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)是一种基于发布/订阅范式的消息协议，它通过ISO标准得以规范。这款轻量级且简单易于实现的技术，使其适用范围极为广泛，从1999年诞生以来，就被广泛应用于石油管道带宽和电池能效监控问题中，并在2013年由IBM提交给OASIS规范委员会，最终在2014年成为正式OASIS标准。

MQTT 的普及得益于其在工业领域广泛应用尤其是在对代码精简、开销减少以及网络流量受限环境下的表现。这种拓扑结构之所以有效，是因为发布者与订阅者的解耦设计使代理只需负责数据从一端传输到另一端，而无需建立大量连接，这样的优势使得 MQTT 在复杂环境下保持高效运行。

MQTT 主要特点

1：主题

每条消息都包含一个主题作为过滤依据，以及头部信息和有效载荷。在多层次结构中，如“home/sensor1/identification”，每个层级使用斜杠“/”分隔，而且区分大小写。此外，可以使用占位符来指定某些层级，比如“+”或“#”。

2：服务质量

为了确保消息可靠传输，MQTT 使用服务质量等级(QoS)，QoS 可以设置为0（至多一次）、1（至少一次）或2（仅一次）。QoS 2 提供了更高级别服务质量，但需要更多确认措施。

3：会话感知

为了保证代理与客户端之间稳定连接，有两种机制。一种是发送保持连接消息，以确认连续性的有效；另一种则是客户端提供遗嘱消息，在离线时通知其他客户端。

4：持久会话

当代理与订阅者建立持久会话时，它们可以存储并延迟发出的数据，以便待命接收，这对于不稳定的网络环境非常有用，不断地确保了信息传递的一致性。

关于实时性能：

虽然理论上近乎实时，但是实际情况还受到许多因素影响，如网络延迟可能导致响应时间增加。此外，如果服务器处理能力有限，也可能造成延误。但总体而言，在快速数据处理需求方面，MQTT仍然具有很好的性能表现。

关于安全：

除了身份验证机制之外，还引入了额外安全功能，如令牌认证，对抗潜在威胁提高了整体安全水平。

适用于哪些应用场景？

由于其简单、高效且紧凑特点，使得 MQTT 适合于各种需要低功耗、高效率解决方案的地方，无论是收集来自众多传感器中的数据还是向大量同类型设备发送指令，都能够发挥出色。而且随着车联网、大型军事项目甚至无人机控制等领域越来越依赖这类技术，其适用范围不断扩大显示出其强大的灵活性和实用价值。

关于倍加福：

作为德国曼海姆的一个创新驱动企业，一直致力于研发新技术，为全球工厂自动化提供丰富产品，同时也推动前瞻技术发展，为迎接即将到来的工业4.0时代做好准备。