MQTT

ESP vernetzt: MQTT-Client und Logging über WLAN für ESP32-C6, ESP32 und ESP8266

Mit der Bibliothek PubSubClient schickt ein ESP Messwerte als JSON an einen MQTT-Broker und nimmt Befehle entgegen, die eine LED schalten. Die Verbindung baut sich nach einem Abbruch selbst wieder auf, ohne die loop() zu blockieren, und ein Last Will meldet, wenn das Gerät ausfällt. Im zweiten Teil holt sich der ESP die Uhrzeit von einem Zeitserver, versieht seine Logmeldungen mit Datum und Uhrzeit und zeigt die letzten Meldungen auf einer eigenen Webseite an – jeweils mit vollständigen Programmen für ESP32-C6, ESP32 und ESP8266.

Übungsaufgaben zu sicheren und vernetzten Embedded-Systemen: MQTT, Funk-Sicherheit, OTA-Update, SBOM und TinyML

Zwei weiterführende Übungsaufgaben zu vernetzten Mikrocontrollern – von der MQTT-Messstrecke im Gewächshaus mit Datenvolumen, Sicherheitsmängeln und Herstellerpflichten bis zur Schwingungsüberwachung an Pumpen mit OTA-Update, Flash-Aufteilung, Software-Stückliste und KI-Modell auf dem Controller. Zu jeder Teilaufgabe lässt sich eine Beispiellösung einblenden.

Sichere und vernetzte Embedded-Systeme: Funkschnittstellen, Firmware-Update, Secure Boot, SBOM, Cyber Resilience Act und Edge AI

Sobald ein Mikrocontroller funkt, wird er Teil des Internets – und damit angreifbar. Dieser Artikel zeigt Schritt für Schritt, welche Pflichten der Cyber Resilience Act und die Funkanlagenrichtlinie (EN 18031) Herstellern vernetzter Geräte auferlegen, wie ein Mikrocontroller per WLAN Messwerte über MQTT an ein Dashboard schickt, wie ein Firmware-Update „over the air“ mit Signaturprüfung und Secure Boot abläuft, wozu eine Software-Stückliste (SBOM) dient und was KI-Modelle direkt auf dem Controller (TinyML) leisten können – und was nicht.

Übungsaufgaben zur industriellen Kommunikation

Zwei Übungsaufgaben aus einer Rahmenfertigung: Du ordnest Sensoren, Steuerungen, Leitstand, MES und ERP der Automatisierungspyramide zu und untersuchst die OPC-UA-Verbindung zwischen Schweißzelle und MES – vom Informationsmodell bis zu PubSub mit Broker. Du vergleichst MQTT, OPC UA, Modbus TCP und SNMP und erläuterst Echtzeitdaten. In der zweiten Aufgabe wertest Du englische Texte zu EtherCAT und einem Modbus-Energiezähler aus und bindest die Zähler sicher ins Netz ein.

Industrielle Kommunikation: Automatisierungspyramide, Echtzeit, Modbus, EtherCAT und OPC UA

In einer Fabrik reden Sensoren, Steuerungen, Leitstände und ERP-System miteinander – aber nicht alle in derselben Sprache und nicht alle gleich schnell. Du lernst die Automatisierungspyramide mit ihren fünf Ebenen kennen und erfährst, was Echtzeit für ein Netzwerkprotokoll bedeutet. Danach geht es um Modbus (RTU und TCP), EtherCAT mit „processing on the fly“ und OPC UA mit Informationsmodell und Publish/Subscribe. Zum Schluss vergleichst Du die Protokolle mit MQTT und SNMP und sicherst Produktionsnetze ab.

Übungsaufgaben zu MQTT

Vier Übungsaufgaben zu MQTT: Du erläuterst den Ablauf zwischen E-Ink-Türschildern, Broker und Dashboard bei einem Barcamp, wählst Topic-Filter und prüfst, ob das IoT-WLAN reicht. Danach entwirfst Du eine Topic-Struktur für Akku-Ladeschränke, vergleichst in einer Pulverbeschichtung MQTT mit OPC UA, wählst QoS-Stufen und bestimmst die Wirkung von Retain. Zum Schluss meldest Du Raumsensoren passend zur Broker-Konfiguration an und sicherst die Verbindung ab.

MQTT: Publish/Subscribe, Topics, Wildcards und QoS

MQTT ist das Protokoll, mit dem Sensoren, Aktoren und Anwendungen im Internet der Dinge Nachrichten austauschen. Du lernst das Publish/Subscribe-Prinzip mit einem Broker in der Mitte kennen und erfährst, warum MQTT auf TCP aufsetzt und als zustandshaltend gilt. Danach geht es um den Aufbau von Topic-Strukturen, um die Wildcards + und #, um die drei QoS-Stufen, Retained Messages und den Last Will. Zum Schluss liest Du eine Broker-Konfiguration, richtest einen Client passend ein, berechnest die benötigte Bandbreite und vergleichst MQTT mit OPC UA.