触摸传感器的智慧MQTT通信协议解开IIoT之谜
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。
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，是ISO标准(ISO/IEC PRF 20922)下的技术解决方案。自1999年诞生以来，它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而广泛使用。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。
MQTT得到了广泛应用，因为它非常适合于对代码精简、开销减少以及网络流量受限环境中的使用。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。一旦客户端通过订阅一个特定主题，比如“温度值”， MQTT 客户端（发布者）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问题所有客户端。这一拓扑结构的一个显著优势在于发布者与订阅者的解耦，只有代理负责将数据从一方传输到另一方，无需建立大量连接。
MQTT 主要特性
1：主题
每条消息都包含一个主题和有效载荷，以及头部信息。这些信息由斜杠“/”分隔，而且结构区分大小写。此外，还可以包含占位符，如“+”表示单个层级或多个层级占位符，如“#”。
2：服务质量
通过服务质量等级来确保消息可靠传输，其中QoS等级包括0（至多一次）、1（至少一次）及2（仅一次），其中QoS 2提供高服务质量需要更多确认措施。
3：会话感知
为了保持稳定的连接，可以通过保持连接消息来实现。此外，在初始连接时还可以提供遗嘱消息，以便离线时通知其他客户端。
4：持久会话
当代理与订阅者建立了持久会话时，将存储直到准备好接收，这对于不稳定的网络环境尤其有用，从而确保了数据可靠传递。
实时性能如何？
理论上，在无延迟情况下，可实现近乎实时响应满足快速处理需求。而实际上，对于持续活跃状态下的发布者与代理间延迟极低，使得MQTT能够满足快速处理需求，即使是在资源受限的情况下也能保持良好的性能表现。
安全机制：
从初始化阶段起就以用户名密码身份验证机制开始。此外自版本5起引入令牌传输功能并增加了一些额外安全措施，以增强整个过程中的安全性。
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