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。

什么是传感器？

它们如何工作？

MQTT(消息队列遥测传输)是ISO 标准(ISO/IEC PRF 20922)下基于发布/订阅范式的消息协议。MQTT协议轻量、简单、开放和易于实现，这些特点使它适用范围非常广泛。

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的技术解决方案。2013年，IBM将其提交给OASIS规范委员会，随后在2014年成为正式的OASIS标准。

MQTT之所以普及得益于其在工业领域的广泛应用，特别是在对代码精简、开销减少和网络流量受限的环境中。其基本工作原理如下图所示： MQTT 客户端（包括发布者和订阅者）连接到 MQTT 代理。一些 MQTT 客户端通过订阅一个特定主题，而 MQTT 客户端（发布者）向代理发送数据，然后代理将此消息发送到所有订阅了该主题的人或系统。这一拓扑结构最显著优势在于发布者与订阅者的解耦，使得每个部分可以独立运行而不会因为其他部分的问题而受到影响。

主要特征

1：主题

主题是基础元素，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，它们被用来过滤出非相关信息，并且让不同的客户端能够接收他们感兴趣的话题内容。

2：服务质量

为了确保消息传输的一致性以及可能出现的事故处理能力，在使用时会有三种服务质量等级选择，即0（至多一次）、1（至少一次）或2（仅一次）。QoS 2提供高级别服务质量，但这需要更多确认机制。

3：会话感知

为了保持稳定的连接状态，不断地进行维护以确保持续连续性的机制已经被实施。此外，还有一种“遗嘱”机制，当客户端意外离线时，可以通知其他客户端当前状态。

4：持久会话

当双方建立了持久链接，那么任何未读信息都会存储起来直到对方准备好查看，这对于不稳定的网络环境尤其有帮助，以保证数据完整无损地传递出去。

实时性能分析：

由于具有轻量级设计及高效运作，在物联网领域展示了良好的实时表现。当没有延迟并且两边保持活跃连接的情况下理论上可以实现几乎即时响应满足快速处理需求。

安全措施：

从初始阶段开始就提供了用户名密码验证身份认证，同时从版本5起引入了令牌传输功能，并增加了一些额外安全措施如质询响应认证提升整体安全水平。

适用场景：

虽然广泛应用但最合适的是那些需要简单、高效解决方案的地方，无论是否来自多个传感器还是向大量同类产品发送信息，或是在低功耗内存需求较小的情况下均能发挥作用。在车联网军事行业甚至无人飞行器控制等多处展现出强大的灵活性与实用价值

关于倍加福：

作为德国曼海姆总部设立公司之一，他们致力于不断创新技术研发，为全球工厂自动化及过程行业客户提供丰富产品，不仅涉足传统应用，也积极面对未来的挑战，为迎接即将到来的工业4.0铺平道路

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