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，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。在2013年由IBM提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式OASIS标准。

MQTT主要特点

1：主题

主题是 MQTT 协议中的一个基础元素，每条消息都包含一个主题和有效载荷，以及头部信息。每个层级用斜杠“/”分隔，而且结构区分大小写。此外，还可以使用“+”表示单个层级占位符，如“home/+/data/temperature”，或使用“#”表示多层级占位符，如“home/sensor1/#”。

2：服务质量

通过服务质量等级来确保消息传输可靠性的 MQTT 协议提供了 QoS 等级，其中 QoS 2 提供高服务质量，但需要更多确认措施进行实施。

3：会话感知

为了保证代理与客户端之间连接稳定， MQTT 提供多种机制。一方面通过保持连接消息来维持链接状态；另一方面，在初始连接时客户端会发送遗嘱信息，以便离线时通知其他客户端。

4：持久会话

当代理与订阅者建立持久会话时，将存储未接收到确认的情况下的所有发布消息，这一特性尤其适用于网络环境不稳定的情况下，以确保信息完整传递。

实时性能分析：

尽管 MQTT 通信设计上追求高效，但实际应用中因网络延迟而影响实时性能不可避免。不过，对于保持活跃连接并及时响应请求的情况下，可以实现近乎实时或无延迟处理需求。

安全机制：

从初始化阶段起，就提供用户名密码身份验证，同时引入了令牌传输以增强安全度，从而保护数据隐私并防止未授权访问。此外，更高版本如 MQTT 5 引入质询响应认证进一步提升了安全水平，为用户数据提供更严格保护措施。

适用场景：

除了车联网、军事领域以外，对于各种需要简单紧凑解决方案的地方都是合适选择，无论是在收集大量传感器数据还是向众多同类型设备发送指令，或是在资源有限但仍需快速反应能力的地方，都能体现出其优势。

关于倍加福：

作为德国曼海姆总部的一家公司，它致力于全球自动化行业创新产品研发，不断推动新技术发展，为迎接即将到来的工业4.0时代做准备。

完善解决方案是我们的目标！