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通过以下基本原理工作： MQTT客户端（包括发布者和订阅者）连接到 MQTT代理。一旦建立了连接，一些 MQTT客户端可以选择订阅某个特定的主题，而其他客户端则可以作为发布者，将数据发送给代理。当一条新信息被发送时，该代理会将该信息分发给所有已订阅该主题的小组成员，这样就无需每个节点间建立大量直接连接，从而显著提高了系统性能。

除了这些基础功能外，还有几个额外特点值得一提：

主题

每条消息都包含一个主题，这决定了哪些用户应该接收这条信息。

主题结构使用斜杠“/”进行层级划分，有时候还可能包含占位符，如“+”代表单独层级或者“#”代表多层级占位符。

服务质量

为了确保消息传递可靠性，MQTT提供QoS等级，其中QoS2提供最高水平，但需要更多确认机制来保证成功传输。

会话感知

客户端定期发送保持连接消息以维护有效链接。此外，当客户端第一次与代理联系时，它们也会指定遗嘱信息，以便当它们离线时通知其他参与者的变化。

持久会话

当持久会话激活时，对方存储并保持未读信息直至对方准备好接受它们，这对于不稳定的网络尤其有用，可以防止丢失关键数据。

实时性能

虽然理论上能够实现实时响应，但实际情况可能受到延迟因素影响，比如发布者的初始响应时间以及持续保持活跃状态所需资源消耗。

安全措施

从最初连入阶段开始，即身份验证过程中使用用户名密码认证。在最新版本5中引入了令牌传输以及质询响应认证机制，为通信增加了一层保护屏障。

此外，由于其轻量级设计和高效性的缘故，MQTT非常适合那些需要快速处理大量数据流动的地方，无论是在车联网、军事或工业控制系统中，都能发挥出色。此外，在低功耗需求极高的情况下，如无人机飞行控制或小型微型电子产品内置传感器上，也同样展示出了它强大的适用范围和实用价值。