如何通过解读传感器的基本原理来详解MQTT通信协议进而释放IIoT的全力
在工业4.0、物联网（IIoT）和智能工厂的驱动下，我们正迈向一个全新的自动化时代。设备之间将实现无缝连接，每个节点都能相互交换数据，以构建智能网络。为了构建这些网络，设备必须具备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，确保通信安全性的重要性也不可忽视。
倍加福支持包括MQTT、OPC UA、AMQP和REST API等四种基于TCP的通信协议。本期内容中，我们将首先探索MQTT通信协议及其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?
它是如何工作？
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、高效且开放特点而广受欢迎。
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，IBM将其提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式的OASIS标准。
MQTT在工业领域得到了广泛应用，这主要归功于其代码精简、高效率以及对资源限制环境下的适应能力。在以下图示中可以看到： MQTT 客户端（包括发布者和订阅者）通过代理进行连接。一旦客户端订阅了某个主题，如温度值，那么当代理接收到相关数据时，就会将这条信息发送给所有已经订阅该主题的人。这一拓扑结构使得发布者与订阅者的解耦变得可能，代理只需要负责信息从一端传递至另一端，而不必建立大量直接连接。
MQTT 主要特点
主题
每条消息都包含一个主题，以及头部信息和有效载荷。这个主题用来过滤消息并作为依据进行过滤及订阅。
服务质量
通过服务质量等级来确保消息传输的一致性，其中QoS 2 提供了更高级别的一致性，但需要更多确认机制。
会话感知
提供多种机制以保持稳定的连接，如定期发送保持连接消息或遗嘱消息。
持久会话
当建立持久会话时，代理会存储未被接受的信息直到接收方准备好接收，这对于网络环境不稳定的情况尤为有用。
MQTTY 的实时性能如何？
理论上，在没有延迟的情况下，当发布者与代理间无延迟且持续活跃地维护着客户端与代理之间的连结时，MQTTY 能够实现几乎即刻响应并满足快速处理需求。
MQTTY 的安全性能如何？
从初始阶段起就提供身份验证机制，并引入了如质询响应认证等额外安全措施，使得通信更加安全可靠。此外，从版本5开始，还增强了密码字段使用令牌传输功能提升整个过程中的保护力度。
MQTTY 适用于哪些应用场景？
由于其简单、高效且资源占用小，使之成为车联网、军事控制系统及低内存要求环境下的理想选择。此外，对于那些需要高速数据处理能力但又不能承担太高成本或复杂设计的情况，也非常合适。这使得它在众多行业中具有极大的潜力，无论是在制造业还是交通管理方面，都能发挥出色作用，为未来自动化世界铺平道路。