統(tǒng)一命名空間 (UNS) 旨在將您的業(yè)務反映到數(shù)字基礎設施中。為了創(chuàng)建有效的UNS，擁有一個能夠有效連接眾多制造設備并統(tǒng)一從物理世界到數(shù)字世界的整個業(yè)務的技術堆棧至關重要。
這正是 MQTT 在 UNS 中發(fā)揮關鍵作用的原因。MQTT 代理通常用作數(shù)字基礎設施，用于管理分散的連接并連接其他行業(yè)（例如 IoV ）中的分布式設備，在IIoT 中也是如此 。以下是您應該在 UNS 中采用 MQTT 的原因。
UNS 需要一個數(shù)據(jù)中心作為單一事實來源來連接所有制造部件，包括 PLC、SCADA、MES 和 ERP。實時數(shù)據(jù)量巨大。通常，數(shù)據(jù)中心在大規(guī)模解決方案中面臨數(shù)千甚至數(shù)百萬的并發(fā)連接。
由于采用二進制格式，MQTT 的開銷和帶寬消耗非常低。這種輕量級設計最 大限度地減少了消息的大小并減少了網(wǎng)絡流量。此功能與 UNS 和 IIoT 完美匹配。
企業(yè)主需要更多地關注運營，而不是糾結于擴展基礎設施資源來支持快速增長的業(yè)務。這就是 UNS 的可擴展性很重要的原因。在MQTT架構中，一些代理提供了極好的可擴展性，可以支持每秒數(shù)百萬條消息。
MQTT 可能是IIoT領域的新來者，但它已經(jīng)獲得了巨大的普及。這是因為 MQTT 構成了舊 IIoT 技術最常見的子集，使其成為連接現(xiàn)有系統(tǒng)所有組件而不造成任何損壞的理想工具。
由于不存在適合所有情況的技術和產(chǎn)品，因此您無法僅通過 OPC UA構建UNS 或僅依賴于一種協(xié)議，尤其是當您考慮到云時。UNS 必須結合不同的技術，而 MQTT 是將它們統(tǒng)一在一個命名空間中的適配器和協(xié)調器。
開源世界中存在許多數(shù)據(jù)約定工具和協(xié)議代理軟件，例如 Neuron、ignition 和 PLC4X。您可以將 OPC UA 連接到 MQTT，與 Modbus 和 Ethercat 相同。
在 IIoT 3.0 中，執(zhí)行數(shù)字化轉型的公司必須通過傳統(tǒng)系統(tǒng)的不同層（例如 MES、ERP、CRM 和 WMS）移動數(shù)據(jù)。這會導致一個復雜的連接問題，稱為“數(shù)據(jù)意大利面條”。
通過位于中間的 MQTT 代理促進信息交換，UNS 可以有效地移動數(shù)據(jù)。這是我們需要 MQTT 來構建 UNS 的關鍵原因之一。
在 UNS 上下文中，PLC 不需要報告來自未知來源的輪詢請求。它只與整個系統(tǒng)已知的安全代理建立一個長期連接，并且是所有東西都需要與之通信的唯 一數(shù)據(jù)中心。
MQTT 代理不僅解耦 IIoT 4.0 的輸入和輸出，還承擔起保護碎片設備和系統(tǒng)連接的責任。得益于 MQTT 豐富的安全功能，它完全有能力充當生產(chǎn)線的隔離數(shù)據(jù)中心，防止任何格式錯誤的數(shù)據(jù)滲透脆弱的 PLC。
這樣，UNS將安全負擔轉移給了broker，并在統(tǒng)一的地方進行管理。
對于 IIoT 4.0，數(shù)據(jù)主要由設備而不是人生成。大多數(shù)時候，PLC 讀數(shù)不會改變，因此將冗余數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/span> UNS 并使網(wǎng)絡不堪重負是沒有意義的。
然而，一旦寄存器的價值發(fā)生變化，就必須立即將其報告給ERP/MES或云端，以提取最 大價值，因為信息的流動性和邊際價值會隨著時間的推移而降低。這稱為“異常報告”。
因此，像MQTT這樣的事件驅動技術對于實現(xiàn)UNS非常重要。MQTT 代理了解客戶端狀態(tài)變化。這種意識是通過 SparkPlugB 和 MQTT Last Will 功能實現(xiàn)的。借助 Last Will 和 SparkPlugB，MQTT 僅傳達更改并確保過時的數(shù)據(jù)不會傳遞給訂閱客戶端。
UNS 是物理世界中業(yè)務的數(shù)字反映。它是由現(xiàn)實驅動的，而不是相反。我們需要生成數(shù)據(jù)的高級上下文將其轉換為信息，例如站點的位置以及 PLC 屬于哪條生產(chǎn)線和單元。
幸運的是，MQTT 的 Pub/Sub 消息傳遞模型提供了一種將 PLC 上下文映射到數(shù)字世界的簡單方法。帶有 MQTT 的 UNS 使用戶能夠瀏覽所有命名空間和功能。以及每個數(shù)據(jù)標簽的實時狀態(tài)。
MQTT 主題明確定義如下：
MQTT 主題 具有層次結構，可以很容易地想象為文件夾結構。通過將每個級別的命名空間添加為主題，我們可以在 MQTT 之上構建樹視圖。
當訂閱者使用主題“企業(yè) A/站點 A/區(qū)域 A/過程單元 A/生物反應器”中的數(shù)據(jù)時，它會自動知道數(shù)據(jù)的來源并對其采取必要的操作。他們可以使用通配符同時訂閱多個數(shù)據(jù)點。
MQTT 可以幫助您定義元數(shù)據(jù)，確保 UNS 中不同系統(tǒng)之間的一致性和準確性。
MQTT是構建UNS的最 佳合作伙伴。然而，這不是強制性的。因此，您可以使用其他協(xié)議構建 UNS，例如 OPC UA 和 HTTP，甚至普通的 Modbus + TCP/UDP。在眾多選項中，OPC UA 憑借強大的商業(yè)支持和標準的長期使用壽命，仍然是 IIoT 的流行方法。
然而，這不是一種或另一種情況；而是一種情況。最 好的方法是通過橋接來結合雙方的優(yōu)勢，或者通過 MQTT 方法使用 OPC UA。
理論上，UNS是一個全局命名空間，統(tǒng)一了您業(yè)務的所有命名空間。每個工廠、每個站點和每個 PLC 都是一個獨立的命名空間。
UNS 旨在將技術應用于整個業(yè)務，并以您可以駕馭的方式構建它。因此，所有其他解決方案都可以盡最 大努力構建在它之上。MQTT 負責連接來自 OT、CT 和 IT 世界的碎片化技術，并將它們無縫集成。
我們討論了 MQTT 在 UNS 中的重要性以及為什么 MQTT 是所有 IT 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)泵。在統(tǒng)一命名空間中采用 MQTT 可以帶來諸多好處，可以徹底改變我們在數(shù)字世界中的連接和通信方式。組織可以簡化數(shù)據(jù)流、創(chuàng)建響應速度更快、連接性更強的系統(tǒng)，并釋放創(chuàng)新和增長的新機會。
MQTT代表消息隊列遙測傳輸，是一種輕量級消息傳遞協(xié)議，專為受限設備和低帶寬、高延遲網(wǎng)絡而設計。它對于需要較小代碼占用空間或網(wǎng)絡帶寬有限的遠程連接特別有用。
MQTT 5 是該協(xié)議的最 新版本，比其前身提供了許多改進。新功能包括原因代碼、會話到期間隔、主題別名、用戶屬性、訂閱選項、請求/響應功能和共享訂閱。
我們將探討這些新功能，解釋流行的代理和客戶端 SDK 如何支持 MQTT 5，以及從 MQTT 3.1.1 遷移到 MQTT 5 時的一些關鍵注意事項。
MQTT 最初由 IBM 的 Andy Stanley-Clark 博士和 Arcom（現(xiàn)為 Eurotech）的 Arlen Nipper 于 20 世紀 90 年代末開發(fā)，用于通過衛(wèi)星網(wǎng)絡監(jiān)控石油管道。初始版本 MQTT v3.1 被設計為輕量級且易于實現(xiàn)，使其適用于許多物聯(lián)網(wǎng)設備。
OASIS 標準 MQTT 3.1.1 于 2014 年發(fā)布，其中包括對協(xié)議的細微更改，以提高其清晰度和互操作性。它在資源有限的情況下通過網(wǎng)絡傳遞消息的簡單性和效率使其在物聯(lián)網(wǎng)應用中得到廣泛采用。
然而，隨著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展，其應用的需求也在不斷變化。這導致了 MQTT 5 的開發(fā)，并于 2019 年發(fā)布，它引入了新功能來滿足這些不斷變化的需求。憑借其增強的功能，MQTT 5 能夠更好地處理現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)應用的復雜要求。
與它的前身不同，MQTT 5 可以為每個確認數(shù)據(jù)包提供 原因代碼 ，讓我們更好地了解發(fā)生連接或故障的原因。此改進有助于故障排除并允許更精 確的錯誤處理。
例如，如果客戶端無法連接到服務器，服務器將返回一個原因代碼，解釋連接失敗的原因。這可能是由于一系列問題造成的，從不正確的登錄憑據(jù)到服務器不可用。
此功能允許客戶端指定 在客戶端斷開連接后服務器應維持其會話多長時間。在以前的 MQTT 版本中，會話要么在斷開連接時立即結束，要么無限期地繼續(xù)。
使用 MQTT 5，您可以定義斷開連接后會話應保持活動狀態(tài)的特定時間段。這為管理會話生命周期提供了更大的靈活性，并節(jié)省了服務器上的資源。
MQTT 5 引入了 主題別名 來減少消息頭中的開銷。在以前的版本中，每條消息中都需要包含主題名稱，從而導致數(shù)據(jù)包尺寸較大。
使用主題別名，可以為主題分配一個簡短的數(shù)字別名。此別名可用于代替后續(xù)消息中的完整主題名稱，從而顯著減小 MQTT 標頭的大小并節(jié)省網(wǎng)絡帶寬。
此功能允許用戶在 MQTT 數(shù)據(jù)包的標頭中包含自定義元數(shù)據(jù)。這對于需要通過 MQTT 消息發(fā)送附加信息（例如消息的時間戳、設備位置或其他特定于應用程序的數(shù)據(jù)）的應用程序特別有用。用戶屬性提供了對 MQTT 消息傳遞的更大靈活性和控制。
MQTT 5 允許客戶端指定 他們希望如何接收每個訂閱主題的消息。例如，客戶端現(xiàn)在可以指定是否要接收特定訂閱的保留消息，或者是否要接收消息，即使它們具有與訂閱相同的 QoS（服務質量）級別。
請求 /響應功能 允許客戶端指定服務器可用于發(fā)送直接回復的主題。
在 MQTT 的早期版本中，如果客戶端想要發(fā)送對消息的響應，它必須將響應發(fā)布到主題，并且原始發(fā)送者必須訂閱該主題才能接收響應。借助 MQTT 5 的請求/響應功能，客戶端和服務器之間的通信變得更加高效和直接。
此功能允許多個客戶端共享訂閱。當消息發(fā)布到共享主題時，服務器會將該消息分發(fā)到共享訂閱中的客戶端之一，從而有效地對消息進行負載平衡。
當您運行一個服務的多個實例并且您希望在它們之間均勻分配工作負載時，此功能特別有用。
MQTT 5.0 協(xié)議受到物聯(lián)網(wǎng)社區(qū)的好評，眾多 MQTT 代理 和客戶端軟件開發(fā)工具包 (SDK) 都增加了對其的支持。主要 MQTT 經(jīng)紀商已在其平臺中實施 MQTT 5.0 功能，允許用戶利用新協(xié)議的優(yōu)勢。
在客戶端 SDK 方面，像 Paho 這樣擁有廣泛用戶基礎的庫增加了對 MQTT 5.0 的支持。這意味著開發(fā)人員現(xiàn)在可以在其物聯(lián)網(wǎng)應用程序中利用 MQTT 5.0 功能。支持 MQTT 5.0 的客戶端 SDK 的其他示例包括 MQTT.js 和 MQTTnet。
如果您當前正在使用 MQTT 3.1.1，那么可能是時候升級到 MQTT 5 了。以下是您在升級時應考慮的一些主要事項。
一旦您評估了當前的基礎設施并決定繼續(xù)遷移，下一步就是更新您的 MQTT 代理。這涉及安裝支持 MQTT 5.0 的最 新版本的 MQTT 代理。
升級您的代理應謹慎進行，因為它會影響您的所有 MQTT 客戶端。建議首先在非生產(chǎn)環(huán)境中測試新代理，然后再將其部署到生產(chǎn)環(huán)境中。另外，請確保根據(jù)需要更新代理的配置，以支持 MQTT 5.0 中引入的新功能。
更新 MQTT 代理后，下一步是更新 MQTT 客戶端庫。就像代理更新一樣，您應該首先在非生產(chǎn)環(huán)境中執(zhí)行此更新。另外，請確保您的應用程序代碼已更新以處理新的 MQTT 5.0 功能。考慮到這可能涉及一些代碼重構。
雖然 MQTT 5.0 帶來了多項改進，但它也引入了新的安全考慮因素。例如，通過新的用戶屬性功能，客戶端現(xiàn)在可以向經(jīng)紀人發(fā)送自定義數(shù)據(jù)。
雖然這是一個強大的功能，但如果使用不當，它可能會被利用。因此，從安全角度評估所有新功能非常重要。
您可以采取的一些步驟來解決安全問題，包括使用新的增強型身份驗證功能來增強安全性、限制客戶端只能發(fā)送必要的用戶屬性，以及持續(xù)監(jiān)控任何可疑活動。
最后，在遷移到 MQTT 5.0 并實現(xiàn)其功能后，持續(xù)監(jiān)控您的系統(tǒng)非常重要。監(jiān)控不應僅局限于技術方面，例如消息傳遞或客戶端連接。
您還應該監(jiān)控應用程序中新 MQTT 5.0 功能的使用情況。這將使您深入了解這些功能如何增強您的應用程序以及可以在哪些方面進行進一步改進。
IoT（物聯(lián)網(wǎng)）是將日常設備連接到互聯(lián)網(wǎng)，使它們能夠發(fā)送、接收和處理數(shù)據(jù)的想法。這些設備配備了傳感器、軟件和其他技術，可以通過互聯(lián)網(wǎng)與其他設備和系統(tǒng)進行通信和交互。它們可以被遠程監(jiān)控和控制，從而提高效率、準確性和經(jīng)濟效益。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) ( IIoT ) 是物聯(lián)網(wǎng)的一個子集，專門針對工業(yè)領域。它涉及物聯(lián)網(wǎng)技術在工業(yè)應用和流程中的應用，例如制造、物流和能源管理。IIoT 利用機器學習、大數(shù)據(jù)、智能傳感器和機器對機器 (M2M) 通信等技術來增強工業(yè)流程。
IIoT 不僅僅是一個流行詞；這是一項變革性技術，可以提高行業(yè)的運營效率、生產(chǎn)力和安全性。它可以實現(xiàn)工業(yè)系統(tǒng)的實時監(jiān)控和分析、預測性維護和自主操作等。
雖然工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)有一些共同的原則，但兩者之間也存在明顯的差異。最顯著的區(qū)別是，物聯(lián)網(wǎng)主要關注消費者使用和提高生活質量，而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)則以工業(yè)應用為中心，旨在提高工業(yè)環(huán)境中的效率和生產(chǎn)力。
物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的范圍和規(guī)模根本不同。物聯(lián)網(wǎng)通常是指連接到互聯(lián)網(wǎng)的日常設備，例如智能手機、家用電器和可穿戴設備。物聯(lián)網(wǎng)的目標是通過允許設備相互通信來讓生活變得更輕松、更方便。
另一方面，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專門適用于工業(yè)領域。它涉及大規(guī)模機器對機器通信和復雜工業(yè)過程的自動化。IIoT 旨在提高制造、物流和能源等行業(yè)的效率、生產(chǎn)力和安全性。
就復雜性和精度而言，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)采用了與物聯(lián)網(wǎng)不同的方法。物聯(lián)網(wǎng)設備雖然復雜，但通常執(zhí)行簡單的任務，例如調節(jié)室溫或跟蹤健身活動。
而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)則操作復雜、精度要求高。例如，在制造工廠中，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以根據(jù)實時需求自動調整生產(chǎn)線的速度或檢測人眼看不見的產(chǎn)品中的微小缺陷。如此復雜和精 確的操作需要更強大和先進的技術。
連接性和互操作性是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)存在分歧的其他關鍵領域。物聯(lián)網(wǎng)設備通常通過標準家庭或辦公室網(wǎng)絡連接到互聯(lián)網(wǎng)。他們經(jīng)常使用 Wi-Fi、藍牙或 Zigbee 等常見通信協(xié)議，從而實現(xiàn)不同設備之間的無縫互操作。
相比之下，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)因其工業(yè)性質而需要更強大的連接解決方案。它通常采用專門的工業(yè)通信協(xié)議，例如 OPC UA 或 Profinet，專為高速、可靠和安全的數(shù)據(jù)傳輸而設計。此外，鑒于工業(yè)環(huán)境中的機械和設備多種多樣，互操作性可能是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)部署中的一個關鍵挑戰(zhàn)。
物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)都使用通用的機器對機器協(xié)議。最重要的可能是 MQTT（消息隊列遙測傳輸），它以其輕量級特性、高效的發(fā)布/訂閱模型以及大規(guī)模操作的能力而聞名。MQTT 有助于高效的數(shù)據(jù)傳輸，尤其是在帶寬受限的環(huán)境中。
安全性在物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中都至關重要，但安全性的側重點和方法各不相同。物聯(lián)網(wǎng)設備雖然需要安全措施，但通常處理不太敏感的數(shù)據(jù)。因此，它們的安全協(xié)議可能不像工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的安全協(xié)議那么嚴格。
另一方面，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)處理關鍵的工業(yè)數(shù)據(jù)和控制系統(tǒng)。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的安全漏洞可能會導致災難性后果，例如生產(chǎn)停機、財務損失，甚至對人身安全造成威脅。因此，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實施先進且嚴格的安全協(xié)議，包括數(shù)據(jù)加密、入侵檢測系統(tǒng)和定期安全審計。
可編程性是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)之間的另一個顯著特征。大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設備都具有預編程功能，可以滿足一般消費者的需求。雖然一些物聯(lián)網(wǎng)設備允許定制，但它們的可編程性通常是有限的。
相反，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具有高度可編程性和可定制性，旨在適應不同行業(yè)和公司的特定需求。它們可以被編程來執(zhí)行復雜的任務，做出自主決策，甚至使用機器學習算法從過去的行為中學習，從而提供一般物聯(lián)網(wǎng)設備中不常見的靈活性。
在物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)之間進行選擇很大程度上取決于您的具體需求和環(huán)境。如果您是一名消費者，希望通過互聯(lián)設備簡化生活并改善您的家庭，那么物聯(lián)網(wǎng)可能是最 佳選擇。它提供了各種用戶友好的設備和應用程序，可以使您的日常活動更加方便和愉快。
如果您是企業(yè)或工業(yè)運營商，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可能更適合。它提供了強大的工具來提高工業(yè)環(huán)境中的效率、生產(chǎn)力和安全性。IIoT 可以提供有價值的見解和對復雜流程的控制，有助于降低成本和優(yōu)化運營。
但請記住，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)不一定是非此即彼的決定。許多企業(yè)甚至一些消費者將兩者結合使用。例如，制造公司可能將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)用于其生產(chǎn)流程，并將物聯(lián)網(wǎng)用于其辦公室和設施管理。消費者可能會在他們的私人公寓中使用智能家居設備，而他們居住的公寓大樓則使用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備來提供空調和電梯維護等服務。
OPC UA（OPC統(tǒng)一架構）是一種獨立于平臺、面向服務、開放、安全的通信架構。它實現(xiàn)了不同供應商的工業(yè)自動化設備、系統(tǒng)和軟件應用程序的互操作性。OPC UA信息模型定義了使用各種傳輸協(xié)議交換數(shù)據(jù)的代碼和格式。
同一基金會開發(fā)了 OPC UA 及其前身開放平臺通信 (OPC)，但它們有顯著不同。該基金會持續(xù)開發(fā) OPC UA，以創(chuàng)建比原始 OPC 通信更理想、更符合不斷發(fā)展的工業(yè)自動化需求的架構。
OPC基金會于2006年發(fā)布了OPC UA規(guī)范的第 一個版本，截至目前，OPC UA的版本為1.05。除了客戶端-服務器（訂閱）模型之外，OPC UA 還包括 Pub-Sub 機制，該機制允許通過 UDP 協(xié)議、 MQTT 協(xié)議或 AMQP 協(xié)議推送 JSON 規(guī)范（也使用標準定義的二進制規(guī)范 – UADP） 。
通過MQTT協(xié)議提供的快速、安全、可靠的傳輸通道，OPC UA可以直接使用互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，同時保留OPC UA端到端安全性和標準化數(shù)據(jù)建模的關鍵優(yōu)勢。
l 功能等效性– 所有 OPC Classic 規(guī)范都映射到 UA，并且 OPC UA 包括 OPC Classic 中的 DA、A&E 和 HDA 功能：
功能性 | 描述 |
發(fā)現(xiàn) | 查找本地 PC 和/或網(wǎng)絡上可用的 OPC 服務器 |
地址空間 | 所有數(shù)據(jù)均按層次結構表示（例如文件和文件夾），允許 OPC 客戶端發(fā)現(xiàn)和利用簡單和復雜的數(shù)據(jù)結構 |
一經(jīng)請求 | 根據(jù)訪問權限讀寫數(shù)據(jù)/信息 |
訂閱 | 監(jiān)控數(shù)據(jù)/信息并在值變化超出客戶端設置時報告異常 |
事件 | 基于客戶端的設置通知重要信息 |
方法 | 客戶端可以根據(jù)服務器上定義的方法等執(zhí)行程序。 |
l 安全性——消息加密、身份驗證和審核，組織在選擇技術標準時最重要的考慮因素之一是安全性。OPC UA 通過在穿過防火墻時提供一組控制來解決安全問題：
功能性 | 描述 |
運輸 | 定義了許多協(xié)議，提供超快速 OPC 二進制傳輸或更通用的 SOAP-HTTPS 等選項 |
會話加密 | 通過 128 位或 256 位加密級別安全傳輸信息 |
消息簽名 | 消息接收時和發(fā)送時的簽名必須相同。 |
測序數(shù)據(jù)包 | 通過排序消除已識別的消息重放攻擊 |
認證 | 每個 UA 客戶端和服務器均由 OpenSSL 證書標識，該證書提供對應用程序和系統(tǒng)如何相互連接的控制。 |
用戶控制 | 應用程序可能需要用戶身份驗證（登錄憑據(jù)、證書等），并且可以進一步限制或增強用戶對權限和地址空間“視圖”的訪問。 |
審計 | 記錄用戶和/或系統(tǒng)活動以提供訪問審核跟蹤 |
l 綜合信息建模：OPC UA信息建模框架，用于定義復雜信息，將數(shù)據(jù)轉換為信息。它允許通過完全面向對象的功能來建模和擴展甚至最復雜的多級結構，并能夠在配置文件中定義數(shù)據(jù)類型和結構。
OPC UA 信息模型（地址空間）是形成結構化圖的節(jié)點和引用的網(wǎng)絡。
標準形式的對象在地址空間中表示，其中模型元素稱為節(jié)點。地址空間將對象及其組件表示為節(jié)點的集合，由屬性描述并通過引用連接。OPC UA 建模就是創(chuàng)建節(jié)點以及節(jié)點之間的引用。
OPC UA 使用對象作為表示處理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)和活動的基礎。變量、事件和方法通過對象內(nèi)的引用互連。
l 屬性描述節(jié)點，不同的節(jié)點類具有不同的屬性集。節(jié)點類的定義包括定義屬性，因此地址空間不包括屬性。
l 引用表示節(jié)點之間的關系。地址空間中存在的引用類型節(jié)點的實例定義了引用。
l 節(jié)點模型的通用屬性
源節(jié)點是包含引用的節(jié)點，目標節(jié)點是被引用的節(jié)點。引用的目標節(jié)點可以與源節(jié)點位于同一地址空間，也可以位于另一個OPC服務器的地址空間，甚至目標節(jié)點可以不存在。
OPC UA 中最重要的節(jié)點類別是對象、變量和方法。
l 對象節(jié)點：用戶使用對象節(jié)點來形成地址空間，這些節(jié)點不包含數(shù)據(jù)。他們使用變量來公開對象的值。用戶可以使用對象節(jié)點對管理對象、變量或方法進行分組；變量和方法總是屬于一個對象。
l 變量節(jié)點：變量節(jié)點代表一個值。值的數(shù)據(jù)類型取決于變量。客戶端可以讀取、寫入和訂閱該值。
l 方法節(jié)點：方法節(jié)點表示客戶端調用并接收結果的服務器中的方法。輸入?yún)?shù)和輸出結果以變量的形式作為方法節(jié)點的一部分?？蛻舳酥付ㄝ斎?yún)?shù)，調用后得到輸出結果。
MQTT 是一種輕量級、高效且可靠的 IoT 消息傳遞協(xié)議，采用發(fā)布訂閱模型來支持實時通信。MQTT 非常適合資源受限的環(huán)境，特別是需要高效使用電源和帶寬的場景。
SparkplugB 基于 MQTT 3.1.1 構建，通過行業(yè)既定規(guī)范確保工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)靈活、高效的基礎數(shù)據(jù)建模。得益于 MQTT 的出色設計，SparkPlugB 實現(xiàn)了強大的互操作性和網(wǎng)絡狀態(tài)感知。
OPC UA和MQTT有一定程度的功能重疊，但它們的使用場景卻截然不同：
l OPC UA通過使用標準化語言促進行業(yè)內(nèi)不同設備和系統(tǒng)之間的無縫通信。
l MQTT 通過互聯(lián)網(wǎng)高效處理實時傳感器數(shù)據(jù)，解決物聯(lián)網(wǎng)應用中的低帶寬和不可靠的網(wǎng)絡狀況。其讀取/發(fā)布機制在使用上提供了顯著的靈活性。
在工業(yè)場景中，MQTT 擅長于分布式系統(tǒng)中的消息傳遞，而 OPC UA 則專注于提供互操作性。OPC UA對業(yè)務數(shù)據(jù)進行抽象和聚合，MQTT以其強大的連接能力促進無縫、分布式數(shù)據(jù)交換。
OPC基金會在OPC UA最 新規(guī)范中提出的Pub-Sub模型允許使用MQTT Broker將數(shù)據(jù)更改推送給訂閱者。
Pub-Sub 安全性比客戶端/服務器中的安全性要復雜一些，而且規(guī)范也沒有那么詳細。在 MQTT 網(wǎng)絡中，安全性基于 SSL/TLS，除了啟用 SSL/TLS 傳輸之外，代理還可以定義應用程序級身份驗證。
原則上，這些安全模型對于每個可以加入網(wǎng)絡的訂閱者和發(fā)布者來說要么全部，要么全無。OPC UA 正在進行的標準化工作仍在進行中，目前還不清楚如何最 好地將豐富的 OPC UA 信息模型映射到 MQTT。
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