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（ISO/IEC PRF 20922）得到了规范。这项技术自1999年诞生以来，就因其轻量级、高效率以及对代码精简、开销减少和网络流量受限环境中的适用性能而广泛应用于石油管道带宽监控及电池能效监控领域。

IBM在2013年将其提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式OASIS标准的一部分，这标志着MQTT进入了国际标准化组织中。

MQTT以其灵活性的广泛应用，在工业领域得到了普及。在这些环境中，对代码精简、开销减少并且能够应对网络流量限制的情境下，MQTT展示出了卓越表现。它通过客户端（包括发布者和订阅者）与代理建立连接，其中一些客户端会订阅特定的主题，而其他客户端则作为发布者发送数据到代理，然后代理再将这些信息转发给所有符合该主题条件的地方。这一结构最大的优势在于解耦了发布者与订阅者的联系，只需代理负责数据从一方传递到另一方，无需建立大量直接连接。

MQTT 主要特点

1：主题

每条消息都包含一个主题及其有效载荷，以及头部信息。此外，每个层级使用斜杠“/”分隔，并区分大小写。如果需要，可以使用“+”或“#”作为占位符来实现更复杂的地图匹配规则，以便更灵活地过滤或匹配不同的信息类型。

2：服务质量

为了确保消息传输过程中的可靠性,MQTT提供了多种服务质量等级，从0（至多一次）到2（仅一次），其中QoS 2提供最高水平服务质量，但也要求更多确认机制并实施措施。

3：会话感知

为了保持稳定连接，一些基本机制如维持连续心跳包被引入，以确认双方之间链路仍然有效。此外，当初次接入时，还可以配置遗嘱消息，以便当某一参与者离线时通知其他相关参与者这份信息。

4：持久会话

当两边达成持续会话状态时，该代理就会存储待发送信息直到收信人准备好接受，即使在不稳定的网络条件下也不影响消息完整无损地进行传递，这对于那些需要即刻响应高频率事件的情况尤为重要。

实时性的问题

尽管如此，由于设计之初就考虑到了资源紧张情况下的优雅处理，使得Mqtt理论上能够实现几乎无延迟甚至实时反应能力，同时还保证了低功耗需求满足这一点，使之非常适合各种快速数据处理需求所需。

安全性的考量

安全方面，从最初登录开始Mqtt就有用户名密码认证功能。而自版本5之后，更增加了一系列额外安全措施，如令牌验证等以增强保护力度，不断提高了整个系统通信过程中的隐私保护水平。

那么它适用于哪些应用场景？

由于其简单且紧凑解决方案属性,Mqtt极大地体现出自身适用范围广泛，其特别擅长处理来自众多传感器收集到的数据或者向同类数十台以上相同型号传感器发送指令，同时也能完美运行于资源严格限制环境内，如车辆联网系统军事战略控制无人驾驶飞行器等众多行业中展现出超凡卓越性能，为未来自动化奠定坚实基础。