Introdução

A comunicação industrial evoluiu significativamente com o avanço da Internet das Coisas Industrial (IIoT), e o MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) se tornou um dos protocolos mais utilizados nesse cenário. Sua leveza, eficiência e confiabilidade fazem dele uma excelente escolha para monitoramento remoto, integração de sensores e troca de informações entre sistemas. Neste artigo, exploramos o que é o MQTT, sua arquitetura, como ele funciona e quais aplicativos podem ser integrados para otimizar processos industriais.

Visão geral

O MQTT é um protocolo de comunicação leve e eficiente, projetado para transmissão de dados em redes com largura de banda limitada ou conexões instáveis. Ele foi desenvolvido pela IBM na década de 1990 para atender à necessidade de comunicação confiável em ambientes industriais e sistemas de telemetria.

Uma das principais características do MQTT é seu modelo de comunicação baseado em publicação/assinatura (publish/subscribe), que permite que múltiplos dispositivos troquem informações sem conexão direta entre si. Esse modelo reduz o tráfego de rede, pois um único dispositivo pode publicar informações que serão distribuídas apenas para os clientes que se inscreveram no tópico correspondente.

Além disso, o protocolo oferece suporte a diferentes níveis de Qualidade de Serviço (QoS), garantindo maior confiabilidade na transmissão dos dados. Essas características fazem do MQTT uma escolha ideal para aplicações industriais, como monitoramento de sensores, controle de equipamentos e integração com plataformas SCADA e IIoT.

Arquitetura do MQTT e funcionamento do protocolo

O MQTT opera sobre o protocolo TCP/IP e segue um modelo baseado em três componentes principais:

• Broker (Servidor): Atua como intermediário entre os dispositivos, recebendo e distribuindo mensagens. Exemplos: Mosquitto, HiveMQ e EMQX.
• Clientes (Publicadores e Assinantes): Dispositivos ou sistemas que enviam e recebem informações, como CLPs, sensores, servidores e dashboards.
• Tópicos: Estruturas organizadas hierarquicamente para categorizar mensagens e permitir o roteamento eficiente dos dados.

O fluxo de comunicação no MQTT segue a lógica:

1. Um publicador (sensor, CLP ou outro dispositivo) envia uma mensagem para um tópico específico no broker.
2. O broker recebe a mensagem e a repassa apenas para os assinantes que estão registrados nesse tópico.
3. Os assinantes (sistemas SCADA, dashboards ou outros dispositivos) recebem a informação em tempo real.

O protocolo MQTT também oferece três níveis de Qualidade de Serviço (QoS):

• QoS 0 (“At most once”): A mensagem é enviada sem confirmação, sem garantia de entrega.
• QoS 1 (“At least once”): A mensagem é enviada e confirmada pelo receptor, podendo ser recebida mais de uma vez.
• QoS 2 (“Exactly once”): A mensagem é entregue uma única vez, garantindo máxima confiabilidade.

Outro fator importante é a segurança do MQTT, que pode ser aprimorada com o uso de TLS/SSL para criptografia de dados, autenticação de clientes e controle de acesso.

Quais aplicativos e integrações são utilizados

O MQTT é amplamente adotado na indústria, pois permite a conexão de diferentes sistemas de automação e IoT. Algumas das aplicações mais comuns incluem:

• Monitoramento de sensores: Comunicação de dados em tempo real de sensores de temperatura, pressão, vibração e outros.
• Integração com CLPs e sistemas SCADA: Permite que dados coletados no chão de fábrica sejam enviados para sistemas supervisórios.
• Controle remoto de dispositivos: Ativação e desativação de máquinas e equipamentos de forma segura e eficiente.

Os principais softwares e plataformas que utilizam MQTT incluem:

• Node-RED: Para integração e automação de processos industriais.
• HiveMQ e Mosquitto: Brokers MQTT populares para comunicação entre dispositivos.
• MQTT Explorer: Ferramenta para testar e visualizar mensagens MQTT.
• Plataformas IIoT como Kepware e Ignition, que permitem a supervisão e controle de processos industriais.

Conclusão

O protocolo MQTT se tornou um padrão na indústria para comunicação eficiente, leve e escalável. Sua arquitetura baseada em publicação/assinatura, combinada com suporte a diferentes níveis de QoS e integração com diversos sistemas, o torna ideal para monitoramento remoto, automação e IIoT. Além disso, a compatibilidade com CLPs, sensores e plataformas SCADA reforça sua importância para o futuro da automação industrial.

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