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.

Je hebt net een klein fortuin uitgegeven aan een gloednieuwe 4K- of zelfs 8K-televisie. Je installeert hem, start je favoriete filmklassieker en zakt onderuit op de bank. Maar in plaats van een bioscoopervaring bekruipt je het gevoel dat je naar een goedkope soapserie of een homevideo zit te kijken. De acteurs bewegen vreemd soepel, de actiescènes lijken versneld en de magie is ver te zoeken. Geen zorgen, je televisie is niet stuk. Hij doet eigenlijk iets te goed zijn best.

Dit fenomeen is zo wijdverspreid dat er een officiële term voor is: het 'soap opera effect'. In technische kringen wordt dit ook wel bewegingsinterpolatie of 'motion smoothing' genoemd. Hoewel fabrikanten deze functie met de beste bedoelingen in hun televisies bouwen, is het voor filmfanaten vaak een doorn in het oog. Gelukkig is het eenvoudig op te lossen... als je tenminste weet waar je moet zoeken.

Nooit meer te veel betalen? Check Kieskeurig.nl/prijsdalers!

Wat is het 'soap opera effect' precies?

Om te begrijpen wat er misgaat, moeten we kijken naar hoe films worden gemaakt. De meeste bioscoopfilms en veel dramaseries worden opgenomen met 24 beelden per seconde. Die snelheid geeft films hun karakteristieke, dromerige uitstraling. Een beetje bewegingsonscherpte hoort daarbij; dat is wat onze hersenen associëren met 'cinema'. Moderne televisies verversen hun beeld echter veel vaker: meestal 60 of zelfs 120 keer per seconde.

Om dat verschil te overbruggen, verzint je slimme televisie er zelf beelden bij. De software kijkt naar beeld A en beeld B, en berekent vervolgens hoe een tussenliggend beeld eruit zou moeten zien. Dit voegt de tv toe aan de stroom. Het resultaat is een supervloeiend beeld waarin elke hapering is gladgestreken.

Voor een voetbalwedstrijd of een live-uitzending is dat geweldig, omdat je de bal en spelers scherper kunt volgen. Maar bij een film zorgt die kunstmatige soepelheid ervoor dat het lijkt alsof je naar een achter de schermen-video zit te kijken, of dus naar een soapserie zoals Goede Tijden, Slechte Tijden, die traditioneel met een hogere beeldsnelheid werd opgenomen. De filmische illusie wordt hierdoor verbroken.

©ER | ID.nl

De winkelmodus is ook een boosdoener

Naast beweging is er nog een reden waarom het beeld er thuis soms onnatuurlijk uitziet: de beeldinstellingen staan nog op standje zonnebank. Veel televisies staan standaard in een modus die 'Levendig' of 'Dynamisch' heet. Deze stand is ontworpen om in een felverlichte winkel de aandacht te trekken met knallende, bijna neon-achtige kleuren en een extreem hoge helderheid. Bovendien is de kleurtemperatuur vaak nogal koel en blauw, omdat dat witter en frisser oogt onder tl-licht. In je sfeervol verlichte woonkamer zorgt dat echter voor een onrustig beeld waarbij huidtinten er onnatuurlijk uitzien en details in felle vlakken verloren gaan.

Hoe krijg je de magie terug?

Het goede nieuws is dat je deze 'verbeteringen' gewoon kunt uitzetten. De snelste manier om van het soap opera effect en de neonkleuren af te komen, is door in het menu van je televisie de beeldmodus te wijzigen. Zoek naar een instelling die Film, Movie, Cinema of Bioscoop heet. In deze modus worden de meeste kunstmatige bewerkingen, zoals bewegingsinterpolatie en overdreven kleurversterking, direct uitgeschakeld of geminimaliseerd. Het beeld wordt misschien iets donkerder en warmer van kleur, maar dat is veel dichter bij wat de regisseur voor ogen had.

Sinds kort hebben veel moderne televisies ook de zogeheten Filmmaker-modus. Dat is de heilige graal voor puristen. Als je deze modus activeert, zet de tv met één druk op de knop alle onnodige nabewerkingen uit en respecteert hij de originele beeldsnelheid, kleuren en beeldverhouding van de film.

Wil je de beeldmodus niet volledig veranderen, maar alleen dat vreemde, soepele effect kwijt? Dan moet je in de geavanceerde instellingen duiken. Elke fabrikant geeft het beestje een andere naam. Bij Samsung zoek je naar Auto Motion Plus of Picture Clarity, bij LG-televisies ga je naar TruMotion, bij Sony naar Motionflow en bij Philips naar Perfect Natural Motion. Door deze functies uit te schakelen of op de laagste stand te zetten, verdwijnt het goedkope video-effect en krijgt je film zijn bioscoopwaardige uitstraling weer terug.

Een apparaat op afstand bedienen hoeft geen geld te kosten en is verrassend eenvoudig. Of je nu bestanden wilt openen, technische problemen wilt oplossen of meerdere toestellen wilt beheren: met Chrome Remote Desktop kan het allemaal, gratis en zonder gedoe.

De helper begint

Een groot voordeel van Chrome Remote Desktop is de brede compatibiliteit: het werkt met Windows, macOS, Linux en ChromeOS. Bovendien is het veilig – verbindingen worden versleuteld – en je hebt alleen een Chrome-browser nodig. We beginnen aan de kant van degene die op afstand toegang wilt tot een andere computer, degene die ondersteuning biedt vanaf computer A. Op computer A opent de gebruiker Chrome en surft naar https://remotedesktop.google.com. Daar verschijnen twee opties: Dit scherm delen en Verbinding maken met een andere computer. Omdat computer A support wil geven aan een extern apparaat, kiest de gebruiker voor de tweede optie. In dat scherm verschijnt een veld om een toegangscode in te geven, de code volgt zo meteen.

Acties voor de hulpvrager

Op computer B, de computer die toegang zal verlenen, moet de gebruiker ook in Chrome surfen naar dezelfde website. Daar kiest hij voor de optie Dit scherm delen. Voordat dat mogelijk is, moet Chrome Remote Desktop eerst worden gedownload en geïnstalleerd. De gebruiker klikt daarvoor op de ronde blauwe knop met het witte downloadpijltje. Hiermee wordt een Chrome-extensie geïnstalleerd. Na de installatie verschijnt in het vak Dit scherm delen een blauwe knop met de tekst Code genereren. Wanneer de gebruiker daarop klikt, wordt een toegangscode van 12 cijfers aangemaakt. Die code geeft hij of zij door aan gebruiker A.

Scherm delen

Op computer A geeft de gebruiker de code op in Chrome Remote Desktop. Vervolgens wacht hij tot gebruiker B bevestigt dat A toegang mag krijgen tot zijn scherm. Zodra dat is gebeurd, verschijnt het volledige bureaublad van computer B in een nieuw Chrome-venster op computer A. Door dit venster schermvullend weer te geven, kan A probleemloos handelingen uitvoeren op de pc van B. Voor de veiligheid beschikken beide gebruikers over een knop om de sessie op elk moment te beëindigen. Uiteraard is een stabiele internetverbinding noodzakelijk. Daarnaast krijgen beide partijen de melding dat ze klembordsynchronisatie kunnen inschakelen. Hiermee wordt het mogelijk om eenvoudig tekst of bestanden te kopiëren en te plakken tussen beide apparaten.