人物解锁IIoT潜力深入探究MQTT通信协议与传感器原理及应用
在工业4.0、物联网（IIoT）和智能工厂等前沿领域的推动下，我们正迈向一个全新的自动化未来。设备间将实现无缝连接，通过交换数据进行通信，为构建智能网络提供关键支持。为了确保安全性和互操作性，通信协议的选择至关重要。在这个过程中，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。本篇文章将深入探讨MQTT通信协议及其在不同应用场景中的适用性。
什么是MQTT？
它是如何工作？
MQTT，全称为消息队列遥测传输，是ISO标准（ISO/IEC PRF 20922）下的基于发布/订阅范式的消息协议。由于其轻量级、简单、高效且易于实现，MQTT广泛应用于对代码精简、开销减少和网络流量受限环境中的场景。
自1999年诞生以来，MQTT最初用于石油管道带宽监控问题，并逐渐演变成解决电池能效监控问题的一种技术方案。在2013年，由IBM提交给OASIS规范委员会，在2014年成为正式的OASIS标准。这种普及得益于其在工业领域广泛应用尤其是在对代码精简与网络流量受限情况下的优势。
MQTT客户端（包括发布者与订阅者）连接到代理后，它们可以通过订阅特定主题来接收数据，如温度值。当客户端作为发布者发送数据时，该代理会将这些信息发送给所有已订阅该主题的人员。这一拓扑结构允许解耦，使得代理只需负责从一方传递到另一方，而不必建立大量连接，这使得系统更加高效。
主要特性
主题
每条消息都包含一个主题名以及有效载荷，以及头部信息。
主题是过滤消息并依据此进行订阅的一个基础元素。
可以有多个层级，如“home/sensor1/identification”或“home/sensor1/data/temperature”。
服务质量
QoS等级：0(至多一次)、1(至少一次)或2(仅一次)
QoS2提供了更高级别的服务质量，但需要更多确认措施
会话感知
保持连接消息：客户端定期发送保持连接，以确认有效性的连续性。
遗嘱消息：当客户端离线时通知其他客户端
持久会话
当代理与订阅者之间建立了持久会话时，将存储未被消费掉的信息直到准备好被消费。
实时性能
理论上能够实现近乎实时响应，无延迟，从而满足快速处理需求，但实际性能还取决于具体使用情况。
安全性
自初始化阶段起就提供用户名密码身份验证机制，并引入如质询响应认证等额外安全机制增强安全性能。
适用场景
适合需要简单紧凑解决方案的情况，比如从多个传感器收集数据，或向大量同类型传感器发送信息；特别适用于低功耗内存需求较小环境。此外，还有车联网军事工业设备网络无人机控制等众多领域都是它展示出色的地方。
关于倍加福：
倍加福位于德国曼海姆，以持续研发创新技术为全球工厂自动化和过程行业用户提供丰富产品，同时致力于自动化行业中既传统又面向未来的应用开发，为迎接即将来临工业4.0挑战铺平道路。