Technologie

Comment MQTT et Sparkplug B révolutionnent l'IIoT ?

Un billet de
Hugo Pelletier
26/9/2023
Schéma d'une usine au centre connectée à tous ces systèmes (Machines, PLC, MES, ERP, ...)

Table des Matières

Qu’est-ce que le MQTT ?

Définition de MQTT

MQTT, ou Message Queuing Telemetry Transport, est une technologie de messagerie basée sur le protocole TCP/IP. Dans l’architecture MQTT, on distingue deux entités principales : les utilisateurs et les intermédiaires, souvent appelés brokers. Ces brokers jouent le rôle de serveurs centraux, relayant les informations entre les différents utilisateurs. Au lieu d'une communication directe, les utilisateurs échangent leurs données via ces brokers. Chaque utilisateur peut jouer le rôle de diffuseur, de récepteur ou les deux à la fois.

Axé sur la réactivité, MQTT privilégie les transmissions ponctuelles plutôt que continues. Un utilisateur partage des données uniquement lorsqu'il a des mises à jour pertinentes, et le broker, quant à lui, transmet ces informations aux récepteurs seulement lorsqu'il reçoit des données actualisées.

Un protocole léger mais robuste

On pourrait penser que, étant donné sa simplicité, MQTT serait moins performant que d'autres protocoles, tels que HTTP. Pourtant, il est étonnant de noter que le MQTT, aussi léger soit-il, surpasse HTTP en vitesse, étant 93 fois plus rapide dans des conditions comme sur les réseaux 3G.

L’utilité du MQTT réside dans sa capacité à s'intégrer parfaitement dans des projets IoT. Avec l'explosion des dispositifs connectés, il est essentiel d'avoir un protocole qui puisse gérer efficacement la communication entre ces dispositifs. Grâce à sa légèreté, sa robustesse et sa simplicité, MQTT est souvent le choix de prédilection pour ces tâches. Sa capacité à sécuriser les échanges et à garantir une transmission rapide des données en fait un outil inestimable pour le monde connecté d'aujourd'hui.

Pourquoi utiliser Sparkplug B avec MQTT ? 

Vers une meilleure structuration avec Sparkplug B

Si MQTT est si efficace, pourquoi avoir besoin de Sparkplug B ? Le MQTT est très ouvert, laissant de nombreux aspects, comme la dénomination des topics ou la structure des messages, sans normalisation. D'une part, cela donne une liberté incroyable pour structurer l'information. Mais d'un autre côté, cela peut entraîner des incohérences, surtout lorsque diverses parties tentent de collaborer. Sparkplug B vient combler ce vide, en formalisant ces éléments pour une meilleure adoption dans le secteur industriel.

Les ambitions de Sparkplug B

Sparkplug B n'est pas simplement une amélioration ou une mise à jour, c'est une vision repensée pour répondre aux besoins complexes du monde industriel. Et cette vision se manifeste à travers trois objectifs cruciaux.

  • Redéfinir la nomenclature : Le premier est l'optimisation des noms de topics. Au lieu de laisser chaque entité décider de sa propre terminologie, Sparkplug propose une structure plus cohérente, conçue spécifiquement pour l'industrie. C'est un peu comme standardiser la langue utilisée dans une conférence internationale : cela garantit que tout le monde puisse communiquer entre eux.
  • Gestion de l’état des équipements : Au lieu de facilement relayer des messages comme le fait MQTT, Sparkplug introduit un mécanisme pour suivre activement l'état des équipements. Comment ? Grâce à ce que l'on pourrait appeler des "messages d'état". Ces messages sont spécifiquement conçus pour surveiller, rapporter et alerter sur l'état des différents équipements.
  • Structurer pour l’industrie : Au lieu de simplement transmettre des données brutes, Sparkplug structure le message de manière à mettre en avant les éléments clés. Cela pourrait être, par exemple, la mise en évidence d'un dépassement de seuil, d'une valeur anormale ou d'une condition de fonctionnement critique.

Comment fonctionne MQTT avec Sparkplug B ?

L'architecture technologique

MQTT, en tant que protocole de messagerie, a été conçu avec une vision d'ouverture, offrant la flexibilité nécessaire pour s'adapter à diverses applications. Mais cette flexibilité peut parfois être un double tranchant. Sparkplug B, basé sur MQTT, offre une structure de topic précise, une gestion de l'état via MQTT et des définitions de modèle de données essentielles pour l'IIoT et l'industrie 4.0.

Quels sont les composants de l'infrastructure Sparkplug B ? 

Pour comprendre la synergie entre Sparkplug B et MQTT, examinons de près l'infrastructure de Sparkplug :

  • Broker MQTT : Au cœur du système se trouve le broker MQTT. Son rôle principal est de garantir que chaque message soit correctement acheminé. Il reçoit, traite et redirige les messages, assurant la fluidité et la synchronisation de la communication.
  • Applications de gestion : Elles sont comme le cerveau opérationnel du système. À l'aide des données qu'elles reçoivent, elles commandent des machines, initient des actions, prennent des décisions et analysent des tendances.
  • Nœuds MQTT en bordure de réseau (MQTT EON) : Ils servent de relais. Situés entre les dispositifs et le broker, ils captent les informations des dispositifs et les transfèrent au broker, agissant souvent comme des filtres ou des amplificateurs de signal.
  • Dispositifs : Ils sont à la source de tout. Que ce soit des capteurs, des machines, ou d'autres éléments industriels, ce sont eux qui génèrent et transmettent les données primaires sur lesquelles repose l'ensemble du système.

Conclusion

L'avènement de Sparkplug B et MQTT représente une révolution dans le monde de l'Internet des Objets (IoT) et de l'industrie 4.0. Ces technologies, en parfaite symbiose, redéfinissent les méthodes de communication et d'interaction au sein des systèmes industriels. Le dynamisme de MQTT, combiné à la précision et à la structure offertes par Sparkplug B, crée une plateforme robuste et efficace, prête à répondre aux défis de demain.

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