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)是一种基于发布/订阅范式的消息协议，它通过ISO标准（ISO/IEC PRF 20922）得到了规范。这项技术自1999年诞生以来，就因其轻量级、高效以及对代码精简和开销减少有显著帮助而广受欢迎。

自从IBM将其提交给OASIS规范委员会并在2014年成为正式OASIS标准以来，MQTT已经成为了工业领域最流行且广泛使用的一种通信协议。在这个过程中，它以其卓越性能，为石油管道带宽监控以及电池能效监控等问题提供了有效解决方案。

MQTT 的基本工作原理如下图所示：客户端（包括发布者和订阅者）连接到 MQTT 代理。一旦建立连接后，一些 MQTT 客户端通过订阅一个特定的主题，而其他客户端则作为发布者向代理发送数据，然后代理会把这些信息转发给所有已订阅该主题的客户端。这种拓扑结构的一个明显优势在于发布者与订阅者的解耦，使得它们不需要直接进行大量连接，从而实现了更高效率及低延迟时间。

MQTT 主要特点：

主题

主题是 MQTT 协议中的核心元素，每条消息都包含一个或多个层级，以斜杠“/”分隔。此外，还可以使用占位符，如“+”表示单个层级占位符，“#”表示多层级占位符。

服务质量

MQTT 提供了三种服务质量等级：QoS0 至多一次(QoS 1 至少一次) 和 QoS2仅一次，其中 QoS2 提供最高水平但也需要更多确认机制。

会话感知

为了保持稳定连接,MQTT 允许保持活跃状态，并允许设置遗嘱消息，即当客户端离线时通知其他客户端。

持久会话

持久会话使得代理存储消息直到接收方准备好，这对于不稳定的网络环境尤其有用。

关于实时性的讨论表明，在没有延迟的情况下，不仅发布者与代理间能够迅速响应，而且即使在长时间断开之后，当用户重新连入时，也能立即恢复到之前保存的地方。这体现出 MQQT 在处理快速数据传输方面极大的潜力。但值得注意的是，由于实际情况可能受到各种因素影响，比如网络状况或硬件性能，所以理论上的实时性能并不总能得到完全实现，但这通常足够满足许多物联网应用需求。

安全性的改进始于身份验证阶段，即从初始化开始就要求用户名密码认证。此外，从版本5开始引入了一系列新功能，如令牌传输机制来进一步增强安全措施，使得未经授权访问变得更加困难，同时提高了整个系统对攻击事件应对能力的事先准备程度。

尽管如此，在选择合适通信协议的时候，要考虑到的还有很多细节，比如功耗控制，因为某些应用环境可能非常严格限制能源消耗。而且，在设计策略时还需考虑具体业务逻辑需求，因为不同的业务场景可能要求不同的优先次序；例如，对敏感信息保护或者追求极致速度处理同样重要的话题都需要被特别重视。而随着不断发展，无论是在车辆上网还是无人机飞行领域，都越来越清晰地展示出 MQQT 这一简单却强大的工具如何成为支撑现代数字世界运行之基石之一的地位。如果我们想要深入理解这一切背后的故事，那么学习更多关于这门技术及其运作方式便是一个非常好的起点！

最后，让我们回到倍加福公司，他们以德国曼海姆为总部地点，是全球工厂自动化行业中的创新驱动者。他们致力于推动前沿技术开发，以帮助企业迎接即将到来的工业4.0时代挑战。自动化正在塑造我们的世界，而完善解决方案就是倍加福努力追求目标的一部分！