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，设备必需具备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)是一个基于发布/订阅范式消息协议，它被广泛认为是轻量级、高效且易于实现的一种技术解决方案。这使得它能够适应各种环境，从石油管道带宽监控到电池能效监控，再到更复杂的情境，如车载信息收集或实时控制系统。

自1999年诞生以来，MQTT已经成为了ISO标准（ISO/IEC PRF 20922），并且由IBM提交给OASIS规范委员会，在2013年成为正式OASIS标准。在此之后，它继续发展，并在2014年成为国际标准。

MQTT通过其简单设计以及对代码精简和开销减少能力，使其特别适合那些对资源有限或有严格性能要求的地方。例如，在工业领域中的机器人控制系统或者其他需要快速响应但又不希望消耗大量计算资源的情况下。

MQTT主要特性

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。这些主题可以有多层级，如“home/sensor1/data/temperature”，每个层级用斜杠“/”分隔，而且结构区分大小写。此外，还可以使用占位符来代表未知层级，比如“home/+”表示单个层级占位符，“home/sensor1/#”则表示多层级占位符，可以匹配sensor1发布所有数据所需客户端。

2：服务质量

为了保证消息传输的可靠性，MQTT提供了服务质量等级QoS，其中QoS 2提供高服务质量，但需要更多确认步骤。

3：会话感知

为了保持代理与发布者/订阅者之间连接稳定性的机制包括发送保持连接消息以确认有效性的定期发送，以及在初始连接时设置遗嘱消息，以便当客户端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，将存储消息直到准备好接收，这对于不可预测网络条件下的可靠传递尤其重要。

5: 实时性能

尽管理论上具有无延迟响应能力，但实际应用中可能受到网络延迟影响，因此实时性能取决于具体环境配置。但总体而言，随着越来越多的人试图利用这个优势进行优化，大部分情况下Mqtt表现出色的实时性能让许多用户满意。

6: 安全机制

除了身份验证之外，从版本5开始增加了额外安全措施，如质询响应认证，以增强通信安全性保护敏感数据不受攻击者的侵扰。

7: 适用场景

由于其轻量级、高效以及紧凑设计,Mqtt非常适合于从大量传感器收集数据，或向同类型数量众多的传感器发送指令，同时也能满足低功耗和内存需求极低的情况。在车辆联网、大规模军事行动无线控制以及工业自动化领域，都有广泛应用展现了Mqtt强大的灵活度及实用价值。

关于倍加福：

倍加福作为德国曼海姆总部公司，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，同时推动前瞻技术开发，为迎接即将到来的工业4.0挑战铺平道路，是一家专注于提升生产效率与提高产品质量的手段革新者的企业团队成员之一。