在工业4.0、物联网（IIoT）、智能工厂和智能设备等前沿概念的推动下，我们正迈向一个全新的自动化未来。设备之间将互联互通，每个节点相互连接，交换数据。为构建智能网络，设备必需具备IIoT的关键特性：标准化、可扩展性、与IT和OT系统的兼容性，以及互操作性。同时，确保通信的安全性也是至关重要的。

倍加福支持包括MQTT、OPC UA、AMQP和REST API的四种基于TCP的通信协议。本期内容中，我们将首先探索MQTT通信协议，了解它是如何为智能网络提供强大支持，并适用于哪些不同应用场景。

什么是MQTT？它如何工作？

MQTT(消息队列遥测传输)是一个基于发布/订阅范式消息协议，它被广泛认为是轻量级、高效且易于实现的一种技术解决方案。这使得它能够适应各种环境，从石油管道带宽监控到电池能效监控，再到更复杂的情境，如车载信息收集或实时控制系统。

自1999年诞生以来，MQTT已经成为了ISO标准（ISO/IEC PRF 20922），并且由IBM提交给OASIS规范委员会，在2013年成为正式OASIS标准。在此之后，它继续发展，并在2014年得到进一步完善。

MQTT以其在工业领域广泛应用而闻名，这尤其体现在对代码精简以及对资源有限但需要快速响应的地方。例如，在车辆网格中使用 MQTT 可以让汽车彼此间无缝地共享位置信息，以实现更加高效的地面交通管理。此外，在制造业中，通过 MQTT，可以让机器人实时获取生产线上的最新状态，从而提高生产过程中的灵活性和准确度。

MQTT主要特点

主题

主题是 MQTT 协议中的核心元素，每条消息都包含一个主题和有效载荷，以及头部信息。主题可以有多个层级，用斜杠“/”分隔，并且结构区分大小写。此外，还可以使用占位符来过滤特定的数据类别，比如“home/sensor1/#”会接收 sensor1 发布所有相关数据。

服务质量

通过服务质量等级来确保消息传递可靠性的 QoS 等级包括0（至多一次）、1（至少一次）及2（仅一次）。QoS 2 提供了最高水平的服务保证，但这也意味着更多确认步骤。

会话感知

为了保持代理与客户端之间稳定的连接,MQTT 提供了保持连接机制及遗嘱消息功能，当客户端离线时通知其他客户端。

持久会话

当代理与订阅者建立持久会话后，它们会存储未决信息直到订阅者准备好接收，即使网络不稳定也能保证数据顺利传达。

实时性能

尽管设计上较为紧凑，但理论上 MQQQ 能够实现几乎实时响应，无论是在发布者与代理间还是在订阅者与代理保持活跃连接的情况下，都能满足快速处理需求。

安全性能

从连入初始化阶段起就提供用户名密码验证，同时自 MQTT 5 起引入令牌传输增加了额外安全措施，如质询响应认证，为通信提供了更强保障力度。

应用场景

由于其简单高效，不论是在从众多传感器收集数据，或向大量同类型传感器发送指令，或低功耗内存需求严苛环境下均表现出色，因此适用于车联网军事、工业设备网络无人机控制等多个领域展示了其强大的适应能力及实用价值。

关于倍加福

倍加福作为德国曼海姆总部所在地，以持续不断对创新技术研发著称，其产品丰富多样致力于自动化行业既有应用又有新兴市场，为迎接即将到来的工业4.0时代挑战铺平道路。