探秘传感器世界解锁IIoT潜力深入剖析MQTT通信协议的神奇力量
在工业4.0、物联网（IIoT）以及智能工厂和设备的前沿概念下，我们正迈向一个全新的自动化未来。设备将相互连接，交换数据，为构建智能网络提供关键特性：标准化、可扩展性、与IT和OT系统的兼容性，以及互操作性，并确保通信的安全性至关重要。
倍加福支持包括MQTT、OPC UA、AMQP和REST API等多种基于TCP的通信协议。本期内容中，我们将探索MQTT通信协议，了解其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?
它是如何工作？
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，它轻量级、高效且易于实现。这使得它适用范围非常广泛，从石油管道带宽监控到电池能效监控，自1999年诞生以来，已经成为工业领域广泛应用的一种技术解决方案。
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。一些客户端通过订阅特定主题，如温度值，而其他客户端作为发布者向代理发送数据，然后代理将此消息发送给所有订阅该主题的客户端。这种拓扑结构允许发布者与订阅者的解耦，只需建立少量连接即可完成数据传输。
MQTT主要特点：
主题
每条消息都包含一个主题，这是过滤消息和依据进行订阅的一个基础元素。主题可以有多个层级，每个层级用斜杠分隔，可以包含占位符以便灵活匹配。
服务质量
MQTT通过服务质量等级来确保消息可靠传输，如QoS 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，但需要更多确认措施。
会话感知
MQTT提供保持连接机制及遗嘱消息功能，以确保代理与客户端之间稳定的连接。此外，当建立持久会话时，代理会存储未被接收到的信息直到接受方准备好接收。
持久会话
当两边建立了持久会话时，代理会存储信息直到对方准备好接收，这对于不稳定网络环境下的实时数据传递尤其有用。
关于实时性能，在无延迟的情况下理论上能够实现近乎实时响应，不论是在快速处理大量数据还是在低功耗需求较高的情况下，都能满足这些需求。而且自从5版本起，它引入了更严格的安全机制，如用户名密码认证及令牌传输，以增强通信安全性。
最后，由于其简单、高效以及对资源消耗极小，使得它在车联网、大型工业设备网络，无人机控制等领域表现出色，是一种具有极大适应性的通讯协议。