触发智能革命解锁IIoT力量探秘MQTT传感器通讯之谜
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)是一种基于发布/订阅范式的轻量级消息传输协议，它以其简单、高效且易于实现而广泛应用于各个领域。
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的技术解决方案。2013年，它被提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式OASIS标准。这一成就得益于其在工业领域广泛应用尤其是在对代码精简、开销减少和网络流量受限环境中。
MQTT通过代理来工作，其基本原理如下图所示：客户端（包括发布者和订阅者）连接到代理。一旦建立连接，一些客户端通过订阅一个特定主题，如温度值，而其他客户端则作为发布者发送数据至代理，然后代理将这些消息分发给所有已订阅该主题的一方。这一结构允许发布者与订阅者的解耦，使得只需建立单方面链接即可实现复杂数据流动管理。
MQTT主要特点
1：主题
每条消息都包含一个主题，这是一个基础元素，用来过滤并让订阅者识别出感兴趣信息。
2：服务质量
通过服务质量等级保证消息传输可靠度，其中QoS 2提供了最高水平，但需要更多确认机制。
3：会话感知
保持持续连接，以确保稳定的通信，同时使用遗嘱消息通知离线状态。
4：持久会话
当持久会话激活时，将存储未接收到的信息直到目标接收准备好，从而保证了实时性的需求。
关于 MQTT 的实时性能：
尽管设计轻量级，但理论上能够实现几乎无延迟响应，因为从发布者到代理以及从代理到订阅者的延迟极低，可以满足快速处理数据需求的情境下的要求。此外，在持续保持活跃连接的情况下，即使存在网络波动或不稳定，也能保障及时响应，并适应多样化场景中的高效沟通需求。
关于 MQTT 的安全措施：
为了确保隐私保护与身份验证，在连入初始化阶段即开始使用用户名密码认证机制。而自版本5起，更增强了安全层面，如令牌传递以及质询响应认证等额外措施，以防止潜在威胁并提升整体防护能力，为敏感信息提供更坚固屏障。
此外，由于其灵活性与高度适用性的缘故，MQTT已经遍布车联网、大型军事项目，无人机控制系统甚至是低功耗环境下的各种行业内设有众多成功案例证明了这一技术深远影响力及其不断增长的地位。在追求创新驱动自动化世界之际，与倍加福合作可以帮助我们理解这个不断进步但又充满挑战的地方，而倍加福致力于产品研发，不断推进前瞻科技，为迎接即将来的工业4.0时代做好准备。