如何通过解析传感器的工作原理来详解MQTT通信协议进而释放IIoT的全力
在工业4.0、物联网（IIoT）和智能工厂的驱动下，我们正迈向一个全新的自动化时代。设备之间将实现无缝连接，每个节点都能相互交换数据，以构建智能网络。为了构建这些网络，设备必须具备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。此外，确保通信安全同样至关重要。
倍加福支持包括MQTT、OPC UA、AMQP和REST API等四种基于TCP的通信协议。本篇文章将首先探讨MQTT通信协议，并了解它如何为智能网络提供强大支持以及适用于哪些不同应用场景。
什么是MQTT？它又是如何工作？
MQTT（消息队列遥测传输）是一个基于发布/订阅范式的ISO标准消息协议。由于其轻量级、高效且易于实现，MQTT广泛应用于各种场合。
自1999年诞生以来，MQTT最初作为石油管道带宽监控技术解决方案而存在。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。
通过其广泛应用尤其是在代码精简和对资源受限环境中，MQTT得到了普及。以下是 MQTT客户端（包括发布者和订阅者）的基本工作原理：客户端通过代理进行连接，一些客户端通过订阅特定主题发送数据，而代理则负责将此消息发送到所有符合条件的客户端。这一结构优势在于解耦了发布者与订阅者的关系，使得代理只需处理数据从一端传输到另一端，不需要建立大量连接。
MQTT 的主要特点
主题：每条消息包含一个主题、一段有效载荷以及头部信息，其中每个层级用斜杠“/”分隔。
服务质量：通过QoS等级来确保消息可靠传输。
会话感知：保持连接消息以确认连接有效，并提供遗嘱信息以通知其他客户端。
持久会话：存储未被接收到的消息直到有可能被接受方读取。
实时性能
尽管如此，在某些情况下，如发布者与代理间无延迟且订阅者保持活跃状态的情况下，理论上可以达到近乎实时或无延迟响应，从而满足快速数据处理需求。
安全性
从初始化阶段起就提供用户名密码身份验证机制，同时引入了如质询响应认证等额外安全机制增强通信安全性。此外自版本5开始还增加了令牌传输功能进一步提高了安全性水平。
应用场景
MQTT适用于需要简单紧凑解决方案的地方，无论是多个传感器收集数据还是向大量同类型传感器发送信息，或是在低功耗内存需求环境下，它都能发挥出色。在车联网军事工业设备网络无人机控制等领域也享有盛誉，是一种具有极高适应性的通讯协议之一。