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ISO 标准(ISO/IEC PRF 20922)下基于发布/订阅范式的消息协议。MQTT协议轻量、简单、开放和易于实现，这些特点使它适用范围非常广泛。

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，随后在2014年成为正式的OASIS标准。

MQTT 的普及得益于其在工业领域广泛应用尤其是在对代码精简开销减少并且网络流量受限环境中。其基本工作原理如下图所示： MQTT 客户端（包括发布者和订阅者）连接到 MQTT 代理。一旦客户端通过订阅一个特定主题，如温度值，就可以向代理发送数据，然后代理会将此消息发送到所有订阅了该主题客户端。这一拓扑结构最大的优势就是解耦了发布者与订阅者的关系，不需要它们建立大量连接，只需通过代理进行信息交换即可满足需求。

MQTT 的主要特点

1：主题

每条消息都包含一个主题以及有效载荷，以及头部信息。在这个过程中，“home/sensor1/identification”包含三个层级，而“home/sensor1/data/temperature”则包含四个层级。

2：服务质量

为了保证信息传输的一致性，可以使用QoS等级中的0（至多一次）、1（至少一次）或2（仅一次）。

3：会话感知

为了保持稳定的连接状态，可以使用保持连接消息来确认有效性的连续交流。此外，还有遗嘱消息机制，当客户端离线时通知其他客户端。

4：持久会话

当两个实体建立持久会话时，它们能够存储信息直到对方准备好接收。这对于不稳定网络环境下的数据传递至关重要，从而确保了数据完整性的传递过程。

如何实现实时性能？

尽管以高效为基础，但理论上，在没有延迟的情况下能够实现近乎实时响应，并且满足快速处理要求，即使是在弱网条件下也能保持较好的性能表现。

安全性能怎么样？

从身份验证阶段开始就提供用户名密码认证机制，并引入如质询响应认证等额外安全措施，以增强整个通信流程中的安全保护力度，比如令牌传输等新功能，更进一步提升了整个系统防护能力，使得用户更加放心地进行远程控制或数据交换操作，无论是在车联网还是军事领域，都能提供极佳保障效果，对抗潜在威胁，有助于维护整体系统安全稳定运行状况，为用户带来更好的使用体验。

那么 MQQT 适用于哪些具体场景？

从多个传感器收集到的各种类型原始数据输入到云平台分析中心进行深入分析处理。

在低功耗、高效率要求严格的地方，如无人驾驶飞行器控制系统或者车辆内部监控系统。

在需要快速反应速度但又不能占用大量资源的情况，比如军事战略情报获取与反馈环节。

对生产线上的每台机器都实施自动化管理策略，让它们之间形成紧密联系，最终达到真正意义上的“智慧工厂”。

关于倍加福：

倍加福总部位于德国曼海姆，是一家专注于创新技术研发并致力于全球工厂自动化与过程行业产品开发公司，同时积极参与未来的工业革命方向发展，与时代同步前进，为企业打造出符合现代需求且具有未来视野的一系列解决方案，以不断完善产品体系促进行业革新，为企业创造更多机会进入市场竞争舞台上展示自己的才华与力量；伴随着科技日新月异，他们始终坚持走创新之路，不断提升自身竞争力，用实际行动证明自己是一个不断追求卓越领导者的角色！