传感器的三大组成部分解锁IIoT潜力深入探索MQTT通信协议之谜
在工业4.0、物联网（IIoT）以及智能工厂和设备的前沿概念推动下，我们正迈向一个全新的自动化未来。设备之间将实现无缝互联，每个节点相互连接，交换数据，为构建智能网络，设备需要具备IIoT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。确保通信安全也是至关重要的。
倍加福支持包括MQTT、OPC UA、AMQP和REST API四种基于TCP通信协议。本期内容中，我们将首先探索MQTT通信协议，了解它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，是ISO标准的一部分。这款轻量级、高效且开放源代码的技术，使其适用范围极为广泛，从1999年诞生以来，它逐渐成为石油管道带宽监控及电池能效管理等领域不可或缺的解决方案。在2013年IBM将其提交给OASIS规范委员会，并于2014年成为正式OASIS标准。
MQTT之所以流行，是因为在工业领域广泛应用尤其是在对代码精简要求较高，同时又要减少开销并限制网络流量的情况下。它基本工作原理如下： MQTT客户端（包括发布者和订阅者）连接到 MQTT代理。一些 MQTT客户端通过订阅特定主题，如“温度值”；而其他客户端则作为发布者，将数据发送给代理，然后代理再转发这些信息给所有已订阅该主题的客户端，这种拓扑结构显示了发布者的解耦与订阅者的优点——即只有代理负责从一方传输到另一方，而不需要建立大量直接连接。
MQTT主要特征
1：主题
每条消息都包含一个主题以及有效载荷，以及头部信息。这个主题是由代理用来过滤消息，也是订阅者的依据。
2：服务质量
通过服务质量等级来确保消息传递可靠性的QoS等级包括0（至多一次）、1（至少一次）和2（仅一次），其中QoS 2提供了更高级别服务质量，但这需要更多确认机制。
3：会话感知
为了保持稳定的连接，MQTT提供多种机制，其中包括保持连接消息，以确认有效性。此外，当初始连接时，还可以指定遗嘱消息，以便离线时通知其他客户端。
4：持久会话
当建立了持久会话，代理会存储未被接收到的信息直到准备好，这对于不稳定的网络环境尤其有帮助，以保证数据传递得以完成。
关于实时性能：
虽然理论上可以实现近乎实时响应，但实际情况可能因各种因素如延迟时间而有所不同。不过，在持续活跃地与代理保持联系的情况下，理论上能够达到很快甚至几乎无延迟地处理数据需求。
安全方面：
自起始就引入了用户名密码验证身份认证机制。而从5版本开始还引入了一些额外安全措施，如令牌传输质询响应认证等，以增强通信安全度。
使用场景：
由于简单且紧凑设计使得Mqtt非常适合那些需要快速简单解决方案的地方，无论是收集来自多个传感器的数据还是向同类型数量众多的设备发送命令，或是在内存消耗极低功耗环境下运作，都能表现出色。例如，在车联网军事应用或工业控制中使用都展示出了强大的适应力及实用价值。在全球范围内倍加福致力于工厂自动化产品研发，不断推进前瞻技术开发，为迎接即将来临工业4.0时代做好准备。