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，如车载信息收集或家居自动化。

自1999年诞生以来，MQTT已经成为了ISO标准（ISO/IEC PRF 20922）。2013年IBM提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式OASIS标准。这一普及得益于其在工业领域广泛应用尤其是在代码精简、开销减少以及对资源受限环境中的性能表现上。

MQTT 的基本工作原理如下：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，而其他客户端则会发送数据，然后代理负责将这些消息分发给所有已订阅该主题的小组成员。这种拓扑结构的一个显著优势就是解耦了发布者和订阅者的关系，这意味着没有必要建立大量直接联系以便传递数据，只需要通过一个中心点来完成任务。

MQTT 主要特征

主题

每条消息都包含一个主题，这是一个基础元素，它帮助过滤出那些应该被发送到的目标。

主题可以有多层级，如“home/sensor1/identification”，或者占位符如“+”表示单个层级，“#”表示多层级。

服务质量

QoS等级包括0（至多一次）、1（至少一次）和2（仅一次），其中QoS 2提供高服务质量，但需要更多确认机制。

会话感知

提供保持连接消息，以确保有效性的持续维持，同时也允许设置遗嘱信息，以便离线时通知其他用户。

持久会话

当代理与客户端保持活跃状态时，将存储未接收到的消息直到准备好接受，可以提高网络不稳定情况下的可靠传递能力。

实时性能分析

尽管设计轻量级，但 MQTT 能够提供出色的实时性能。在没有延迟的情况下，即发布者与代理间无延迟，以及当订阅者保持活跃连结时理论上能够实现近乎实时响应满足快速处理需求要求。

安全考虑

从初始化阶段开始就提供用户名密码身份验证机制。此外自 MQTTY5起增加了令牌传输并引入质询响应认证等额外安全措施提升了通信安全度，对抗潜在威胁保护敏感信息不受侵犯。

适用场景概述

由于其简单紧凑且灵活，无论是在从许多传感器收集数据还是向大量同类型传感器发送指令，或是在低功耗内存需求极小环境下使用，都能展示出卓越表现。车联网军事应用甚至无人机控制领域都是它展示强大适应力及实际性的典型例子之一，在不断变化技术发展趋势中证明了自身价值与必要之处所在。