabilire le proprie strategie, pertanto occorre anche considerare l’aspetto cybersecurity.

Utilizzando il paradigma publisher/subscriber gestito dal broker, i client non si conoscono tra loro, ogni dispositivo connesso comunica solo ed esclusivamente col broker e non deve aprire una connessione con gli altri client. In questo modo la sicurezza della rete è garantita; oltre al fatto che è possibile implementare l’autenticazione dei dispositivi connessi e la crittografia della messaggistica.

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