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。

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。本篇文章中，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)是一种基于发布/订阅范式的消息协议，它被ISO标准化（ISO/IEC PRF 20922）。由于其轻量级、高效以及易于实现，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，由IBM提交给OASIS规范委员会，在2014年成为正式OASIS标准。此后，它因在工业领域广泛应用而得到了普及，其主要优势包括对代码精简、开销减少和网络流量受限环境中的优越表现。

MQTT 的基本工作原理如下图所示：客户端（包括发布者和订阅者）通过代理进行连接。一旦建立连接，一些 MQTT 客户端通过订阅某个特定的主题，而其他 MQTT 客户端则向代理发送数据。在这个拓扑结构中，发布者与订阅者的解耦是一个显著优势，因为代理仅负责将数据从一端传输到另一端，而不需要在它们之间建立大量直接连接。

MQTT 主要特性

1：主题

每条消息都包含一个主题、一段有效载荷，以及头部信息。这些头部信息可以包含用户定义或预定义字段，如服务质量等级(QoS)或者是否需要持久会话(Persistant Session)标志。

2: 服务质量

为了确保消息传递的一致性,MQTT 提供了三种不同的服务质量等级：0 (at most once, 至多一次), 1 (at least once, 至少一次), 和 2 (exactly once, 恰好一次). QoS 等级2 提供了最高水平保证，但这也意味着更多确认机制必须实施。

3: 会话管理

为了保持稳定性的Mqtt 连接，有几项措施可以采取：

保持活跃状态以防止过时;

使用遗嘱消息(Last Will and Testament);

在离线情况下使用LWT;

4: 持久会话(Persistent Sessions)

当设置了持久会话时，当客户端断开并重新打开时，可以恢复之前未读取但仍然存在于服务器上的所有已知收到的最终分割序号(Final Incomplete Messages).

5: 安全认证

对于身份验证来说 MQ Broker 支持 username 和 password 的认证方式; 对于更高安全需求的情形，可以使用Token-based 认证方法来提升安全性能.

6: 实时性能

由于其设计目的之一就是处理低带宽环境中的实时数据流转，使得Mqtt 是一种很好的选择来满足实时要求.

适用场景

Mqtt 可以用于各种各样的应用场合，从简单地控制家居设备到复杂的大型工业自动化系统皆有可能。在车辆网路(Vehicular Networks)、军事情报(Cyber Warfare Intelligence)、无人驾驶飞行器(Drones)、家居控制(Homes Automation)以及许多其他类型的地方都能找到 Mqtt 的实际应用案例.

关于倍加福

倍加福–未来自动化驱动者的创新者们

倍加福总部位于德国曼海姆，以其持续不断对创新技术研发，为全球工厂自动化及过程行业提供丰富而多样的产品，是推进前瞻技术开发并迎接即将来临工业4.0挑战的一员.

总结:

通过上述内容我们已经深入了解了 mqtt 协议及其在 IIoT 中不可或缺的地位，以及 mqtt 如何帮助构建智能网络，并且适应不同的业务需求。对于任何想要利用 IIoT 能力提高生产效率或创建更加连通世界的人来说，都应该考虑 mqtt 作为他们项目的一个关键组成部分。而且随着时间推移，这款如此灵活且功能强大的工具只会变得越来越重要，将继续塑造我们的未来世界——一个充满智慧感应器故事的地方，其中每一步都是由 mqtt 协议引领方向发展所需走过的小步伐之旅。