探索IIoT世界MQTT通信协议与自然环境中的传感器分类详解
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ISO 标准(ISO/IEC PRF 20922)下基于发布/订阅范式的消息协议。MQTT协议轻量级且开放，这些特点使其适用范围非常广泛。
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技术解决方案。2013年，IBM将其提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式OASIS标准。
MQTT普及得益于其在工业领域广泛应用，以及对代码精简、开销减少和网络流量受限环境中的适用能力。其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。一旦客户端通过订阅一个主题，如温度值，一旦有相关数据发送到代理，它就会被转发给所有已订阅该主题客户端。这一拓扑结构具有显著优势，即发布者与订阅者的解耦，只需代理负责数据传输，不需要建立大量连接。
MQTT主要特性：
主题
每条消息都包含一个主题以及头部信息。主题是过滤消息并依据之进行订阅的一种基础元素。
服务质量
QoS等级包括0（至多一次）、1（至少一次）和2（仅一次），其中QoS 2提供高级别服务质量，但需要更多确认措施。
会话感知
保持连接消息确保了稳定性的机制。此外，当初始连接时，可设置“遗嘱消息”，以便离线通知其他客户端。
持久会话
当建立持久会话时，对方存储直到准备好接收。在不稳定网络条件下的可靠传递尤为重要。
实时性能分析：
理论上，在无延迟情况下，可以实现近乎实时响应满足快速数据处理需求。但实际表现取决于具体使用场景及配置参数调整。
安全机制介绍：
从初始化阶段起就提供用户名密码身份验证，并引入令牌传输增强安全度；自5版开始，还加入了质询响应认证等额外机制提升安全水平。
关于倍加福公司：
倍加福总部设在德国曼海姆，以持续研发创新技术为核心，为全球工厂自动化及过程行业客户提供产品，与自动化行业发展共进步伐，为迎接即将来临工业4.0挑战铺路建设未来世界自动化基础设施！