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，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，它被ISO作为标准（ISO/IEC PRF 20922）接受。这使得其具有极高的一致性和广泛适用性的特点。

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解决方案而存在。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。

由于其轻量级、高效以及对代码精简及开销减少环境中的优越性能，使得在工业领域得到广泛应用尤其是在对资源有限的情况下，如石油管道监控或电池管理系统等。

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）通过连接到代理来进行沟通。一旦有客户端选择了某个主题并进行了订阅，那么当其他客户端发送相关信息时，这些信息会被代理路由到所有感兴趣的人士上去。这种结构设计允许发布者与订阅者的解耦，只需通过代理即可完成数据交换，而无需建立大量直接连接。

MQTT 主要特征

1：主题

每条消息都包含一个主题名以及有效载荷以及头部信息。在这个过程中，“home/sensor1/identification”是一个包含三个层级，“home/sensor1/data/temperature”则包含四个层级。此外，还可以使用“+”或“#”符号来表示占位符，以便更灵活地处理多层次数据结构。

2：服务质量

为了确保消息传输的可靠度，MQTT采用服务质量等级QoS0-2，其中QoS 2提供最高水平，但需要更多确认机制以保证成功传递。

3：会话保持

为了维持稳定连接，有两种机制实现: 一是保持连接状态；二是在建立链接时提出遗嘱消息(LWT)，以便离线时通知他人。

4：持久会话

当设立持续性的会话后，当接收方准备好接收时，代理就会存储该消息，以此方式保证即使在不稳定的网络条件下也能保证顺利接收数据流动

实时性的实现：

尽管如此，在实际情况中，即使没有延迟且双方保持活跃状态下的理论近乎实时响应能力仍然能够满足快速处理需求的情境发生于现实之中。但这取决于具体情况，不同情境可能需要不同的策略来最大限度地提高实时性能

安全措施：

从初始阶段开始就提供用户名密码验证身份认证，从第五版开始引入令牌传输，同时还有质询响应认证等额外措施增强了安全保护力度

应用场景：

除了车联网军事及无人机控制类别之外，无论是从众多传感器汇总还是向大量相同类型传感器发送信息，或是在低功耗内存需求严格限制的情况下，都能发挥出色显示了其适应力的强劲表现

关于倍加福:

倍加福位于德国曼海姆，是一家致力于自动化行业创新技术研发并为全球工厂自动化与过程行业客户提供丰富产品解决方案公司，其目标是完善自动化解决方案，为迎接即将到来的工业4.0挑战铺平道路

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