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。

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，是ISO标准（ISO/IEC PRF 20922）的组成部分。由于其轻量级、高效率以及对代码精简要求低，它广泛应用于石油管道带宽监控及电池能效监控等领域。

自1999年诞生以来，MQTT作为技术解决方案迅速流行起来，并在2013年由IBM提交给OASIS规范委员会，最终在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对代码精简开销减少和网络流量受限环境下的表现。

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）通过连接到代理来实现信息交换。在这个过程中，一些客户端通过订阅一个特定主题，而其他客户端则向代理发送数据，这些数据最终被发送到所有符合该主题条件的一切已知订阅者的客户端。这一拓扑结构中的显著优势在于发布者与订阅者的解耦，使得代理只需负责从一个点传输数据到另一点，不需要建立大量直接连接。

MQTT 主要特征

1：主题

每条消息都包含一个主题及其有效载荷，以及头部信息。此外，每个层级用斜杠“/”分隔且区分大小写，同时还可以使用占位符，如“+”或“#”。

2：服务质量

为了确保消息可靠传输,MQTT 提供了三个服务质量等级，即QoS0(至多一次)、QoS1(至少一次)以及QoS2(仅一次)，其中 QoS2 提供了更高水平服务质量，但这也意味着更多确认机制必须实施以保证成功传递。

3：会话感知

为了保持稳定的连接,MQTT 支持保持活跃状态，并允许发送遗嘱消息，以便当某个用户离线时通知其他用户。

4：持久会话

当两个实体之间建立起持久会话后，该实体将持续存储并重新发放未接收到的任何有序但尚未被确认接受到的信息，从而提高了即使网络不稳定情况下的可靠性的表现力。

MQQQ 的实时性能如何？

尽管以其轻量级、高效率著称，在处理快速响应需求的情况下理论上能够实现近乎即时或无延迟反应。

MQQQ 的安全性能如何？

从连接初始化阶段开始就提供了用户名密码身份验证机制，同时引入如质询响应认证等额外安全措施，为提升总体安全性的做出努力。

这样的应用场景适合使用 MQTT？

由于其简单紧凑设计，对资源消耗极低，因此非常适合收集来自众多传感器上的数据或者向大量同类型传感器发送指令，无论是在车联网军事工业控制还是无人机管理这些复杂环境中均显示出了强大的适应能力与实用价值。

关于倍加福

倍加福作为德国曼海姆公司总部设立，其不断致力于研发创新技术，为全球工厂自动化及过程行业客户提供丰富产品，与它们共同面对挑战迎接即将来临之际 industrial 4.0 挑战，为他们铺平道路的一步一步地走进未来世界。而对于我们来说，只有一件事很重要——完善解决方案就是我们的目标！