2. โปรโตคอล MQTT

จุดประสงค์การเรียนรู้

   เพื่อให้ผู้เรียนได้ทราบถึงโปรโตคอล MQTT

สาระการเรียนรู้

1. ความหมายของMQTT 

 MQTT หมายถึง Message Queuing Telemetry Transport ซึ่งเป็นโปรโตคอลการสื่อสารที่ใช้สำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต (Internet of Things - IoT) หรือระบบซอฟต์แวร์อื่น ๆ ที่ต้องการการสื่อสารแบบผ่านผู้สอบถาม (Publisher-Subscriber) ซึ่ง MQTT เป็นโปรโตคอลที่มีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายในโลก IoT เนื่องจากมีความเบา และมีประสิทธิภาพสูงในการส่งข้อมูลโดยที่ใช้ทรัพยากรเครือข่ายน้อยลง นอกจากนี้ MQTT ยังมีความสามารถในการทำงานในโหมดการเชื่อมต่อที่ต่อเนื่อง (Persistent Connection) ทำให้มีประสิทธิภาพในการส่งข้อมูลแบบ Real-time ได้ดี  โดยที่อุปกรณ์สามารถSubscribeข้อมูลได้ตลอดเวลาโดยไม่ต้องเชื่อมต่อและตั้งค่าต่อเนื่องใหม่ทุกครั้งที่มีการส่งข้อมูลส่งเข้ามา และยังสามารถใช้งานได้กับระบบที่มีการใช้งานแบบ Low Bandwidth ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่ง MQTT มีการใช้งานกันในหลายๆ อุตสาหกรรม เช่น การอัพเดทสถานะของอุปกรณ์ในโรงงาน การเฝ้าระวังสภาพแวดล้อม หรือการจัดการข้อมูลต่างๆ ในระบบ IoT ต่างๆ และมีการใช้งานร่วมกับการเชื่อมต่อและการสื่อสารในระบบ Smart Home และอื่นๆ อีกมากมาย

ที่มารูปภาพ :  https://blog.thaieasyelec.com/introduction-to-mqtt/

2. การรับส่งข้อมูลผ่านโปรโตคอลMQTT

การรับส่งข้อมูลใน MQTT นั้นเป็นแบบแตกต่างจากโปรโตคอลอื่นๆ โดยมีหลักการทำงานดังนี้:

1. Publisher (ผู้ส่ง)->Publisher คืออุปกรณ์หรือโปรแกรมที่สร้างข้อมูลหรือเหตุการณ์ที่ต้องการแจ้งไปยัง Subscriber โดยจะส่งข้อมูลนั้นผ่านทาง MQTT Broker.

2. Subscriber (ผู้รับ)->Subscriber คืออุปกรณ์หรือโปรแกรมที่ต้องการรับข้อมูลหรือเหตุการณ์จาก Publisher โดยจะสมัครตนเองเพื่อรับข้อมูลจาก Topic ที่สนใจผ่านทาง MQTT Broker.

3. MQTT Broker->MQTT Broker เป็นกลางในการรับส่งข้อมูลระหว่าง Publisher และ Subscriber โดยจะรับข้อมูลจาก Publisher และส่งให้ Subscriber ตาม Topic ที่เหมาะสม นอกจากนี้ MQTT Broker ยังเป็นตัวกลางในการจัดการเชื่อมต่อระหว่าง Publisher และ Subscriber โดยสามารถควบคุมการเชื่อมต่อ และบริหารจัดการแบบอื่นๆ เช่น การรับรองการเข้าถึง การจัดกลุ่มของอุปกรณ์ เป็นต้น

4. Topic (หัวข้อ) ->Topic เป็นชื่อที่ใช้เพื่อระบุข้อมูลหรือเหตุการณ์ที่ส่งหรือรับ ซึ่งสามารถเป็นชื่อที่กำหนดเองได้ ในการส่งข้อมูลผู้ส่งจะระบุ Topic ที่ต้องการส่งไปยัง Broker และผู้รับก็จะระบุ Topic ที่สนใจในการรับข้อมูล

เมื่อมีข้อมูลถูกส่งมายัง MQTT Broker ผู้รับที่ Subscribe ไว้กับ Topic ที่เกี่ยวข้องก็จะได้รับข้อมูลนั้น โดย Broker จะส่งข้อมูลให้ Subscriber ที่มีการ Subscribe Topic นั้นอยู่ทุกครั้งที่มีการมีข้อมูลใหม่มาถึงโดยไม่ต้องการให้ Subscriber เชื่อมต่อและขอข้อมูลใหม่เอง ซึ่งทำให้ MQTT เป็นโปรโตคอลที่มีประสิทธิภาพสำหรับการสื่อสารแบบ Real-time และการใช้ทรัพยากรเครือข่ายน้อยลง

3. รูปแบบการส่งข้อมูลโปรโตคอลMQTT (Quality of Service : QoS ) 

คือ กลไกที่กำหนดระดับความน่าเชื่อถือของการส่งข้อความระหว่าง Client (Publisher/Subscriber) และ Broker โดยแบ่งเป็น 3 ระดับ (QoS 0, 1, 2) เพื่อให้เหมาะสมกับงาน IoT ที่ต้องการสมดุลระหว่าง ความเร็ว และ ความแม่นยำ มีรายละเอียดดังนี้

ที่มารูปภาพ : https://blog.softwaretoolbox.com/mqtt-quality-of-service-datahub

อ้างอิง

1. https://medium.com/@L4zy-p/%E0%B8%A1%E0%B8%B2%E0%B9%83%E0%B8%8A%E0%B9%89-mqttjs-%E0%B8%81%E0%B8%B1%E0%B8%99-664c2812074a

2. https://blog.thaieasyelec.com/introduction-to-mqtt/