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MQTT 协定概述
MQTT 是用于物联网的规范消息传递协定。它被设计为一种十分轻量级的公布 / 订阅音讯传送，非常适合以较小的代码占用量和网络带宽连贯近程设施。MQTT 协定具备以下特点：
- 笨重高效 ：MQTT 客户端十分小，须要设施资源少。MQTT 音讯头很小，能够优化网络带宽。
- 双向通信 ：MQTT 容许设施到云之间以及云到设施之间的消息传递。
- 牢靠的消息传递 ：MQTT 具备 3 种定义的服务质量级别：0- 最多一次，1- 至多一次，2- 恰好一次，可依据业务场景保障消息传递的可靠性。
- 反对不牢靠网络 ：许多物联网设施通过不牢靠的蜂窝网络进行连贯。MQTT 对持久性会话的反对缩小了将客户端与代理从新连贯的工夫。
- 平安 ：MQTT 使您能够轻松地应用 TLS 加密音讯并应用古代身份验证协定（例如 OAuth）对客户端进行身份验证。
现在，MQTT 被广泛应用于汽车、制造业、电信、石油和天然气等行业。
本系列文章将具体解读 MQTT 协定在各行业理论利用场景中是如何发挥作用的。
石油行业中的物联网业务
随着物联网技术迅猛发展，新型信息传感设施以及各类有线、无线网络技术在石油勘探、生产与储运环境中逐步遍及应用。石油石化企业心愿利用物联网技术实现对油田终端设备的远程管理，优化物联网数据存管用的效率、安全性和可扩展性。
在石油生产与运输贮存场景中，通过工业边缘网关将传统工业总线协定与 PLC 协定转化成物联网 MQTT 协定，将现场实时数据传递到数据中心，以实现对现场数据近程采集与集中化治理，是目前石油石化企业生产监控技术改造的重点方向之一。
传统石油生产数据采集场景痛点
传统采油厂通过现场专用无线或者有线网络，将油井中的油压、油温、载荷、电量等数据实时传送到 RTU 或者 PLC 中，再通过本地 SCADA 零碎进行汇聚后存储在生产作业区或者联结站的管制室内的数据库。厂区核心机房须要定期从场站管制机房的数据库中同步数据，实现对多个作业区的数据汇聚。
随着企业对实时数据生产需要越来越高，对边缘数据库的拜访频率要求也随之减少，在理论运行过程中逐步暴露出以下问题：
- 场站数据采集与数据存储软硬件老化，更新老本高；
- 随着采集数据量一直减少，整体性能开始无奈满足日益增长的数据需要；
- 厂区无奈失去实时数据，对场站的实时治理监控能力有余；
- 现场技术保护人员工作强度大，人工成本高。
基于 MQTT 协定的石油生产数据采集计划
得益于网络技术在石油行业中的遍及，油田作业区与厂区之间已根本实现了网络联通，为物联网技术的引入提供了根底网络条件。各类生产数据也得以通过 MQTT 协定取得采集汇聚与进一步解决，充分发挥其价值。
以 EMQ 云边数据采集计划为例：
各类工业协定转换为 MQTT 实现对立接入
在场站端，通过工业数据采集网关软件 Neuron 将现场采纳 Modbus-RTU、Modbus-TCP 协定的仪表数据转换成高牢靠轻量化的 MQTT 协定，再将实时数据通过专网将 MQTT 协定推送到厂区核心机房的数据接入平台 EMQ X。
对数据进行过滤解决并推送
局部冗余数据或者其余零碎数据，能够通过部署在场站端的轻量化数据处理软件 eKuiper 将数据进行过滤解决，将有意义的数据推送到厂区核心机房的数据接入平台 EMQ X。
采集数据实时挪动至数据库以供业务利用
厂区核心机房的数据接入平台 EMQ X 将实时数据对立接入后存储到核心机房的数据库中，各种业务利用能够对接数据库拉取相干业务数据。
通过 MQTT 协定实时推送告警信息
生产设施报警、场站门禁报警等须要实时处理的数据能够由数据接入平台 EMQ X 通过 MQTT 协定推送到报警解决业务零碎中，实现实时数据疾速解决。
应用 MQTT 协定进行设施实时监控
厂区数据中心平台也能够通过 MQTT 音讯实现对现场设施的近程管制与治理。
MQTT 协定带来了什么？
进步业务实时性
MQTT 协定具备轻量化、高牢靠 QoS 等个性，能够将大量生产作业区的设施以及零碎数据实时上报到厂区数据中心，使业务实时性大大提高。
升高软硬件老本
MQTT 的轻量化设计使客户端到服务端的硬件需要大大降低。在 EMQ 云边数据采集计划中，在厂区核心机房的高可用 MQTT 音讯服务器 EMQ X 以及在生产做业务应用的轻量级边缘工业网关 Neuron 代替了场站侧低廉的 SCADA 零碎与数据采集存储服务器，使整体软硬件老本升高超过 50%。
节俭人力老本
因为采纳了轻前端、重后端的架构，现场设施数量与复杂度大大降低，现场运维负载度与人员老本可升高超过 70% 以上。
通过基于 MQTT 协定的数据采集架构，厂区数据中心能够取得各类现场实时数据，从而通过这些高质量的业务数据进行近程设施操作、井筒搁置地位优化剖析、监测作业环境管制排放、近程辅助检修等新业务利用，实现石油企业降本增效与业务翻新。
版权申明：本文为 EMQ 原创，转载请注明出处。
原文链接：https://www.emqx.com/zh/blog/application-of-mqtt-protocol-in-oil-and-gas-industry
