Evaluation of the MQTT protocol for IoT-based industrial automation applied to the context of monitoring, diagnostics and remote maintenance
Evaluation of the MQTT protocol for IoT-based industrial automation applied to the context of monitoring, diagnostics and remote maintenance
- Tez No: 992849
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEMİH YÖN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Endüstriyel Nesnelerin İnterneti, MQTT protokolü, Uzaktan Bakım, Gerçek Zamanlı İzleme, ESP8266 Mikrodenetleyici, Node-Red Arayüzü, Tahmine Dayalı Bak, Industrial Internet of Thing, MQTT protocol, Remote Maintenance, Real-time Monitoring, ESP8266 Microcontroller, Node-Red Interface, Predictive Maintenance
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Aydın Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Endüstriyel Nesnelerin İnterneti, güvenilir bağlantı ve gerçek zamanlı analiz için artan taleplerle birlikte, ekipmanları izleme ve bakımını yapma şeklimizde devrim yaratıyor. Bu çalışma, MQTT protokolünün endüstriyel ortamların gereksinimlerini karşılamadaki avantajlarını, özellikle sürekli izleme ve uzaktan bakım uygulamalarında incelemektedir. Bu değerlendirmeyi yapmak için, çeşitli temel bileşenleri birleştiren kapsamlı bir test tezgahı geliştirdik: sıcaklık ve akımı ölçmek için DHT11 ve ACS712 sensörleri, veri toplama işlemlerini yönetmek için bir ESP8266 mikrodenetleyici ve Raspberry Pi'de barındırılan bir Mosquitto sunucusu; bunların tümü Node-RED arayüzü aracılığıyla görselleştirildi. Bu cihaz, parametreler kritik eşikleri aştığında otomatik uyarıların tetiklendiği, bir elektrik motorunun durumunun sürekli olarak izlenmesini sağlar. Yapılan testler, MQTT'nin güçlü yönlerini vurgulamaktadır: hız (ortalama 150 ms gecikmeyle), bant genişliği tasarrufu ve etkileyici güvenilirlik (QoS 1'de doğru iletilen mesajların %99,9'u). Bu özellikleri, her milisaniyenin önemli olduğu endüstriyel uygulamalar için ideal bir aday haline getiriyor. Ancak, optimal akış güvenliği ve eski sistemlerle sorunsuz entegrasyon gibi bazı zorluklar devam etmektedir. Sonuç olarak, bu çalışma MQTT'nin, özellikle bakım süreçlerini dijitalleştirmek isteyen KOBİ'ler için sağlam ve uygun bir çözüm olduğunu göstermektedir. Bunu daha da ileri götürmek için çeşitli yollar ortaya çıkıyor : iletişim şifrelemesini güçlendirmek, mevcut araçlarla bağlantıyı geliştirmek ve ekipleri bu yeni teknolojiler konusunda eğitmek. Bunların hepsi endüstriyel IoT'nin potansiyelini tam olarak kullanmak için kaldıraçlardır.
Özet (Çeviri)
The Industrial Internet of Things is revolutionising the way we monitor and maintain equipment, with growing demands for reliable connectivity and real-time analysis. This study examines the advantages of the MQTT protocol in meeting the requirements of industrial environments, particularly in continuous monitoring and remote maintenance applications. To conduct this evaluation, we developed a comprehensive test bench combining various key components: DHT11 and ACS712 sensors to measure temperature and current, an ESP8266 microcontroller to manage data acquisition, and a Mosquitto server hosted on Raspberry Pi, all visualised via a Node-RED interface. This device allows continuous monitoring of the status of an electric motor, with automatic alerts triggered if parameters exceed critical thresholds. The tests carried out highlight the strengths of MQTT: speed (with an average latency of 150 ms), bandwidth savings and impressive reliability (99.9% of messages correctly transmitted in QoS 1). These characteristics make it an ideal candidate for industrial applications where every millisecond counts. However, some challenges remain, such as optimal flow security and seamless integration with legacy systems. Ultimately, this study shows that MQTT is a robust and suitable solution, particularly for SMEs seeking to digitise their maintenance. To take this further, several avenues are emerging: strengthening communication encryption, improving interconnection with existing tools, and training teams in these new technologies. These are all levers for fully exploiting the potential of industrial IoT.
Benzer Tezler
- Networked computing-based system identification and control of electromechanical systems with industrial IoT
Endüstriyel IoT ile elektromekanik sistemlerin ağ hesaplama tabanlı sistem tanıma ve kontrolü
RAMAZAN KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ
- NFT hidroponik yöntemi kullanarak IoT tabanlı akıllı tarım uygulaması
IoT based smart agriculture application using NFT hydroponics method
TOLGA DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İHSAN ÇİÇEK
- MQTT ağına gerçekleştirilen saldırıların makine öğrenmesi modelleri ile tespiti
The detection of attacks on MQTT networks using machine learning models
MESUT KOÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ AYDIN SELÇUK
- IoT için makine öğrenmesi tabanlı saldırı tespiti
Machine learning based intrusion detection for IoT
AYÇA NUR KAHYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriEskişehir Osmangazi ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ESRA NERGİS YOLAÇAN
- An effective mechanism for fog computing assisted function based on trustworthy forwarding scheme in internet-of-things (IoT)
Nesnelerin internetinde (IoT) güvenilir iletim şemasına dayalı sis bilgisayar destekli fonksiyonu için etkili bir mekanizma
FATIMAH MOHAMMED HAMEED HAMEED
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEFER KURNAZ