MQTT : Transmettre des données de l’OT à l’IT sans perdre l'intégrité des données
Alors que l’IT et l’OT se développent et évoluent dans des directions différentes, chacune ayant ses propres objectifs et priorités – l’IT se concentre sur les données et l’OT sur les processus – la convergence IT/OT est la clé pour faire avancer les entreprises dans le monde industriel.
Bien que les données soient traditionnellement au centre des préoccupations des services IT, elles jouent également un rôle important dans les processus OT. Si la collecte de données est un défi, leur valorisation en est un autre.
Comment transmettre en douceur des données de l’OT à l’IT sans surcharger le matériel ou perdre l’intégrité des données ?
Au fil des ans, MQTT a été la référence pour la communication IT/OT, permettant un échange de données efficace et fiable entre les systèmes et les appareils. Contrairement aux protocoles traditionnels, il est connu pour être léger, efficace et fiable. Mais avant de nous plonger dans ses avantages, apprenons à connaître l’histoire de MQTT et son fonctionnement.
Quand MQTT a-t-il été créé ?
En 1999, IBM a créé le protocole MQTT. Il s’appelait à l’origine MQ Telemetry Transport, « MQ » signifiant la série de produits d’IBM. Le protocole était utilisé pour les applications de télémétrie à distance dans l’industrie pétrolière et gazière, où une faible puissance et une faible bande passante sont requises.
Au fil du temps, IBM a rendu MQTT 3.1 disponible en tant que protocole ouvert. Puis, en 2014, il a été standardisé par OASIS.
En 2019, une version améliorée appelée MQTT 5 a été publiée. Fait intéressant, MQTT n’est plus seulement un acronyme, c’est le nom du protocole lui-même.
Comment fonctionne MQTT ?
MQTT suit un modèle éditeur/abonné, qui implique deux composants clés :
- MQTT Broker : Le médiateur pour toutes les communications de client à client. Lorsqu’un appareil souhaite partager un message, il le transmet au broker et celui-ci s’assure qu’il parvient au bon destinataire.
- Client MQTT : Il peut être un éditeur, un abonné ou les deux. Un éditeur est une machine qui envoie des messages, tandis qu’un abonné écoute les messages spécifiques qui l’intéressent.
Initialement, le client crée une session avec le broker. Une fois connectés, les clients peuvent envoyer des messages s’ils ont quelque chose à partager, s’abonner à des sujets qui les intéressent ou faire les deux en même temps.
Lorsqu’un message est envoyé, le broker le reçoit et agit comme un filtre, s’assurant qu’il va aux abonnés intéressés par ce type de message.
En substance, MQTT simplifie la communication entre les appareils en utilisant cette configuration éditeur/abonné. Le broker gère le flux de messages entre les clients, en veillant à ce que chacun obtienne les informations dont il a besoin.
Fonctionnalités de découplage éditeur/abonné MQTT
Parce que le broker se trouve entre les communications des clients, il élimine la connexion directe entre les machines, offrant une communication ininterrompue pour la publication et l’abonnement des messages entre clients.
Cette caractéristique de découplage est classée en plusieurs dimensions :
- Découplage spatial, où les clients ne se connaissent pas (ils ont seulement besoin de connaître le broker).
- Découplage temporel, où les clients peuvent publier et s’abonner à la même rubrique à des moments différents.
- Découplage de synchronisation, où les clients peuvent fonctionner de manière asynchrone sans avoir besoin d’une réponse les uns des autres.
Par rapport aux mécanismes OPC/UA traditionnels, ce modèle de communication découplé présente des avantages significatifs pour les utilisateurs OT.
Contrairement à OPC/UA, qui nécessite des connexions directes point à point entre les appareils et les serveurs, le découplage de MQTT permet une flexibilité, une évolutivité et une résilience accrues.
Les systèmes OT s’intègrent parfaitement à l’infrastructure informatique sans être étroitement liés à des protocoles spécifiques ou à des dépendances matérielles, ce qui facilite l’interopérabilité et les déploiements à l’épreuve du temps.
Où MQTT peut-il être utile ?
La mise en œuvre de MQTT est particulièrement appropriée dans les scénarios où la flexibilité, l’évolutivité et l’échange de données en temps réel sont les plus importants.
Systèmes de gestion de l’énergie
Dans les installations de production ou les bâtiments commerciaux, MQTT peut s’intégrer aux systèmes de gestion de l’énergie pour surveiller et contrôler la consommation d’énergie en temps réel. Les plateformes informatiques peuvent analyser ces données pour optimiser les modèles de consommation d’énergie, tandis que les systèmes OT peuvent ajuster dynamiquement les paramètres de l’équipement pour une efficacité maximale.
Maintenance préventive
By leveraging MQTT's lightweight messaging, OT systems can transmit sensor data to analytics platforms for predictive maintenance. This reduces downtime and optimizes asset performance.
Healthcare Monitoring Systems
In healthcare facilities, MQTT can integrate medical devices, patient monitoring systems, and electronic health records (EHR) platforms. OT applications can transmit patient vitals and sensor data to IT systems for remote monitoring, alerts, and predictive analytics, enhancing patient care and operational efficiency.
Supply Chain and Inventory Management
MQTT facilitates communication between production systems, warehouse management system (WMS) platforms, and enterprise resource planning (ERP) platforms. OT systems provide real-time inventory updates, shipment tracking, and demand forecasting to IT systems to optimize inventory levels, order fulfillment, and supply chain visibility.
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In terms of MQTT communication, OpEdge-8D and BHDO, along with an integrated MQTT Broker container, will be responsible for receiving and filtering the data sent by sensors and other machines. Afterwards, this data can be shared with the clients, depending on their subscribed topics.
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