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/订阅范式的消息协议，它以其轻量级、高效率和广泛适用范围而闻名。自1999年诞生以来，这项技术已经被广泛应用于石油管道带宽监控以及电池能效监控等领域，并在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。

MQTT 的普及得益于其在工业领域中的广泛应用尤其是在对代码精简、开销减少以及网络流量受限环境中。此基础原理如图所示：客户端（包括发布者和订阅者）通过代理进行连接。一旦客户端订阅了特定的主题，如“温度值”，发布者可以向代理发送数据，然后代理会将这些信息转发给所有符合该主题条件的客户端。这一拓扑结构使得发布者与订阅者的解耦更加明显，而不需要它们之间建立大量额外连接。

MQTT 的主要特点

主题

每条消息都包含一个主题、一段有效载荷以及头部信息。在这个过程中，被分配了层级，用斜杠“/”来隔开，比如“home/sensor1/data/temperature”。此外，还可以使用占位符，“+”表示单个层级占位符，而“#”则表示多层级占位符，如“home/sensor1/#”。

服务质量

为了确保消息传输的一致性，MQTT 使用服务质量等级，其中QoS0代表至少一次传送,QoS1代表最多一次传送，而QoS2则提供了更高水平的一致性的保证，但也需要更多确认措施。

会话感知

为了保持稳定连接，一些机制被实施，比如保持连接状态并定期发送确认信号。此外，当初次建立时，可以设置遗嘱消息，以便当客户端离线时通知其他相关方。

持久会话

持久会话允许代理存储数据直到收件人准备好接收，使得即使在不稳定的网络环境下也能实现可靠传递

MQTT 的实时性能如何？

由于其轻量化设计，在物联网通信领域内显示出卓越表现。在没有延迟的情况下，无论是从发布者到代理还是从代理到订阅者的路径，都能够实现近乎即时响应满足快速处理需求。

关于 MQTT 的安全性：

从初始化阶段起就有用户名密码验证功能。而自 MQQQ5 起引入了令牌认证，并增加了一系列额外安全机制，如质询响应认证，加强了整个通信流程上的安全保障力度

最后,MQQT 通常适用于那些需要简单紧凑解决方案的地方，无论是在采集来自多个传感器数据还是向大量同类型传感器发送信息，或是在低功耗且低内存需求情况下的环境中，都能发挥出色。这让它成为了车联网军事控制无人飞行器控制等众多行业不可或缺的一部分工具。