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，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，这使得它适用范围非常广泛。在1999年诞生以来，它最初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在工业领域广泛应用尤其显著，其中代码精简、开销减少以及对网络流量受限环境下的高效表现尤为突出。基本工作原理如下图所示：客户端（包括发布者和订阅者）通过连接到代理来使用 MQTT。此外，一些 MQTT 客户端通过订阅一个特定主题，而其他客户端则以发布者的身份向代理发送数据，然后代理会将这些消息发送到所有符合该主题条件的客户端。这一拓扑结构最大的优势在于解除了发布者与订阅者的耦合关系，只需代理负责将数据从一处传递至另一处，不需要建立大量直接连接。

【图表描述】展示了 MQTT 的工作原理及其典型应用场景，其中包含了多个层级主题如“home/sensor1/data/temperature”以及占位符，如“+”表示单个层级占位符而“#”表示多层级占位符。

主题

每条信息都包含一个或多个层级，以斜杠分隔并区分大小写。此外，还可以包含空缺位置，以允许更灵活地匹配目标主体。

服务质量

通过服务质量等级来确保消息被成功传送，无论是QoS0 至多一次、一次至少还是仅两次保证唯一。

会话感知

保持持续性的会话机制及遗嘱信息以保障即时通知，即便当用户离线时也能收到最新信息。

持久会话

当两个参与方建立持久会话后，即使网络出现波动或者断线，也能够存储并延迟重发重要信息。

实时性能

理论上，当没有任何延迟且所有参与方保持活跃状态时，可以实现实时响应，从而满足快速处理数据需求的情况下提供近乎实时性能。

安全性

自初始化阶段起就提供了用户名密码验证机制，同时自版本5起引入令牌传输，并增加了额外安全措施，如质询响应认证，以增强整体安全性能。

应用场景

具有简单紧凑解决方案需求的地方最为适宜，无论是在收集来自众多传感器中的数据还是向大量同类设备发送指令，或是在低功耗资源有限环境下，都能显示出优越效果。在车联网军事行业工业自动化无人机控制等领域中有着广泛应用证明了其极佳适应力与实用性。

关于倍加福 - 未来的自动化驱动者与创新者

作为德国曼海姆总部设立的一家公司，倍加福一直致力于研发新技术，为全球工厂自动化及过程行业客户提供丰富产品，与推进未来的面向挑战同时不忘守护过去 tradition applications for automation industry, while constantly driving the development of forward-looking technologies to pave the way for customers to face the challenges of Industry 4.0.

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