现代协议：OPC UA与MQTT

　　在实施 OPC 或 OPC UA 架构之前，请考虑以下挑战。关于OPC UA最常见的抱怨是实施起来有多复杂。

　　OPC UA于2008年发布，是对原始OPC互操作性标准的更新，用于工业自动化中安全可靠的数据交换。OPC 建立在客户端/服务器架构之上。OPC服务器转换硬件通信协议，然后任何需要连接到硬件的程序都成为OPC客户端软件。

　　在实施 OPC 或 OPC UA 架构之前，请考虑以下挑战。关于OPC UA最常见的抱怨是实施起来有多复杂。OPC UA 规范为 1，240 页。完全实施后成本高昂，而且占用 CPU 利用率、开发成本和持续支持成本也很高。OPC也很不灵活，很难处理当今车间里的各种数据结构和异构设备。它与多个数据使用者作斗争，并且不执行一对多方法所需的实际数据解耦。

　　深入了解 MQTT

　　MQTT 是我在 1999 年与 IBM 的 Andy Sanford Clark 共同发明的一种传输协议，是一种轻量级的发布-订阅网络协议，允许多个数据使用者，专为受限设备和低带宽、高延迟或不可靠的网络而设计。MQTT 基于面向消息的中间件方法。

　　MQTT 规范简单易行。规格是 80 页，Sparkplug 又增加了 60 页。它轻量级且灵活，因为它按异常或发布/订阅模型进行报告，从而最大限度地减少数据占用空间。MQTT 具有成本效益、开放标准且安全，具有 TCP/IP 层安全性。在硬件和软件方面原生实施MQTT-Sparkplug的供应商数量正在迅速增长。所有领先的云供应商、物联网平台、边缘计算平台、大数据和第三方应用程序都支持 MQTT。

　　Sparkplug是Eclipse Tahu项目中的新规范，它定义了如何在任务关键型实时环境中使用MQTT。Sparkplug为工业应用定义了标准的MQTT主题命名空间、负载和会话状态管理，同时满足实时SCADA实施的要求。Sparkplug B 规范提供了定义用于 OT 的标记值所需的上下文数据，同时还向 IT 提供数据，使其 100% 可自我发现且易于使用。

　　将 MQTT 与开放标准 Sparkplug 结合使用，可以在经过验证的软件工具上进行简单配置，从而安全地弥合 OT/IT 差距，并为数据科学家提供上下文信息，以便使用大数据分析、ML 和 AI 来获得洞察力并提高生产力和利润。MQTT 在从石油和天然气到遥测再到流程制造等行业中开辟了这些用例。

　　OPC UA 和 MQTT 可以协同工作

　　OPC UA和MQTT实际上可以和谐地协同工作。它们在移动数据的方式上可能是截然相反的，但仍有一些旧设备需要 OPC 服务器来共享数据，并且有一种方法可以使用 MQTT 来克服所提出的挑战。通过将传感器连接到传统PLC，物联网平台可以将该数据连接并转换为MQTT，在发布/订阅模型中将其移动到任何类型的网络，然后将其发送到云和企业应用程序，或者某些物联网平台将其转换回传统OPC客户端的OPC。

　　许多制造商已根据其环境中的现有体系结构做出了选择。如果他们有SCADA系统，他们倾向于使用OPC或OPC UA。然而，新的制造商或那些希望进行数字化转型的制造商应该考虑MQTT / Sparkplug来解决现代挑战，并采用IIoT解决方案，可以轻松处理整个企业中任意数量的数据生产者和消费者。

　　审核编辑：郭婷