História stránky

Podporované typy a verzie zariadení 
O protokole MQTT Sparkplug
Konfigurácia komunikačnej linky
Parametre protokolu linky
Konfigurácia komunikačnej stanice
Konfigurácia meraných bodov
Literatúra
Revízie dokumentu

...

Protokol je implementáciou štandardu MQTT 3.1.1 (október 2014). MQTT protokol je klient/server protokol typu subscribe/publish. Je jednoduchý, má malú réžiu a je ľahko implementovateľný. Používa sa na komunikáciu M2M (Machine to Machine) a v kontexte IoT (Internet of Things). MQTT server sa nazýva aj MQTT broker.
D2000 KOM implementuje klientskú časť protokolu. Protokol je implementovaný na TCP/IP linke. Podporený je aj MQTTS (Secure MQTT, MQTT over TLS) - buď priamo v D2000 KOM procese (pomocou TLS nastavení na TCP/IP-TCP linke) alebo cez utilitu stunnel.
Pre prenos LoRaWAN dát v rámci MQTT protokolu pozri popis protokolu LoRaWan.

...

• čítanie jednoduchých typov hodnôt
• čítanie polí (s podporou Cieľového stĺpca štruktúry)

...

• zápis jednoduchých typov hodnôt
• čítanie položiek šablón (UDT)

...

• čítanie položiek datasetov

Komunikácia bola testovaná/nasadená voči:

• cloudu www.TheThings.network
• cloudu Loriot.io
• cloudu Slovanet
• Pixii PowerShaper (energy storage solution)
• cloudu liveobjects liveobjects.orange-business.com 
• test.mosquitto.org (Sparkplug B)

Pozn: bola otestovaná aj komunikácia voči cloudu liveobjects.orange-business.com cez websockety (wss://liveobjects.orange-business.com:443/mqtt). Ako WSS wrapper bol použitý program https://github.com/jimparis/unwebsockify.git. Tento bol spustený s parametrami:
./unwebsockify.py --port 1883 --listen 172.16.0.1 wss://liveobjects.orange-business.com:443/mqtt
D2000 KOM proces sa pripájal k adrese 172.16.0.1 na port 1883. WSS wrapper sa pripojil na definovanú URL a zabalil dáta MQTT komunikácie do websocket obálky.

...

Komunikácia MQTT sa začína správou CONNECT, ktorú pošle klient (D2000 KOM). Správa obsahuje prihlasovacie meno (User Name), heslo (Password) a ďalšie parametre, z ktorých sa dá nastaviť Clean Session Flag a Client ID (parameter Will Flag sa nevyužíva, podobne ako Will QoS a Will Retain, parameter Keep Alive je nastavený na 0). Server odpovedá správou CONNACK s návratovým kódom, ktorý obsahuje informáciu o úspešnosti pripojenia.
Následne klient pošle správu SUBSCRIBE s filtrom tém (parameter Topic Filter), o ktoré má záujem a požadovanou maximálnou úrovňou potvrdzovania (parameter Subscribe QoS).
Server odpovedá návratovým kódom, ktorý obsahuje informáciu o úspešnosti a maximálny QoS, ktorý bol pre požadované témy pridelený.
Nasleduje bežná komunikácia, počas ktorej klient aj server posielajú PUBLISH správy (klient s ľubovoľnou témou, server s témami zodpovedajúcimi filtru tém prijatej SUBSCRIBE správy) a podľa hodnoty parametra QoS prijatých správ PUBLISH ich potvrdzujú.
Pokiaľ server nepošle žiadnu správu dlhšie ako Ping Interval sekúnd, klient pošle PING request správu, na ktorú server musí odpovedať PING response správou (do času špecifikovaného parametrom Reply Timeout).
Pokiaľ dôjde k zmene parametrov na linke, spojenie je zavreté a znovu vytvorené.

Kotva
sparkplug sparkplug

O protokole MQTT Sparkplug

Protokol MQTT Sparkplug definuje 3 skupiny aplikácií:

...

• namespace je konštanta spBv1.0 (pre Sparkplug B)
  
• group_id je ľubovolný názov logickej skupiny (napr. podľa typu zariadenia, prevádzky, organizačnej štruktúry atď)
• message_type je typ správy
• edge_node_id je identifikátor Edge Node
• device_id je identifikátor Device (iba ak je správa od/pre Device)

...

Poznámka: správy typu STATE majú Topic v tvare spBv1.0/STATE/sparkplug_host_id, kde sparkplug_host_id je unikátny názov hostiteľskej aplikácie.

Príklady:

• spBv1.0/STATE/CFGHUB2023
• spBv1.0/STATE/D2Kom

...

Pozn: Štandardný port pre MQTT protokol je 1883 resp. 8883 pre SSL/TLS verziu. D2000 KOM neobsahuje obsahuje implementáciu SSL/TLS varianty protokolu, ale prípadne je možné ju nakonfigurovať s použitím utility stunnel stunnel http://www.stunnel.org pracujúcej v klientskom móde (client = yes). Stunnel bežiaci na rovnakom počítači ako D2000 KOM by mal počúvať na lokálnom porte 1883 a po pripojení sa D2000 KOM procesu na tento port by mal komunikáciu zakryptovať pomocou SLL/TLS a poslať na cieľový MQTT server (typicky na port 8883).

...

...

• Komunikačný protokol "MQTT Client Protocol".
• Adresa stanice: adresa stanice zodpovedá poľu Topic v správe PUBLISH prijatej od MQTT servera. Adresou môže byť konkrétna téma (Topic), regulárny výraz,  znak # reprezentujúci všetky témy, alebo topic .* reprezentujúci všetky témy, ktoré nie sú vhodné pre iné stanice. Priorita spracovania je takáto:
  • Pokiaľ je na linke stanica s adresou #, všetky správy sú smerované na jej merané body a ďalej sa nehľadá.
  • Ďalej sú prehľadávané všetky ostatné stanice na linke (s výnimkou adresy .*). Ak s Topic zhoduje s adresou stanice, správa je určená pre ňu a ďalej sa nehľadá.
  • Ďalej sú prehľadávané všetky ostatné stanice na linke (s výnimkou adresy .*), pričom ich adresa je vyhodnocovaná ako regulárny výraz. Ak s Topic zhoduje s adresou stanice, správa je určená pre ňu a ďalej sa nehľadá. Stanice sú prehľadávané v zostupnom poradí (podľa adresy stanice), takže špecifickejšie výrazy idú ako prvé (napr. status/battery pred status/batt.*)
  • Nakoniec ak existuje stanica s adresou .*, správa je určená pre ňu.
• Parametre pollingu na záložke Časové parametre - odporúčaná je hodnota Delay=0.

Poznámka: v prípade SparkPlug MQTT servera má Topic tvar 'namespace/group_id/message_type/edge_node_id/[device_id]', kde message_type udáva typ správy (napr. DDATA, DBIRTH, DDEATH).
Je možné použiť namiesto message_type regulárny výraz (napr. spBv1.0/Sparkplug Devices/.*/MyDevice/Sensor2), aby boli pokryté všetky typy správ.
Ak Payload Type=Sparkplug, je možné vynechať časti namespace aj message_type a zapísať Topic v tvare 'group_id/edge_node_id/[device_id]' (napr. Sparkplug Devices/MyDevice/Sensor2).

Parametre protokolu stanice

Dialóg konfigurácia stanice - pole "Parameter protokolu".
Ovplyvňujú niektoré voliteľné parametre protokolu. Môžu byť zadané nasledovné parametre protokolu stanice:

Tab. č. 2

...

...

Možné typy hodnôt meraných bodov: Ci, Co, TxtI, TxtO, Qi, Ci, Co, Ai, Ao, Di, Do, TiR, ToR, TiA, ToA.

MQTT implementácia podporuje tri režimy práce:

...

Kotva
komunikacna_stanica komunikacna_stanica

Konfigurácia komunikačnej stanice

...

• Komunikačný protokol "MQTT Client Protocol".
• Adresa stanice: adresa stanice zodpovedá poľu Topic v správe PUBLISH prijatej od MQTT servera. Adresou môže byť konkrétna téma (Topic), regulárny výraz,  znak # reprezentujúci všetky témy, alebo topic .* reprezentujúci všetky témy, ktoré nie sú vhodné pre iné stanice. Priorita spracovania je takáto

  Kotva
  prio_processing prio_processing

  :
  • Pokiaľ je na linke stanica s adresou #, všetky správy sú smerované na jej merané body a ďalej sa nehľadá.
  • Ďalej sú prehľadávané všetky ostatné stanice na linke (s výnimkou adresy .*). Ak s Topic zhoduje s adresou stanice, správa je určená pre ňu a ďalej sa nehľadá.
  • Ďalej sú prehľadávané všetky ostatné stanice na linke (s výnimkou adresy .*), pričom ich adresa je vyhodnocovaná ako regulárny výraz. Ak s Topic zhoduje s adresou stanice, správa je určená pre ňu a ďalej sa nehľadá. Stanice sú prehľadávané v zostupnom poradí (podľa adresy stanice), takže špecifickejšie výrazy idú ako prvé (napr. status/battery pred status/batt.*)
  • Nakoniec ak existuje stanica s adresou .*, správa je určená pre ňu.
• Parametre pollingu na záložke Časové parametre - odporúčaná je hodnota Delay=0.

Poznámka: v prípade SparkPlug MQTT servera má Topic tvar 'namespace/group_id/message_type/edge_node_id/[device_id]', kde message_type udáva typ správy (napr. DDATA, DBIRTH, DDEATH).
Je možné použiť namiesto message_type regulárny výraz (napr. spBv1.0/Sparkplug Devices/.*/MyDevice/Sensor2), aby boli pokryté všetky typy správ.
Ak Payload Type=Sparkplug, je možné vynechať časti namespace aj message_type a zapísať Topic v skrátenom tvare 'group_id/edge_node_id/[device_id]' (napr. Sparkplug Devices/MyDevice/Sensor2).

{
    "metrics": [
        {
            "datatype": 3,
            "int_value": 7338992,
            "name": "Corrected Vol Acc Stn",
            "timestamp": 1729664005479
        }
    ],
    "seq": 32,
    "timestamp": 1729664005479
}

{
    "metrics": [
        {
            "datatype": 12,
            "datatype_txt": "String",
            "name": "Node Properties/Configuration",
            "string_value": "{}",
            "timestamp": 1730305529539,
            "timestamp_txt": "30-10-2024 17:25:29.539"
        },
        {
            "alias": 30064771073,
            "datatype": 5,
            "datatype_txt": "Uint8",
            "int_value": 0,
            "name": "Node Properties/Missing Param",
            "properties": {
                "keys": [
                    "usage"
                ],
                "values": [
                    {
                        "string_value": "technical information",
                        "type": 12,
                        "type_txt": "String"
                    }
                ]
            },
            "timestamp": 1730305529537,
            "timestamp_txt": "30-10-2024 17:25:29.537"
        },
        {
            "alias": 0,
            "dataset_value": {
                "columns": [
                    "topic_name",
                    "offset",
                    "length",
                    "crc"
                ],
                "num_of_columns": 4,
                "rows": [
                    {
                        "row": [
                            "N/A",
                            0,
                            0,
                            0
                        ]
                    }
                ],
                "types": [
                    12,
                    7,
                    7,
                    7
                ],
                "types_txt": [
                    "String",
                    "UInt32",
                    "UInt32",
                    "UInt32"
                ]
            },
            "datatype": 16,
            "datatype_txt": "DataSet",
            "name": "Node Control/FW Update",
            "timestamp": 1730305529537,
            "timestamp_txt": "30-10-2024 17:25:29.537"
        }
    ],
    "seq": 0,
    "timestamp": 1730305529536,
    "timestamp_txt": "30-10-2024 17:25:29.536"
}