Quel est l’usage du protocole MQTT pour l’IoT ? Et bien c’est ce que nous allons découvrir dans cet article ! Nous présenterons de façon claire le fonctionnement du protocole MQTT, mais aussi ce qui en fait le protocole le plus utile en IoT.
Le protocole MQTT
Avant de commencer, il est important de présenter le protocole MQTT. Pour ceux qui ne le connaissent pas, il s’agit d’un protocole de messagerie basé sur un principe de souscription.
Ce protocole a initialement été développé en 1999 par deux ingénieurs, l’un travaillant pour IBM et l’autre EuroTech. Il avait pour but la surveillance d’un oléoduc dans le désert. Ils voulaient un protocole efficace et qui consomme peu de bande passante et de batterie. En 2021, nous avons le même besoin !
Pour fonctionner, le protocole MQTT nécessitera un serveur, que nous appellerons « Broker« . Ce Broker peut être installé sur différents appareils, comme des PC, des Macs ou encore des cartes Raspberry Pi sous Linux.
Raspberry Pi 4 8Go
- Modèle 3x plus puissants
- Mémoire vive de 8Go LPDDR4
- Compatible Bluetooth 5.0 et 4K
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Pour fonctionner, une session MQTT est séparée en quatre étapes :
- La connexion
- L’authentification
- La communication
- La terminaison
Le MQTT est devenu un standard international dans la communication entre les objets IoT et les machines. S’il est devenue aussi populaire, ce n’est pas pour rien, il présente de très nombreux avantages face au protocole HTTP :
- Environ 90 fois plus rapide pour envoyer des informations
- Environ 10 fois moins énergivore pour envoyer des messages
- Environ 170 fois moins énergivore pour recevoir des messages
Avec le protocole MQTT on peut choisir la façon dont le serveur gèrera le message
QoS0 : Le message n’est pas stocké par le serveur, et aucun accusé de réception n’est envoyé. Si l’on redémarre le serveur ou le client, le message sera définitivement perdu
QoS1 : Le message sera envoyé jusqu’à ce que le serveur nous retourne un accusé de réception.
QoS2 : Les messages sont sauvegardés par le serveur, et il les enverra jusqu’à que tous les clients aient reçu le message.
Les messages sont envoyés sur ce que l’on appelle des « Topics » qui permettront aux utilisateurs de voir leur contenu, et de l’utiliser dans leur projet.
Il existe d’autres fonctionnalités très utiles du protocole MQTT, comme la sécurisation du transport des messages en SSL ou encore la gestion des droits de souscription.
Pour vulgariser un peu cela, nous allons comparer cela à Instagram. Sur Instagram (notre Broker) il existe des Hashtags (Topics). Lorsque vous vous abonnez à ces Hashtags, vous pouvez voir dans votre feed ce qui est posté dessus. Plusieurs utilisateurs peuvent être abonnés à un même Hashtag, et plusieurs peuvent envoyer du contenu à cet Hashtag
Et bien le MQTT fonctionne de la même façon ! Tous les utilisateurs abonnés à un Topics verront les messages postés dessus (comme des relevés de températures ou d’humidité).
Les usages du protocole MQTT pour l’IoT
Grâce au protocole MQTT, nous pouvons créer de nombreux appareils connectés compatibles avec des installations domotiques comme Jeedom.
Nous pouvons notamment créer des sondes de températures, mais aussi des modules relais ou encore des modules pour volet roulant. Les possibilités sont nombreuses, et elles ne dépendent que de vos besoins et de vos connaissances.
L’intérêt du MQTT plutôt qu’un autre protocole, est, comme nous l’avons vu plus haut, sa faible consommation d’énergie et sa grande rapidité d’exécution. En plus de cela, il est très léger et ne requiert que très peu de ressources, de quoi l’utiliser sur des cartes et des microcontrôleurs de petites tailles et peu puissantes.
Open-source, il peut également servir en domotique pour lier un appareil à un Google Home. De cette façon, les utilisateurs pourront interagir avec leur module via la voix et non plus au travers d’un smartphone ou d’une interface.
Dans l’IoT, l’un des points les plus important, c’est la sécurité. Le MQTT permet non seulement de faciliter le chiffrement des messages grâce à la sécurité SSL/TLS mais il permet également de gérer l’authentification des clients grâce à des protocoles d’identification comme OAuth.
Le MQTT s’est donc imposé dans l’environnement IoT grâce à ses nombreux points forts, mais il existe des alternatives comme modbus, HTML ou encore OPC-UA.
Conclusion
Grâce à cette introduction au protocole MQTT et son usage dans les objets IoT, nous réaliserons prochainement des articles plus techniques expliquant comment mettre en place un Broker et comment utiliser le MQTT avec une box domotique comme la JeedUp.
Lucas
