在工业4.0、物联网（IIoT）和智能工厂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，设备必需具备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)是一种ISO标准(ISO/IEC PRF 20922)下的基于发布/订阅范式的消息协议。由于其轻量级、高效且易于实现，这些特点使得MQTT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一种技术解决方案。在2013年由IBM提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式的OASIS标准，使得其普及得益于在工业领域广泛应用尤其是在对代码精简、开销减少和网络流量受限环境中的应用中。

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。一旦建立了连接，一些客户端可以选择通过订阅某个主题来接收数据，而其他客户端则可以直接向代理发送数据，然后代理会将这些信息转发给所有符合该主题条件的一方。这一拓扑结构的一个显著优势就是发布者与订阅者的解耦，使得它们不需要建立大量连接，只需要通过一个中心点即可完成所有必要沟通。

MQTT 主要特性

1：主题

每条消息都包含一个主题以及有效载荷，以及头部信息。这个主体是代理用来过滤消息并让订阅者识别出他们感兴趣的话题依据。

2：服务质量

为了保证消息传输成功率， MQTT 使用服务质量等级，其中 QoS 等级包括0（至多一次）、1（至少一次）以及2（仅一次），其中QoS 2 提供最高级别服务质量，但这也意味着更高额外开销。

3：会话感知

为了维持稳定的连接状态， MQTT 提供了一系列机制，以确保代理与发布者或订阅者的连续性的保持。这涉及到定期发送保持活跃状态确认以及遗嘱功能，即当用户离线时通知其他用户。

4：持久会话

当创建持久会话时，将存储未被消费或回复到的任何已发送但尚未被确认接收到的指令，从而确保即便网络断开，也不会丢失任何关键信息。

关于实时性能：

尽管以其轻量级设计而闻名，但 MQTT 在实际使用中能够提供快速响应时间，因为无论是在从发布者到代理还是从代理到潜在接受者的路径上，它都尽可能地减少延迟。此外，在持续保持活动状态的情况下，它能实现几乎实时甚至无延迟响应，以满足对快速处理数据需求的情景需求。

关于安全：

除了身份验证之外，还有针对 MQQT5 的额外安全措施，如质询响应认证等。此类安全措施增强了整个过程中的隐私保护，同时也提高了总体系统稳定度，从而防止未经授权访问敏感数据或者干预控制流程导致的问题发生。

对于各种场景：

由于其简单且紧凑设计，不论是在收集来自多个传感器的大规模数据还是向许多相同类型传感器发出指令，或是在低功耗要求很高内存占用极低的情况下使用，都表现出了卓越能力。在车联网军事领域及工业设备管理方面显示出了极大的灵活性与实用价值，为此类项目带来了巨大的改进机会。而倍加福一直致力于创新技术研发，为全球工厂自动化行业提供丰富产品，同时推动前瞻技术开发，为迎接即将到来的 Industrial 4.0 挑战做好准备。