传感器之谜揭秘IIoT中MQTT通信的奥秘
在工业4.0和物联网（IIoT）的浪潮推动下，我们正迈向一个全新的智能化未来。设备间的无缝连接将实现数据的自由流通，每个节点都将成为信息交换的中心点。构建这一智能网络，关键在于具备IIoT必需的特性：标准化、可扩展性、与IT和OT系统的兼容性，以及互操作性。此外，确保通信安全性的重要性也日益凸显。
倍加福公司支持多种基于TCP协议的通信方式，如MQTT、OPC UA、AMQP以及REST API。本篇内容中，我们将深入探讨MQTT通信协议及其如何为智能网络提供强大的支持，并适用于哪些不同的应用场景。
什么是MQTT？
它又是如何工作？
MQTT，全称消息队列遥测传输，是一项基于发布/订阅范式的消息协议。这项技术以其轻量级、高效率而广受欢迎，其简洁易用使其适应了各种复杂环境。
自1999年诞生以来，MQTT逐渐成为了解决石油管道带宽和电池能效监控问题的一种技术手段。在2013年，由IBM提交给OASIS规范委员会，最终在2014年成为正式标准之一。随着时间的推移，MQTT得到了越来越广泛地应用于工业领域，这主要归功于其精简代码、高效率以及对资源有限环境下的优异表现。
通过图示我们可以更直观地了解到 MQTT客户端（包括发布者和订阅者）如何连接到代理并通过主题进行信息交换。这一设计模式提供了明显优势，即发布者与订阅者的解耦，使得数据能够高效地从一个节点传递至另一个节点，无需建立大量冗余连接。
主要特点
主题 - 每条消息包含主题和有效载荷，以及头部信息。
服务质量(QoS) - 通过QoS等级确保消息可靠传输。
会话感知 - 提供多种机制保持代理与客户端之间稳定连接。
持久会话 - 当代理与订阅者建立持久会话时，它们存储消息直至准备好接收。
实时性能
虽然理论上可以实现近乎实时响应，但实际情况可能受到网络状况影响。然而，在保持活跃连接的情况下，MQTT仍然表现出色的实时性能，为快速数据处理提供了坚实基础。
安全措施
从初始连接开始,MQTT就提供了用户名和密码验证机制。而自版本5起，更增强了安全功能，如令牌传输认证及质询响应认证，以提高整体安全水平。
适用场景
由于其简单高效,MQTT被广泛应用于车联网、军事控制系统、工业自动化设备以及无人机控制等多个领域，不论是在低功耗或内存需求极低的情况下，都能发挥最佳作用。这使得它成为了物联网时代不可或缺的一部分。