触发智能革命传感器之手指解锁IIoT潜力详解MQTT通信协议
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，这极大地减少了开销并提高了效率。
MQTT 主要特点
主题 - 每条消息都包含一个主题，这决定了代理应该如何处理该消息以及哪些客户端应该接收该消息。
服务质量 - MQTT 提供多种服务质量等级，以确保消息可靠传输。
会话感知 - MQTT 使用保持活动状态来维持稳定的连接，并允许发送遗嘱信息以通知离线事件。
持久会话 - 当代理与订阅者建立持久会话时，它们可以存储未被消费掉的问题，以确保即便发生暂停也不会丢失任何信息。
实时性能
尽管设计上简单，但 MQTT 在实时性能方面表现出色。在没有延迟的情况下，即使是在高负载条件下，它能够快速响应请求并处理数据流。此外，由于其轻量级设计，它非常节省资源，因此特别适合那些功耗敏感或内存有限的情境中使用。
安全措施
为了保证安全性，MQTT 从初始连接开始就采用用户名密码身份验证机制。而从版本5起，不仅支持令牌传输，还引入了一系列额外安全措施，如质询响应认证等，以进一步增强通信保护力度。
适用场景
由于其简单、高效且低功耗特点，MQTT 被广泛应用于车联网、大型军事系统、小型工业控制设备网络以及无人机控制系统等多个领域，无论是在追求最大实时性的情况还是在寻求最小尺寸和最高效能产品的时候，都能展现出优秀性能。