揭秘传感器工作原理及应用如何解锁IIoT潜力深入探索MQTT通信协议的神奇世界
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)是一种基于发布/订阅范式的消息协议，它以其轻量级、高效率和易于实现而广受欢迎。这使得它成为适用范围非常广泛的一种技术解决方案。
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的技术解决方案。2013年，它被提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式的OASIS标准。这一成果得益于其在工业领域广泛应用尤其是在对代码精简、开销减少以及网络流量受限环境中。
MQTT 的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。一旦建立了连接，一些客户端可以通过订阅某个特定的主题来接收数据，如温度值。而其他客户端则向代理发送数据，然后代理会将这些信息转发到所有已订阅该主题的人员或系统。这一拓扑结构最大的优势在于发布者与订阅者的解耦，使得它们不需要直接相互联系，只需通过中央枢纽即可完成任务。
MQTT 主要特点
1：主题
每条消息都包含一个主题，这是一个基础元素，也是过滤消息以及由用户订阅依据。
2：服务质量
为了确保消息传递过程中的可靠性，MQTT使用服务质量等级(QoS)，这有三个等级，其中QoS 2提供最高级别服务，但要求更多确认机制。
3：会话感知
为了保持稳定性的连接，该协议还提供了多种机制，比如保持活跃状态，以便通知其他人当某个人离线时。
4：持久会话
如果代理与客户端之间建立了持久会话，那么代理就存储这些信息直到他们准备好接受，这对于不稳定的网络环境尤为重要，因为这样可以保证信息不会丢失或者重复出现。
关于 MQTT 实时性能：
尽管 MQTT 是一种轻量级且高效率的地方，但理论上能够实现实时响应并无延迟。在没有延迟的情况下，将近乎实时地处理大量数据，而这正是 IoT 需求的一个关键方面。
关于 MQTT 安全：
从启动阶段开始,MQTT 提供身份验证机制，如用户名密码认证。此外，从版本5开始，还引入了一系列额外安全措施，如令牌传输模式，以增强整个通信链路上的安全性能，为敏感信息保护打下坚实基础。
最后，在车联网、军事应用、大型工业设施及无人驾驶飞行器控制等多个领域，都有着广泛且深远的地位证明了这一点。