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，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ISO标准下的轻量级消息传输协议，它基于发布/订阅范式运作。这使得MQTT在工业领域特别受欢迎，因为其代码简洁、高效，并且能够处理对带宽资源有限的情境。

自1999年诞生以来，MQTT最初被设计用来解决石油管道监控问题。在2013年，由IBM提交给OASIS规范委员会，并于2014年成为正式OASIS标准。随着时间的推移，这项技术得到了广泛应用，不仅限于对代码精简和开销减少要求高的情况，也适用于需要低延迟、高效率数据传输环境。

MQTT通过代理客户端进行工作，其中包含发布者和订阅者。当某个客户端发送数据时，该数据会被代理转发到所有符合特定主题条件订阅该主题的一方。这种模型尤其有利于实现解耦，即发布者不直接与订阅者联系，而是依赖于中央代理角色来协调信息流动。

主要特点

主题结构

每条消息都包含一个或多个层级，如“home/sensor1/data/temperature”。

可以使用占位符如“+”或“#”来定义更复杂或者更灵活的话题匹配规则。

服务质量(QoS)

QoS可以设置为0（至多一次）、1（至少一次）或2（仅一次），其中QoS 2提供了最高级别的事务保证，但同时也增加了确认机制并需更多实施措施。

会话感知

客户端会定期发送保持连接消息，以维护连接有效性的信号。此外，当初始连接建立时，还可以设置遗嘱信息，以便当客户端断线时通知其他相关方。

持久会话

当双方建立持久会话后，可以存储未接收到的消息直到对方准备好接收，从而确保即使在网络波动期间也能保持稳定的信息流动。

实时性能与安全性：

在实现快速响应需求的情况下，理论上可以实现近乎实时无延迟性能。

从安全角度出发,MQTT从初始连接开始就提供用户名密码验证，同时最新版本引入了令牌认证等额外保护措施增强通信安全。

适用场景：

车联网、大规模传感器集群、小型内存限制环境及军事控制等领域均能充分发挥其优势，为这些需求提出了简单紧凑解决方案，同时满足了对实时性的高要求。

关于倍加福：

作为德国曼海姆总部设立的大型制造商，与全球工厂自动化以及过程行业合作，为各种自动化产品提供创新技术研发服务。一方面致力于提升传统应用，一方面不断开发前瞻技术，为迎接即将到来的工业4.0挑战做好准备。