如何通过传感器应用实例解锁IIoT潜力详解MQTT通信协议
在工业4.0、物联网（IIoT）和智能工厂的驱动下，我们正迈向一个全新的自动化时代。设备之间将实现无缝连接，每个节点都能相互交换数据，以构建智能网络。为了构建这些网络，设备必须具备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，确保通信安全性的重要性也不可忽视。
倍加福支持包括MQTT、OPC UA、AMQP和REST API等四种基于TCP的通信协议。本期内容中，我们将首先探索MQTT通信协议及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是一个基于发布/订阅范式的消息协议，是ISO标准(ISO/IEC PRF 20922)的一部分。这使得它非常适合广泛的应用场景。
自1999年诞生以来，MQTT被用作石油管道带宽和电池能效监控的问题解决方案。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。
MQTT之所以普及，在很大程度上归功于其在工业领域广泛应用，尤其是在对代码精简、开销减少和网络流量受限环境中的应用中。
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）连接到代理。一旦客户端通过订阅某个特定主题，比如“温度值”，它们就可以从代理接收数据。此拓扑结构的一个显著优势在于发布者与订阅者的解耦，这意味着代理只需要负责传输数据，而不需要建立大量直接连接。
MQTT 的主要特点：
主题
每条消息都包含一个主题、一段有效载荷以及头部信息。这个主题是代理用来过滤消息并让订阅者进行选择依据。
服务质量
通过服务质量等级来确保消息传输可靠，如QoS 0（至多一次）、1（至少一次）或2（仅一次）。
会话感知
保持连接消息以确认有效连接，同时允许发送遗嘱消息以通知其他客户端当客户端离线时。
持久会话
当建立了持久会话时，代理存储已发送但未读取完毕的信息，以便延迟重发该信息，即使后续发生故障也是如此。
关于 MQTT 的实时性能：
尽管理论上能够实现近乎实时响应，但实际情况可能因具体使用场景而异。在保持活跃连接的情况下，可以快速处理大量数据流。但这通常取决于网路条件以及是否有必要进行额外处理步骤，如缓冲区或其他类型的优先级排序算法。
关于 MQTT 安全：
自连初始化阶段起，就提供了用户名密码身份验证机制。此外，从版本5开始，还引入了令牌传输功能，以及质询响应认证等额外安全机制，使得通信更加安全高效。
最后，
MQTT 在车联网军事工业设备网络无人机控制等多个领域都有着广泛且深远影响，其适用范围极为广泛，无论是在低功耗需求或者对内存资源有限的情境下，都能发挥出色，为用户提供一种简单紧凑而高效的手段去管理复杂系统。这一技术不仅帮助我们更好地理解我们的世界，也为未来自动化世界铺平道路。在倍加福，我们致力于推动这一前沿技术，为全球工厂自动化行业贡献力量，让自动化成为我们的世界，让完善解决方案成为了我们的目标！