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，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普及得益于其在工业领域广泛应用，特别是在对代码精简、高效并且网络流量受限环境中。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。在这个过程中，一些 MQTT 客户端通过订阅一个特定主题，而其他客户端则向代理发送数据，然后代理将此消息发送到所有订阅了该主题的人员。这一拓扑结构最大的优势在于发布者与订阅者的解耦，使得每个参与方都能够独立地进行信息交换，不需要建立大量直接联系。

MQTTY 的主要特点

1：主题

主题是 MQTT 协议中的一个基础元素，每条消息都包含一个主题以及有效载荷，以及头部信息。在实际应用中，这意味着每条传输的是针对某一具体目的或区域的事务，比如“home/sensor1/identification”包含三个层级，“home/sensor1/data/temperature”则包含四个层级。此外，还可以使用占位符，如“+”表示单个层级占位符，如“home/+/data/temperature”。

2：服务质量

MQTTY 通过服务质量等级来确保消息传递的一致性。在这一过程中，它提供了三种不同的服务质量等级，即 QoS0（至多一次）、QoS1（至少一次）以及 QoS2（仅一次）。其中,QoS2 提供了最高水平保障，但也要求更多确认机制，以确保数据不丢失或重复。

3：会话感知

为了保持稳定的连接状态,MQTTY 提供了一系列机制。当客户端初次连接时，它会向服务器提出遗嘱信息，以便当客户端离线时通知其他相关方。此外，当两台设备之间建立起持久会话时，该代理还负责存储未被接收到的所有指令，从而保证即使在网络状况不佳的情况下，也能保证重要指令不会丢失。

4：持久会话

当两个节点之间建立起持久会话时，该代理有责任存储这些未被接受过来的指令直到另一方准备好接受它们。这对于那些可能因各种原因而无法实时响应命令的情形尤为重要，可以确保关键任务得到执行，即使是在低带宽或者不可预见的情况下也能保持连续运行状态。

关于实时性的考虑，

尽管 MQTTY 被设计成一种高效且快速响应能力强烈但没有任何明显理由认为它不能处理实时任务。如果您能够保持活跃连接并减少延迟，那么理论上Mqtt应该能够以几乎无延迟完成任务。不过，在实际操作中，由于信号干扰或硬件故障等原因，有时候仍然可能出现小幅度延误，因此需要根据具体情况调整策略以达到最佳效果。

关于安全性的考量，

从一开始就涉及身份验证功能以防止非法访问，同时从版本5开始引入更高程度安全措施比如质询响应认证来保护用户免受潜在威胁。

最后，

我们讨论到了 mqtt 在车联网、大规模军事行动，无人驾驶飞行器控制系统以及许多其他行业中的应用案例，因为这些行业通常面临严格限制资源使用情况下的需求，因此他们倾向于选择最简单，最紧凑解决方案—这正是一个 mqtt 通信协议所擅长之处。

总结来说,

倍加福–未来自动化驱动力的创新者们，他们位于德国曼海姆，并致力于为全球工厂自动化市场提供丰富多样的产品，同时不断推进前瞻技术开发，为迎接即将到来的工业4.0时代做好准备。

完善解决方案，是我们的目标！