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，如对代码精简有严格要求或网络流量受限的情况。

自1999年诞生以来，MQTT已经成为ISO标准的一部分，并在2013年由IBM提交给OASIS规范委员会，在2014年成为正式的OASIS标准。这种普及得益于其在工业领域广泛应用以及其在资源有限环境中的优势表现。

MQTT通过以下方式工作：客户端（包括发布者和订阅者）连接到代理服务器。一旦建立了连接，一些客户端可以通过订阅主题来接收来自其他客户端发出的信息，而这些信息则由代理服务器负责传递。这一模型允许发布者与订阅者的解耦，使得数据从一种形式转换成另一种形式时不需要维护大量直接连接，这极大地提高了系统灵活性并减少了复杂度。

MQTT 主要特点

1：主题

每条消息都包含一个主题，这个主题定义了该消息应该发送到的目的地。此外，还有层级结构，可以使用斜杠分隔，以及占位符以便更加精细地定位目标。在某些情况下，这可以帮助我们实现更高级别的事务处理能力，比如跨越多个子网进行数据交换。

2：服务质量

为了确保消息被成功传送并接收，无论是在延迟敏感还是丢失敏感的情况下，都提供了一系列服务质量等级(QoS)选项，从“至多一次”(QoS 0)开始一直到“仅一次”(QoS 2)，后者保证单条消息只会被发送一次，并且确认收悉。如果失败，则重新尝试直至成功，以达到最高可靠性的水平。

3：会话管理

为了保持连续稳定的通信流程，客户端与代理间设立持久会话机制。当用户离开或断开连接时，将根据预设设置向所有相关方发出通知，以此确保即使发生意外停机也不会造成无法恢复状态。

4：实时性能

由于其设计理念——尽可能减少冗余而优化资源利用—-Mqtt能以惊人的速度响应变化，同时又保持足够低廉以满足那些严格限制自身内存使用率的人们需求。在实际运用中，它展示出卓越之处，因为它能够迅速有效地处理即时数据，不但快速，而且几乎无延迟，有助于提升整个系统响应速度。

5: 安全性

为了保护信息安全,Mqtt采用身份验证方法，其中包括用户名密码认证以及令牌认证。而自版本5起，更进一步引入了额外安全措施，如质询响应认证，对抗潜在威胁并保障信任链路完整，是Mqtt发展过程中的一个重大进步。

6: 应用场景

Mqtt因其简单高效而深受欢迎，不论是在车联网控制，或军事情报共享；再或者是工业自动化装置之间实时沟通，或无人机飞行控制；甚至对于任何需要快速反应或低功耗环境下的IoT设备来说都是理想选择。这种技术让现代生活变得更加便捷，同时缩短决策时间，为企业提供竞争优势。

关于倍加福

倍加福公司位于德国曼海姆，是一家致力于推动自动化行业创新技术研发，并向全球工厂自动化及过程行业客户提供丰富产品，其目标就是完善解决方案以迎接即将来临的大规模自动化时代挑战，同时不断探索新技术，为未来的制造业奠定坚实基础。