Qu'est-ce que MQTT ?

Définitions, fonctions et opportunités de MQTT

Message Queuing Telemetry Transport, en abrégé MQTT, est un protocole de communication développé à l'origine par IBM pour la communication M2M dans l'Internet des objets (IoT).

Il a été développé en particulier pour permettre la transmission de données dans des endroits où les réseaux d'infrastructure sont limités et où les appareils à faible consommation d'énergie ont une puissance limitée. Il y a quelques années, MQTT a été officiellement établi comme norme OASIS et se trouve depuis 2019 dans la dernière spécification MQTT 5 .

Comment fonctionne MQTT ?

Le protocole de messagerie MQTT utilise le concept de communication serveur-client. La communication entre le serveur et le client est assurée par un modèle de publication et d'abonnement. Un courtier, proposé par différentes entreprises, est nécessaire pour le modèle Publish/Subscribe et se trouve au centre de la communication. La série Edge Gateway de Welotec est particulièrement adaptée à l'implémentation d'un tel broker MQTT. Les clients peuvent se connecter au courtier de messages et échanger des données entre eux par ce biais.

Publier/S'abonner

Toute communication se fait via le distributeur central, l'agent de messages MQTT. Chaque message envoyé par un client contient, outre le "topic", les données utiles réelles.

Chaque client connaît donc le courtier au milieu de la communication. Entre eux, les clients sont toutefois totalement séparés par différents chemins.

Les topics sont de simples messages textuels tels que "temperature" et permettent l'adressage de la communication. Si, par exemple, un capteur de température souhaite publier des données qui ont été enregistrées pour d'autres clients, il doit envoyer non seulement le message réel, appelé charge utile, mais aussi les informations du topic. Tous les autres peuvent s'abonner à ces topics et reçoivent un message lorsque quelque chose a été publié sur le topic correspondant.

Avantages et inconvénients du protocole de communication

Inconvénients de MQTT

Bien que MQTT soit souvent présent dans les infrastructures IoT industrielles, le protocole de communication n'est pas standard sur les automates connus. Cela signifie que les données nécessaires doivent d'abord être lues via d'autres normes ou protocoles pour être ensuite traitées avec MQTT. Pour cela, il est possible d'utiliser des appareils dotés d'une conversion de protocole comme le routeur industriel Welotec TK602L ou les passerelles Welotec Edge Computing Gateways, qui enregistrent les données et les publient en tant que client à un broker MQTT.

De plus, le contenu du message, c'est-à-dire la charge utile, n'est pas spécifié, c'est pourquoi l'émetteur et le récepteur doivent être informés au préalable de la structure du message correspondant. Si l'on ne fait pas attention à cela, les participants échangent certes les données, mais ne comprennent pas le contenu du message. Les structures de message connues et souvent utilisées sont par exemple Json ou XML.

Avantages de MQTT

L'un des avantages du protocole de communication réside dans l'architecture Publish/Subscribe et la communication via le courtier MQTT. Ce qui est décisif ici, c'est que les appareils et les applications sont complètement découplés, car chaque client ne connaît que le courtier en messages, mais pas les autres participants. De plus, le découplage des participants apporte une grande valeur ajoutée à la séparation entre l'IT et l'OT, surtout lorsqu'il s'agit d'infrastructures liées à la sécurité.

Avec MQTT, il est possible de reproduire une communication 1:N, il est donc possible qu'un seul message soit publié par un participant à un topic, mais que plusieurs abonnés puissent recevoir le message du courtier.

Une autre caractéristique populaire du protocole de communication dans le contexte des cas d'application IoT réside en outre dans les fonctionnalités de protocole de MQTT. Ces fonctionnalités répondent aux problèmes typiques des infrastructures limitées où la bande passante est réduite ou la connectivité instable. Il s'agit entre autres de

- Niveaux de qualité de service

- Messages persistants de session et de mise en file d'attente

- Messages retenus

- Dernière volonté et testament

- Keep Alive & Client Take-Over (maintien en vie et reprise du client)

Opportunités offertes par MQTT dans le contexte de l'industrie 4.0

MQTT est particulièrement adapté à la transmission fiable de messages dans des réseaux peu fiables et instables, comme les réseaux de téléphonie mobile.

Cela fait de MQTT un protocole optimal pour l'Internet des objets et la communication mobile. Le protocole convainc par sa simplicité et sa facilité d'implémentation dans les infrastructures IoT.

Entre-temps, le protocole s'est imposé en particulier comme standard pour la communication avec les systèmes cloud et trouve donc également son utilisation dans l'industrie. La possibilité de distribuer simultanément un message publié à différents services est un outil particulièrement utile. Aujourd'hui, MQTT est l'un des protocoles leaders et les plus convaincants de l'IoT grâce à ses caractéristiques particulières. À l'avenir, ce protocole de communication jouera également un rôle important dans la mise en œuvre de l'industrie 4.0, notamment en ce qui concerne les systèmes de cloud computing comme Microsoft Azure.