Orientações para a utilização dos protocolos HTTP e MQTT em projectos IIoT para fábricas

Como os protocolos HTTP e MQTT podem ser implementados adequadamente em projetos de IIoT para fábricas? O processo de coleta de valor dos projetos de IIoT começa com a troca de dados entre nós na rede. Existem vários protocolos para realizar essa etapa. Dois dos mais comuns são o protocolo de transferência de hipertexto (HTTP) e o transporte de telemetria do Message Queue Server (MQTT).

Desenvolvido em 1998 para um projeto de tubulação da Phillips 66, o MQTT é um transporte bidirecional, leve, orientado a eventos e mensagens, que permite que os dispositivos se comuniquem de forma eficiente através de redes restritas para sistemas de back-end.

Os protocolos HTTP e MQTT em projetos IIoT para fábricas costumam ser, precisamente, os primeiros protocolos de entrada de dados. Por isso, apresentamos aqui pontos-chave a serem considerados ao escolhê-los e implementá-los:

• 1. Utiliza HTTP para recolher dados em quantidades limitadas: O HTTP pode ser eficaz para aplicações de resposta de sondagem que envolvem a ligação de uma aplicação a um dispositivo, como um sistema de controlo de supervisão e aquisição de dados (SCADA) que sonda um computador de fluxo para obter dados de velocidade de fluxo.
• 2. Escolha HTTP para maior flexibilidade: O HTTP fornece um transporte, mas não define a apresentação dos dados. Como tal, as solicitações HTTP podem conter HTML, JavaScript, JavaScript Object Notation (JSON), XML, etc. Na maioria dos casos, a IoT está a padronizar-se em torno do JSON através do HTTP. O JSON é semelhante ao XML, sem toda a sobrecarga e validação de esquema, o que o torna mais leve e flexível. O JSON também é compatível com a maioria das ferramentas e linguagens de programação.
• 3. Compreender os pontos fortes do MQTT: Tal como o HTTP, a carga útil do MQTT é específica da aplicação, e a maioria das implementações utiliza um formato JSON ou binário personalizado. O MQTT não é tão utilizado como o HTTP, mas ainda tem uma grande quota de mercado em TI. Existem muitos clientes/produtores de código aberto, corretores, projetos e exemplos em todas as linguagens.
• 4. Conheça os pontos doces: Use HTTP para enviar fragmentos de dados, como leituras de temperatura de um minuto a cada hora. Não use HTTP para transmitir dados em alta velocidade. O HTTP pode processar dados de menos de um segundo, mas atualizações de 100 ms sobre HTTP são difíceis. Ele tem muita sobrecarga por mensagem, portanto, transmitir mensagens pequenas é ineficiente. Use MQTT quando a largura de banda for escassa e você não conhecer sua infraestrutura. Ele se concentra em uma sobrecarga mínima (cabeçalho de 2 bytes) e comunicações confiáveis. Também é muito simples.
• 5. Evita problemas de sondagem com MQTT: Esse computador de fluxo não gera apenas dados de velocidade de fluxo. Outras informações desse dispositivo, como tickets de fim de lote, pistas de auditoria, coeficientes de calibração da placa de orifício, podem ser úteis do ponto de vista SCADA ou em aplicações de um sistema MES industrial. Como as operações já estão sondando esse dispositivo para obter dados de velocidade de fluxo, adicionar mais sondagens não só será complexo, mas também alterará o ciclo de sondagem da fábrica. O MQTT ajuda a evitar problemas de sondagem, fazendo com que o dispositivo da fábrica transmita todos os seus dados para um servidor MQTT de forma constante e em tempo real. Em seguida, conecte seus aplicativos, quantos desejar, ao servidor MQTT. Você pode acessar qualquer informação necessária do dispositivo sem se conectar diretamente ao próprio dispositivo, evitando assim qualquer efeito em seu funcionamento.
• 6. Entre num estado: Ao contrário do HTTP, que não tem estado, o MQTT tem estado. Isso torna-o adequado para utilização num ambiente de sistema de controlo.
• 7. Mantenha-o protegido: Proteja sempre as comunicações HTTP utilizando HTTPS.
• 8. Construa a sua infraestrutura: Se estiver a utilizar MQTT, certifique-se de que você ou o seu fornecedor tenham um agente MQTT no qual possa publicar dados e sempre proteja a comunicação através do Transport Layer Security (TLS).
• 9. Tenha em conta os problemas de interoperabilidade: O facto de dois produtos serem compatíveis com HTTP/REST/JSON não significa que funcionem juntos imediatamente. Muitas vezes, os formatos JSON são diferentes e requerem uma integração mínima para que tudo funcione. Da mesma forma, o facto de duas aplicações suportarem MQTT não significa que sejam interoperáveis.
• 10. Aproveite as ferramentas de código aberto: A aplicação final não é compatível com MQTT? Se for esse o caso, existem muitas ferramentas de código aberto para obter dados MQTT em bases de dados e outros formatos, como HTTP.

Como na maioria das questões de engenharia, não existe uma solução melhor do que outra. Considere as características dos dois protocolos e compare-os com as necessidades da sua aplicação. Não se esqueça de levar em consideração as competências da sua equipa e os níveis de suporte dos fornecedores. Deve criar um sistema que satisfaça as suas necessidades a longo prazo.

Como está interessado em saber como usar os protocolos HTTP e MQTT em projetos de IIoT para fábricas, convidamo-lo a conhecer as 16 chaves para escolher o integrador de sistemas de automação industrial mais adequadobem como para subscrever a nossa NewsletterO boletim informativo fornecer-lhe-á as melhores práticas para obter resultados positivos na sua fábrica.