De naam MQTT zal niet bij veel mensen een belletje doen rinkelen, maar het internet-of-things-protocol vormt de basis van talloze systemen in domotica. We kijken naar de werking van dit protocol en de verschillende manieren waarop je het kunt inzetten.

Het internet der dingen (internet of things, IoT) is de laatste jaren een hype, maar de meest gebruikte technologie om al die apparaten met elkaar te laten praten bestaat al twintig jaar: MQTT (Message Queuing Telemetry Transport). De eerste versie van het MQTT-protocol werd namelijk al in 1999 geschreven door Andy Stanford-Clark van IBM en Arlen Nipper van Arcom (later Eurotech).

Hun bedoeling was om een licht protocol te ontwikkelen dat met een efficiënt gebruik van bandbreedte allerlei soorten gegevens kon doorsturen met verschillende vormen van quality of service (QoS). En laat dat nu net een combinatie van eigenschappen zijn die essentieel is in het internet of things. Het mag dan ook niet verbazen dat talloze IoT-projecten ervoor gekozen hebben om onder de motorkap MQTT te gebruiken. Overigens toonde MQTT-uitvinder Stanford-Clark in 2009 de mogelijkheden al door zijn domoticasysteem via MQTT met Twitter te verbinden.

Centrale tussenpartij

Een cruciale rol in MQTT is weggelegd de ‘broker’, een centrale tussenpartij die de communicatie tussen zenders en ontvangers in goede banen leidt. In traditioneler taalgebruik zouden we het de server noemen. De broker is niet de enige afwijkende term die het MQTT-protocol gebruikt: een zender heet er uitgever (‘publisher’) en een ontvanger abonnee (‘subscriber’). Beide zijn vormen van clients. Uiteraard kan een client ook zowel zenden als ontvangen.

De broker zorgt ervoor dat uitgevers en abonnees niet van elkaars bestaan hoeven te weten: alles verloopt via de broker. Dat gaat als volgt: de broker beheert onderwerpen (‘topics’) met inhoud (‘payloads’). Een abonnee die in een onderwerp geïnteresseerd is, abonneert zich daarop bij de broker. Een uitgever die een boodschap wil sturen, publiceert zijn inhoud op een specifiek onderwerp door dit naar de broker te sturen. Zodra de broker een boodschap voor een onderwerp ontvangt, stuurt hij die door naar alle clients die op dit onderwerp geabonneerd zijn.

Hiërarchische onderwerpen

Een onderwerp kunnen we dus beschouwen als een soort locatie waarvan de naam bij uitgever en abonnee bekend is. Maar om hier wat systematiek in te brengen, definieert MQTT de onderwerpen als hiërarchische namen, gescheiden door een slash (/), zoals in url’s. Elke toepassing is voor de rest volledig vrij in de keuze van de namen; in tegenstelling tot url’s zijn er dus geen vastgelegde topdomeinen.

Wil je wat orde in je MQTT-netwerk houden, dan is het aan te raden om een systeem voor je onderwerpen te gebruiken. Een domoticatoepassing als Home Assistant doet dat door de onderwerpen van de volgende vorm te maken:

Daarbij is discovery_prefix standaard gelijk aan homeassistant. Component het type component, zoals binary_sensor enzovoort. Een voorbeeld van een onderwerp is:

Dat bevat als inhoud de temperatuur van een temperatuursensor in de slaapkamer, bijvoorbeeld 18.7.

Wildcards

MQTT kent ook ‘wildcards’ voor onderwerpen. Een client die in alle onderwerpen onder homeassistant/sensor/slaapkamer_temperature geïnteresseerd is, abonneert zich dan op:

Hij krijgt dan ook boodschappen over de onderwerpen:

Enzovoort.En als een client in alle onderwerpen van Home Assistant geïnteresseerd is, abonneert hij zich op:

Soms ben je geïnteresseerd in alle onderwerpen met een specifieke naam van het onderste niveau, ongeacht het niveau erboven. Daarvoor gebruik je de wildcard +. Zo abonneer je je bijvoorbeeld eenvoudig op de boodschappen over de laatste veranderingen van alle sensoren in Home Assistant:

De hiërarchische opbouw van onderwerpen maakt dit heel eenvoudig.

©PXimport

Verbinding en beveiliging

MQTT is ontworpen om over tcp/ip te draaien, meestal op poort 1883. Recentelijk is ook MQTT over WebSocket populair, omdat dit het mogelijk maakt om rechtstreeks in een webbrowser via MQTT te communiceren. Een JavaScript-client pakt de pakketten dan uit de WebSocket-laag uit en behandelt de MQTT-pakketten die erin zitten. MQTT over WebSocket verloopt meestal via poort 9001. Zowel MQTT over tcp/ip als MQTT over WebSocket zijn ook te gebruiken over een versleutelde verbinding, via tls.

Tot nu toe lijkt het alsof iedereen zomaar alle onderwerpen op je MQTT-broker kan uitlezen, en zo gebeurt het in veel lokale MQTT-installaties ook, maar de meeste MQTT-brokers bieden een gebruikersbeheer met bijbehorende authenticatie en gebruikersrechten. Je stelt dan in de configuratie van de broker in dat elke MQTT-client zich moet aanmelden met een gebruikersnaam en wachtwoord en lees- en schrijfrechten voor specifieke onderwerpen heeft. Zo voorkom je dat een willekeurige sensornode in je netwerk waarin iemand is ingebroken je hele domoticasysteem via MQTT kan aansturen.

Zelf aan de slag met MQTT

MQTT is in heel wat software ondersteund, dus je kunt het protocol zelf eenvoudig in je eigen projecten inzetten. Een eenvoudige manier om een Raspberry Pi, Arduino of ESP8266 via MQTT over internet te laten werken, is via de clouddienst Adafruit IO. Werk je liever in het ecosysteem van Amazon of Microsoft, gebruik dan AWS IoT respectievelijk Azure IoT Hub.

Je hoeft MQTT trouwens niet in de cloud te gebruiken: met het opensourceproject Eclipse Mosquitto, dat MQTT-protocols 3.1 en 3.1.1 ondersteunt, draai je eenvoudig een MQTT-broker op je eigen netwerk. Mosquitto komt ook met eenvoudige MQTT-clients voor op de opdrachtregel: mosquitto_pub en mosquitto_sub.

Wil je op een grafische manier MQTT-boodschappen doorzoeken, bekijken en publiceren, dan is MQTT Explorer een handig programma.

Wil je MQTT in je eigen programma’s gebruiken, dan is het project Eclipse Paho met bibliotheken in C, C++, Java, JavaScript, Python en Lua onmisbaar.

Heb je een pc met weinig opslagruimte dan loont het wellicht om in Windows 11 de bestandscompressie in te schakelen. Dan hebben we het niet over zip-archieven, maar de NTFS-compressie waarmee je bestanden, mappen en zelfs volledige schijven kunt verkleinen.

Eerst een waarschuwing

Dankzij compressie is het mogelijk om meer data op te slaan op dezelfde ruimte. In Windows 11 kun je NTFS (New Technology File System) aanspreken. Het nadeel van deze methode is dat het extra rekenkracht vraagt iedere keer dat je zo'n gecomprimeerd bestand opent. Hetzelfde gebeurt wanneer je na de bewerking het bestand sluit en er recompressie wordt toegepast. Gebruik deze methode dus voor data die je lange tijd niet gebruikt en waar extra laadtijd nauwelijks hinderlijk is.

Je kunt op deze manier ook een volledige schijf comprimeren, maar we raden af om dit met de opstartschijf te doen. Gebruik deze functie niet op usb-sticks en alleen op snelle schijven zoals ssd's. Het prestatieverlies zou teveel doorwegen. Bij jpg-afbeeldingen of mp3- of mp4-mediabestanden is de winst verwaarloosbaar.

Map comprimeren

Open Windows Verkenner en navigeer naar de map waarvan je de inhoud wilt verkleinen. Klik met de rechtermuisknop op de map en in het snelmenu selecteer je Eigenschappen. Open het tabblad Algemeen en klik op Geavanceerd. Bij de Geavanceerde kenmerken zie je onderaan Compressie en versleutelingskenmerken. Plaats een vinkje bij Inhoud comprimeren om schijfruimte vrij te maken. Klik op OK en klik daarna op Toepassen.

Selecteer indien nodig de optie Wijzigingen toepassen op deze map, submappen en bestanden en klik op de OK-knop. Net zoals voorheen kun je zo'n map openen en de bestanden bekijken in Verkenner. Om de volledige map te decomprimeren, open je opnieuw de Eigenschappen en volg je de beschreven stappen.

Station comprimeren

Het is mogelijk om een volledige schijf te comprimeren. Open Windows Verkenner en klik op Deze pc in het linkerdeelvenster. Klik met de rechtermuisknop op de opslagschijf die je wilt comprimeren. Selecteer onder het gedeelte Apparaten en stations de optie Eigenschappen. Daarna kun je opnieuw de optie aanvinken: Dit station comprimeren om schijfruimte te besparen.

Ring heeft de tweede generatie van zijn Floodlight Cam Pro uitgebracht. De voornaamste verbetering van deze schijnwerpercamera is de 4K-beeldkwaliteit. Dankzij twee felle ledlampen leent dit product zich goed voor het bewaken van een grote buitenruimte, zoals een oprit of diepe achtertuin.

Zodra we de productdoos openmaken, valt één ding meteen op. Ring levert geen voedingskabel of accu mee. De Ring Floodlight Cam Pro (2e gen) kun je namelijk alleen op de plek van een bestaande buitenlamp monteren. De IP65-gecertificeerde behuizing is grotendeels van kunststof. Desalniettemin voelt de constructie solide aan, dus die gaat niet zomaar stuk. Gunstig is dat je zowel de camera als beide schijnwerpers naar eigen wens kunt richten.

©Maikel Dijkhuizen

Montage

Voor de juiste montage-instructies ben je aangewezen op de Ring - Always Home-app. Overigens is dat geen straf, want duidelijke filmpjes en Nederlandstalige aanwijzingen loodsen je soepel door de installatieprocedure. Film de QR-code en volg vervolgens alle stappen. Een beetje kennis van elektra is trouwens geen overbodige luxe.

De fabrikant levert montagegereedschap mee, zoals pluggen, afdekdoppen en een schroevendraaier. Je hebt verder alleen nog maar een boormachine nodig. De montagebeugel bevat een kroonsteentje waarop je de gekleurde stroomdraden kunt aansluiten. Daarnaast heeft de montagebeugel een geïntegreerde waterpas, zodat je de beveiligingscamera helemaal recht hangt. Houd rekening met een ideale ophanghoogte van ongeveer drie meter.

©Maikel Dijkhuizen

Configuratie

Na de montage volgt de configuratie in de Ring - Always Home-app. Je koppelt deze beveiligingscamera van Google binnen een mum van tijd aan een 2,4GHz- of 5GHz-netwerk. Vervolgens downloadt en installeert het apparaat op eigen houtje een firmware-update. Helaas kun je deze beveiligingscamera niet met een bekabeld netwerk verbinden. Zorg op de beoogde locatie dus voor voldoende wifi-dekking. Bij te weinig bandbreedte schakelt deze beveiligingscamera automatisch terug naar een lagere videokwaliteit.

Je geeft tijdens de configuratie optioneel andere gezinsleden toegang tot de camera. Bepaal ook welke slimme meldingen je wilt ontvangen. Na detectie van personen, voertuigen en andere bewegingen stuurt de Floodlight Cam Pro je desgewenst pushnotificaties. Hierbij stel je zelf de gevoeligheid van de bewegingssensor en detectiezone in. Je kunt ook nog gebieden blokkeren, zodat je bijvoorbeeld geen activiteiten in een naburige tuin vastlegt.

©Maikel Dijkhuizen

Opnemen in 4K

De maximale videokwaliteit van 3840 × 2160 pixels betaalt zich uit, want de beelden zijn zeer scherp. Zo'n hoge resolutie is voor bewakingsdoeleinden eigenlijk niet per se nodig, al biedt het wel degelijk voordelen. Na maximaal 10× inzoomen zijn nummerborden namelijk nog goed leesbaar. Met een behoorlijk brede kijkhoek van 140 graden (horizontaal) bewaak je probleemloos een grote tuin of oprijlaan.

In het donker hebben de twee schijnlampen met een totale lichtopbrengst van 2000 lumen veel meerwaarde. Je ziet 's avonds en 's nachts op grote afstand precies wat er bij jouw woning gebeurt. Daarbij fungeert de Floodlight Cam Pro ook nog als veredelde buitenlamp. Voor een beveiligingscamera heeft dit model een luide sirene. Wie weet schrikt dat insluipers af. Dankzij ondersteuning voor tweewegaudio kun je op afstand een gesprek starten.

Je kijkt in de app eenvoudig opnames terug. Met behulp van de kalender en duidelijk vormgegeven tijdlijn bepaal je welk moment je wilt terugzien. Er is ook een slimme zoekfunctie ingebakken, zodat je met specifieke trefwoorden als 'hond', 'pakket' en 'rode auto' relevante opnames kunt vinden. Een nadeel is dat Ring-beveiligingscamera's geen lokale opslag ondersteunen. Wil je opnames van gebeurtenissen opslaan of 24/7 opnemen, dan heb je een betaald Ring Home-abonnement nodig.

©Maikel Dijkhuizen

Ring Floodlight Cam Pro (2e gen) kopen?

De Ring Floodlight Cam Pro (2e gen) heeft een heleboel voordelen, zoals een scherp beeld, twee felle verstelbare ledlampen, luide sirene en gebruiksvriendelijke app. Daarmee zijn alle ingrediënten aanwezig om op een laagdrempelige manier je tuin of oprit te bewaken. Daarentegen is de adviesprijs van 279,99 euro nogal fors. En daarmee ben je er nog niet, want voor het bewaren van opnames heb je een betaald Ring Home-abonnement nodig. Er bestaan als alternatief (veel) goedkopere floodlight-beveiligingscamera's met lokale opslag, al ondersteunen die veelal geen 4K-beeldkwaliteit.

Lees ook: Bedraad of draadloos: wat is de beste slimme deurbel voor jou?