揭秘传感器世界如何通过MQTT协议解锁IIoT的无限潜力
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)是一个基于发布/订阅范式消息协议，它被广泛认为是轻量级、高效且易于实现的一种技术解决方案。这使得它能够适应各种环境，从石油管道带宽监控到电池能效监控，再到更复杂的情境，如对代码精简有严格要求或网络流量受限的情况。
自1999年诞生以来，MQTT已经成为ISO标准的一部分，并在2013年被IBM提交给OASIS规范委员会，在2014年成为正式的OASIS标准。这种普及得益于其在工业领域广泛应用以及其在资源有限环境中的优势表现。
MQTT通过以下方式工作：客户端（包括发布者和订阅者）连接到代理服务器。一旦建立了连接，一些客户端可以通过订阅主题来接收来自其他客户端发出的信息，而这些信息则由代理服务器负责传递。这一模型允许发布者与订阅者的解耦，使得数据从一种形式转换成另一种形式时不需要维护大量直接链接，这极大地减少了开销并提高了效率。
MQTT 主要特点
主题 - 每条消息都包含一个主题，这决定了代理应该如何处理该消息以及哪些客户端应该接收该消息。
服务质量 - 为了确保消息能够可靠地传输到目的地，MQTT定义了一系列服务质量等级，从“至多一次”到“仅一次”，以满足不同的需求。
会话感知 - 这一机制确保代理与发布者/订阅者之间保持稳定连接。当初始连接建立时，可以设置遗嘱信息，以便当任何参与方离线时通知其他参与方。
持久会话 - 当保持持久性的连接时，当某个参与方准备好接受数据时，将所有未读取过的话题发送回他们，即使它们早已离开也不会丢失任何信息。
MQTT 的实时性能
尽管设计上较轻量，但 MQTT 在实时性能方面表现出色。在没有延迟情况下，无论是在发布-代理还是代理-消费者的双向流程中，都能实现几乎即刻响应并无延迟，从而满足快速数据处理所需。
安全措施
除了身份验证之外，对于提升安全性的额外措施也逐渐加入到了最新版本中，比如令牌认证，还有质询响应认证这样的新功能，以增强通信过程中的隐私保护能力。
应用场景
由于其简单高效且适合低功耗环境下的使用， MQTT 广泛应用于车联网、军事部署以及各类工业控制系统。此外，无人机控制系统也常常选择使用这一协议，因为它们需要尽可能降低能源消耗，同时保证快速响应能力。
关于倍加福
倍加福致力于为全球工厂自动化和过程行业提供创新产品，与不断发展的人类技术同步前进，为迎接即将来临的大型变革做好准备。作为德国曼海姆的一个公司总部，其不断寻求开发新的技术以帮助企业克服挑战，并利用这些新兴技术进行预见性的研究发展工作，以便更好地迎接即将到来的工业4.0时代挑战。