MQTT-protokollan soveltuvuus testiautomaatiojärjestelmän tiedonsiirtoon

Abstract

Tämän insinöörityön tarkoituksena oli tehdä selvitystyö koskien MQTT-protokollan soveltuvuutta kohdeyrityksen luotettavuuslaboratorion testiautomaatiojärjestelmän tiedonsiirtomenetelmäksi. Työn tavoitteena oli saada ymmärrys siitä, mitä nykyisen ADS-protokollan korvaaminen vaatisi, mitä MQTT-protokollan avulla olisi saavutettavissa ja mitkä protokollat ominaisuudet ovat testiautomaatiojärjestelmän tiedonsiirron osalta merkittävimpiä. Selvitystyön lisäksi tarkoituksena oli saada tehtyä käytännön osuutena tiedonsiirtoa koskeva kevyt vaatimusmäärittely sekä luoda pohja testiautomaatiojärjestelmän tiedonsiirtoprotokollan kehitysympäristölle, jonka avulla voitaisiin suorittaa tulevaisuuden protokehitystä.

Työ aloitettiin tutustumalla MQTT-protokollaan liittyvään materiaaliin. Tietoa kerättiin useista eri lähteistä ja materiaalista valittiin vain testiautomaatiojärjestelmän kannalta oleellisimmat. Työ jatkui eri MQTT-malliratkaisuihin tutustumalla. Näiden työvaiheiden pohjalta lähdettiin toteuttamaan kevyttä vaatimusmäärittelyä testiautomaatiojärjestelmälle ja tiedonsiirron kehitysympäristöä.

Lopputuloksena saatiin luotua tiedonsiirtoa koskeva vaatimusmäärittely sekä kehitettävälle testiautomaatiojärjestelmälle tiedonsiirron kehitysympäristö. Lisäksi työssä saatiin määritettyä toimenpiteet tulevaisuuden kehitystyölle. Tutkimustyön tuloksena MQTT-protokollan todettiin sopivan kohdeyrityksen testiautomaatiojärjestelmälle, sillä se täyttää järjestelmän tiedonsiirrolle asetetun vaatimusmäärittelyn, jonka lisäksi protokolla tarjoaa kattavasti hyödyllisiä ominaisuuksia, jotka listattiin työssä. MQTT toimii ADS-protokollan rinnalla hyvin, ja MQTT hyödyntää samoja komponentteja. MQTT:n käyttöönottamiseksi tarvitaan viestinvälittäjäsovellus sekä asiakassovellus tiedonsiirtoa käyttäville laitteille.

Tutkimustyössä kerättyä tietoa tullaan hyödyntämään kohdeyrityksen uusiutuvan testiautomaatiojärjestelmän tiedonsiirtoa koskevassa päätöksenteossa. Käytännön työssä luotua MQTT-testiympäristöä ja MQTT-aliohjelmaa tullaan hyödyntämään uusiutuvan testiautomaatiojärjestelmän kehitystyössä. Työssä esitettyä MQTT-protokollan toiminnan kuvausta sekä ominaisuuksien ja rajoitteiden listoja voidaan hyödyntää laajasti eri käyttökohteissa, joissa harkitaan MQTT-protokollan käyttämistä tiedonsiirtomenetelmänä.

The purpose of this thesis was to investigate the suitability of the MQTT protocol as a data transfer method for a test automation system in a target company's reliability laboratory. The research aim was to gain an understanding of what it would take to replace the current ADS protocol, what could be achieved with the MQTT protocol, and which protocol features are most significant for data transfer in a test automation system. In addition to the research, the aim was to make a preliminary requirement specification for data transfer and to create a basis for the development environment for the data transfer protocol of the test automation system, which could be used for future prototype development.

The work was started by getting acquainted with the material related to the MQTT protocol. Data were collected from several different sources and only the most relevant material for the test automation system was selected. The work continued by getting acquainted with different MQTT software solutions. Based on these work steps, a preliminary requirement specification for the test automation system data transfer and a development environment were started.

As a result of thesis requirement specification for data transfer and a development environment for data transfer of the test automation system was obtained. In addition, the steps for future development work were defined in the thesis. As a result of the research work, the MQTT protocol was found to be suitable for the automation system of the target company, as it meets the requirements set for the data transfer of the system, in addition to which the protocol offers useful features that are listed in thesis. MQTT works well alongside the ADS protocol and MQTT uses the same components as ADS. To implement MQTT, a broker software and an MQTT client software is needed.

The information and knowledge gathered in the research will be utilized in decision-making related to data transfer of the target company's test automation system. Created MQTT test environment and the MQTT subroutine will be utilized in the development of a new test automation system. The functional description of the MQTT protocol, and the lists of properties and constraints presented in thesis can be utilized extensively in various applications where the use of the MQTT protocol as a data transfer method is considered.