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，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/订阅范式的人机语言协议。由于其轻量级、高效且易于实现，它广泛适用于各种应用场景。

自1999年诞生以来，MQTT作为石油管道带宽和电池能效监控问题技术解决方案而流行起来。在2013年，由IBM提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式标准之一，这标志着该技术成熟度提升。

MQTT 的普及得益于其在工业领域广泛应用尤其是在代码精简开销减少以及对网络流量受限环境下的优越性能。此外，其基本工作原理可以概括如下：客户端（包括发布者和订阅者）通过代理进行连接。一旦建立了这样的拓扑结构，便允许发布者与订阅者的解耦，而代理则负责信息从一端传输到另一端，无需建立大量直接连接。这使得整个过程更加高效且灵活。

MQTT 主要特征

1：主题

每条消息都包含一个主题，这个主题由斜杠“/”分隔，可以有多层级，如“home/sensor1/data/temperature”。占位符如“+”或“#”可以用来指定更复杂或更宽泛的匹配规则，以便更好地过滤信息并进行订阅。

2：服务质量

通过服务质量等级来确保消息传递可靠，即QoS 0（至多一次）、1（至少一次）或者2（仅一次）。QoS 2提供最高级别服务，但需要更多确认措施以确保无误传送。

3：会话感知

为了保持稳定连接，一方面需要发送保持连接消息；另一方面，当客户端离线时，可以设置遗嘱消息通知其他客户端状态变化。

4：持久会话

当两方建立持久会话时，对方存储发来的所有未接收到的数据直到对方准备好接受，这对于不稳定的网络环境尤为重要，因为这样保证了即使断线也能及时恢复数据同步。

关于实时性的讨论：

虽然理论上近乎实时响应，但实际情况可能因具体环境变动而有所差异。如果持续维护良好的连通状态并保障低延迟，则能够实现快速数据处理需求。

安全性的考量：

从初始阶段开始就实施用户名密码身份验证，并引入令牌传输机制以及质询响应认证等额外安全措施，使得整个通信过程更加严密。

适用场景：

除了车联网军事控制系统之外，在任何需要简单紧凑解决方案的地方，比如从许多传感器收集数据或向大量同类型传感器发送指令，都能展示出MQTT强大的适应能力与实用价值。

关于倍加福：

倍加福总部位于德国曼海姆，是全球工厂自动化与过程行业客户提供产品研发创新技术驱动公司，不断致力于推进自动化行业内新技术发展，为迎接即将到来的工业4.0挑战铺平道路。

完善解决方案是我们的目标！