PubSub、MQTT 与 UNS

学完你将能够做到

• 你能为某条数据流在客户端-服务器和 PubSub 之间做出选择。
• 你能够配置发布方和订阅方，并读懂线路格式。
• 你能设计出在第二台设备上依然成立的 MQTT 主题结构。
• 你能解释为什么不可逆 JSON 会悄悄丢失类型信息。
• 你能说清 UAFX 和 TSN 是做什么的，而不夸大它们。

课程大纲

1. 1
   判断你到底是否需要 PubSub

   大多数工厂并不需要。诚实的判断方法，以及在不需要时加上它的代价。

   资料 一张覆盖八种真实数据流的决策表，附每一种的理由

   7 分钟
2. 2
   学习 Part 14 模型

   PublishedDataSet、DataSetWriter、WriterGroup、DataSetReader。造成大部分困惑的四个对象。

   资料 一组已配置的 publisher 和 subscriber，配置中每个对象都已命名

   9 分钟
3. 3
   选择 UADP 还是 JSON

   二进制效率与人类可读性的取舍，以及各自适用的场合。

   交付物 同一数据集在 UADP 和 JSON 两种线路形式下的对照，含字节数

   7 分钟
4. 4
   避开不可逆 JSON 的陷阱

   不可逆 JSON 会丢失类型信息且无法往返还原。另外：Good 为 0 且会被省略，因此状态缺失意味着 Good，而不是数据缺失。

   资料 同一个 DataValue 的可逆与不可逆 JSON 形式，并标出丢失了什么

   8 分钟
5. 5
   通过 MQTT 发布

   broker 映射、主题命名、保留消息和 QoS：大多数人实际部署的那套配置。

   Asset 一个向 Mosquitto 发布的 publisher，并在 MQTT Explorer 中捕获消息

   9 分钟
6. 6
   通过 UDP 组播和以太网发布

   本地实时扇出、组播地址，以及什么时候原始以太网值得它带来的复杂度。

   资料 在 Wireshark 中抓取的一个 UDP 组播 publisher，并解码 UADP 头

   8 分钟
7. 7
   理解关键帧和增量帧

   只发送变化的部分，以及晚加入的订阅者在下一个关键帧之前什么也看不到的原因。

   Asset 一段展示关键帧和增量帧的抓包，含一个晚到订阅者的空白期

   7 分钟
8. 8
   用密钥服务保护 PubSub

   PubSub 没有会话，因此密钥分发的方式不同。SKS 做的是什么。

   Asset 一个启用了安全的 PubSub 组，并追踪其密钥交换过程

   7 分钟
9. 9
   构建可扩展的主题结构

   由浏览路径推导主题，以及那些在第二台设备而不是第一台设备上才让人难受的命名决策。

   交付物 一个 40 台设备工厂的主题树，以及它规避掉的三个命名错误

   9 分钟
10. 10
    与 Sparkplug B 对比

    Sparkplug 在哪里与之重叠、在哪里不重叠，以及为什么两者在真实工厂中共存。

    资料 同一台设备分别以 OPC UA PubSub 和 Sparkplug B 发布，两种负载都给出

    9 分钟
11. 11
    弄清 UAFX 和 TSN 的用途

    控制器之间的通信和确定性以太网。哪些已发布、哪些还没有，以及为什么这不是你的 OEE 项目所需要的。

    Asset 已发布的 UAFX nodeset 及其版本和发布日期，以及各自涵盖的内容

    8 分钟

实验

最后核对日期 2026 年 9 月 7 日，对照 OPC UA 1.05.07。OPC UA Connect 是教育资源，与 OPC Foundation 无隶属关系。