Comprendre MQTT :comment fonctionne le protocole de messagerie IoT léger

Dans le monde de l’IoT, la capacité d’un capteur à envoyer des données à un appareil distant est souvent optimisée par MQTT, un protocole de publication/abonnement léger à faible bande passante. Si la terminologie des éditeurs, des abonnés ou des courtiers ne vous semble pas familière, ce guide clarifiera comment les messages circulent, pourquoi MQTT est efficace et comment vous pouvez l'expérimenter en temps réel.

Qu'est-ce que MQTT ?

MQTT, ou Message Queuing Telemetry Transport, est un ensemble de règles qui permettent aux appareils d'échanger des informations sur Internet ou un réseau local. Conçu pour les environnements à faible consommation et à bande passante limitée, MQTT utilise de petits messages et une approche basée sur les événements, transmettant des données uniquement lorsqu'un appareil a besoin de partager ou de recevoir de nouvelles informations.

Chaque appareil peut faire office d'éditeur (envoi de données) et un abonné (réception de données). Contrairement à de nombreux protocoles, MQTT n'achemine pas les messages directement entre les appareils; au lieu de cela, toutes les communications passent par une entité centrale connue sous le nom de courtier. .

Courtiers et clients MQTT

Les clients, qu'ils publient, s'abonnent ou les deux, communiquent uniquement avec le courtier. Considérez le courtier comme un agent des douanes à la frontière :il reçoit chaque colis entrant et le dirige vers la bonne destination. Ce découplage maintient le réseau évolutif et simplifie la conception des appareils.

Les courtiers populaires incluent :

• Moustique – un courtier open source gratuit qui s'exécute localement sous Windows, Linux ou macOS.
• EMQX – un courtier open source doté de fonctionnalités de clustering avancées.
• Options hébergées telles que HiveMQ Cloud et CloudMQTT fournir des courtiers gérés basés sur le cloud.

Comment fonctionne MQTT

Le courtier est au cœur de chaque opération MQTT. Les éditeurs envoient des messages au courtier sur un sujet spécifique. . Les sujets sont des chaînes hiérarchiques séparées par des barres obliques (par exemple, factory/line1/temperature ). Seuls les clients abonnés à ce sujet reçoivent le message.

Ce routage thématique signifie :

• Un éditeur peut envoyer un seul message à plusieurs abonnés sans duplication.
• Les abonnés peuvent écouter simultanément plusieurs sujets provenant de différents éditeurs.
• Les clients désabonnés ne reçoivent jamais de données non pertinentes, ce qui permet d'économiser de la bande passante.

Exemple illustratif

Prenons l’exemple d’un atelier doté d’un capteur de température et d’un capteur de pression. Les deux capteurs publient sur des sujets distincts :

• Sujet sur la température :factory/line1/temperature – charge utile :25.3 °C
• Sujet sur la pression :factory/line1/pressure – charge utile :18.7 psi

L'abonné 1, intéressé uniquement par la température, reçoit la première charge utile. L'abonné 2, concentré sur la pression, reçoit le second. Le courtier gère le routage automatiquement.

Commande de publication typique

Sur un courtier Mosquitto local, vous pouvez publier un message via la ligne de commande :

mosquitto_pub -h localhost -t retain/topic -m "Take a hike"

Ici :

• -h localhost – l'adresse du courtier.
• -t retain/topic – le nom du sujet.
• -m "Take a hike" – la charge utile que tout client abonné recevra.

Clients graphiques tels que MQTT Explorer et MQTTX fournir des interfaces conviviales pour la publication et l'abonnement, rendant l'expérimentation simple, même pour les débutants.

Récapitulatif

Le modèle de publication/abonnement de MQTT, alimenté par des courtiers et des sujets, offre un moyen simple, efficace et évolutif pour les appareils IoT de communiquer. La maîtrise de ces concepts fondamentaux débloque des applications puissantes dans les domaines de l'industrie manufacturière, des maisons intelligentes et au-delà.