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)是一种基于发布/订阅范式的消息协议，它以其轻量级、高效以及对资源有限环境下的优越性能而广受欢迎。这使得 MQTT 成为石油管道带宽监控到电池能效管理等多个领域内不可或缺的一部分。

自1999年诞生以来，MQTT作为技术解决方案出现在石油管道带宽问题上，并逐渐扩展到对代码精简需求较高及网络流量受限环境中的应用。在2013年由IBM提交给OASIS规范委员会，最终在2014年成为正式标准之一，这标志着 MQTT 的普及程度达到了一个新的高度。

MQTT 的工作原理——典型应用

主题

主题是 MQTT 协议中的核心元素，每条消息都包含了主题和有效载荷，以及头部信息。这些主题被用来过滤消息并帮助订阅者找到他们感兴趣的话题。

服务质量

通过服务质量等级来确保消息传输可靠性的设计，使得 QoS 可以设置为“至多一次”、“至少一次”或者“仅一次”。其中 QoS 2 提供了更高级别服务质量，但这需要更多确认机制进行实施。

会话感知

为了维持代理与客户端之间稳定的连接，使用保持连接机制以及遗嘱消息（Last Will and Testament, LWT）来处理客户端离线时的情况。这有助于保证即使在不稳定网络条件下也能实现数据传递。

持久会话

当代理与订阅者建立持久会话时，它们能够存储并保存发送过来的信息直到收件人准备好接收，这对于那些频繁断开重连的情形尤其有益，从而提高了数据传输成功率。

实时性的考量：

尽管如此，在考虑到实时性能方面，虽然理论上可以达到几乎无延迟但实际情况可能受到许多因素影响，如是否存在故障转移机制，对延迟敏感度等。此外，当发布者与代理间没有延迟且订阅者保持活跃状态的时候 MQTTY 能够很好地满足快速响应需求。

安全性的保障：

从一开始就提供身份验证功能，如用户名密码认证，并且自 MQTT 5 起引入了令牌认证方式，同时增加了一系列额外安全措施，以增强通信安全。

适用的场景：

由于其简单、高效以及资源占用小，因此 MQTTY 适合各种需要轻量级解决方案的地方，无论是在从众多传感器收集数据还是向大量同类型传感器发送指令，或是在低功耗环境中，都能发挥出色。在车联网、军事科技、新型工业设备控制系统乃至无人驾驶飞行器控制系统中都有着广泛应用证明了它适应能力强大且实用性极佳。

关于倍加福：

倍加福作为德国曼海姆总部所在地，他们致力于不断创新，为全球工厂自动化行业提供产品，同时不断研发前瞻技术，以迎接即将到来的工业4.0挑战，为客户铺平道路。

完善解决方案是我们的目标！