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、开放并易于实现，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，并在2014年成为正式的OASIS标准。

MQTT 的普及得益于其在工业领域广泛应用，以及对代码精简、高效运行以及网络流量受限环境中的高效性能。在这种拓扑结构中，无需建立大量连接；代理只负责数据从一端传输到另一端，而不需要它们之间建立大量连接。这使得发布者与订阅者的解耦更加明显且有效。

MQTT 主要特性

1：主题

主题是 MQTT 协议中的一个基础元素，它包含了头部信息、中间层次以及有效载荷，每条消息都包含一个主题和有效载荷，以及头部信息。主题被代理用来过滤消息，并由订阅者根据这个依据进行订阅。

2：服务质量

通过服务质量等级来确保消息传输过程中的可靠程度(QoS 等级包括0 — 至多一次、一 — 至少一次、二 — 仅一次，其中 QoS 2 提供了更高的一致度需求，更复杂的手段确认以保证这一点).

3：会话感知

为了保持代理与发布者/订阅者之间稳定的连接，有几种机制可以使用。一种基本机制是在保持连接时定期发送这样的信号，以确认当前状态。此外，当客户端初次建立联系时，它会向代理提供“遗嘱”（LWT），这样当客户端离线时其他客户端就可以得到通知。

4：持久会话

当代理与订阅者之间建立了持续性的联系，一旦有新信息产生，将这些信息存储起来直到对方准备好接收。这对于在不稳定的网络环境中仍然能够保障信息传递效果尤为重要。

实时性能如何？

虽然理论上近乎无延迟，但实际情况可能受到许多因素影响，如网络状况或具体使用场合等。

安全措施?

身份验证方面，从开始就采用用户名密码认证。而自版本5起，还引入了一系列额外安全功能，如令牌认证或者质询响应认证，以进一步增强安全保护力度。

关于 MQTT 的适用情境：

由于其设计目标较小体积且低功耗属性，使之特别适合那些资源有限或需要长时间运行的情况。此外，在车辆联网、大规模分布式控制系统以及军事应用中也展示出很好的表现，因为它们要求快速响应而又考虑到资源限制。但总体而言，其广泛利用还取决于所需处理的大量数据流程是否允许简单直接即插即用的解决方案进行处理，而且还要看是否满足速度快捷需求。如果项目涉及大量数据交换，那么可能选择不同的方法，比如 OPC UA 或 AMQP 来管理更复杂的问题集。如果你想达到高度灵活性的选择的话，则应该考虑 RESTful API 接口去完成任务，然后再做出最终决定哪个最佳选项符合你的业务需求，因为每一种方法都有自己的优缺点，所以选择的时候需要权衡利弊。

关于倍加福：

倍加福是一家位于德国曼海姆总部，是专注于工厂自动化产品研发并销售给全球客户的一家公司，他们致力于行业内创新的技术发展，同时也面临着未来的挑战，为迎接即将到来的工业4.0时代做好了充分准备，可以说他们是一个不断创新驱动企业，对待未来的态度非常积极希望能够帮助更多的人们理解这背后的故事，也期待看到你们对于这些可能性心潮澎湃，不断探索寻找更多可能性！