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，如对代码精简有严格要求或网络流量受限的情况。

自1999年诞生以来，MQTT已经成为ISO标准的一部分，并在2013年被IBM提交给OASIS规范委员会，在2014年成为正式的OASIS标准。这种普及得益于其在工业领域广泛应用以及其在资源有限环境中的优势表现。

MQTT通过以下方式工作：客户端（包括发布者和订阅者）连接到代理服务器。一旦建立了连接，一些客户端可以通过订阅主题来接收来自其他客户端发出的信息，而这些信息则由代理服务器负责传递。这一模型允许发布者与订阅者的解耦，使得数据从一种形式转换成另一种形式时不需要维护大量直接连接，这极大地提高了系统灵活性并减少了复杂度。

MQTT 主要特点

1：主题

每条消息都包含一个主题，这个主题定义了该消息应该发送到的目的地。此外，还有层级结构，可以使用斜杠分隔不同的层级，如“home/sensor1/data/temperature”，这意味着温度值属于“sensor1”这个传感器下的“data”目录下。在某些情况下，也可以使用占位符如“+”或者“#”。

2：服务质量

为了保证消息传输过程中的可靠性，MQTT引入了一套服务质量等级，即QoS 0（至多一次）、QoS 1（至少一次）以及QoS 2（仅一次）。QoS 2提供最高水平的事务完整性，但也需要更多确认机制以确保成功完成事务。

3：会话感知

为了保持稳定的连接状态，客户端会定期发送保持连接消息，同时还可以设置遗嘱信息，以便当客户端离线时通知其他相关方。此外，当代理与订阅者之间建立持久会话时，将存储未送达给所有已验证用户之前接受过但尚未处理过的事务，这样即使出现断开重连的情况，该事务仍然能够被恢复继续执行。

4：实时性能

尽管设计上面临限制，但由于其轻量级特质，使得QQT非常适合那些需要快速响应而又不能承受延迟的地方。理论上，如果没有任何瓶颈存在，它甚至可能实现近乎实时或无延迟的地图更新能力，为那些高速数据处理需求提供优越支持。

5：安全性能

除了身份验证功能之外，其中最新版本5还引入了一系列额外措施以增强安全性能，如令牌认证等，以保护敏感数据不受到潜在威胁。

6: 适用场景

由于其简单、高效且紧凑特征，使之特别适合于低功耗环境中，或是在内存资源有限条件下的应用场景。而车联网、大型军事行动，无人机控制等领域同样充分利用到了这一技术之力。

关于倍加福：

倍加福作为德国曼海姆总部的一个创新驱动企业，不断致力于研发新技术，并向全球各地工厂自动化行业供应商们提供产品解决方案，同时也积极推进对于工业4.0挑战准备策略。

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