如何利用传感器的力量解开IIoT之谜探索MQTT通信协议的奥秘
在工业4.0、物联网（IIoT）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。设备之间将实现无缝互联，通过数据交换构建智能网络。为构建这一网络，设备必须具备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。此外，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等四种基于TCP的通信协议。本文将重点探讨MQTT通信协议，它是如何为智能网络提供强大支持，以及它适用于哪些不同应用场景。
什么是MQTT？它又是如何工作？
MQTT是一种基于发布/订阅范式的消息传输协议，是ISO标准的一部分。这项技术由于其轻量级、高效且易于实现，而广受欢迎。
自1999年问世以来，MQTT已被用于石油管道带宽监控以及电池能效监控。在2013年，由IBM提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式的OASIS标准。其普及得益于在工业领域广泛应用，尤其是在对代码精简和开销减少要求较高的地方。
MQTT 的基本工作原理如下：客户端（包括发布者和订阅者）连接到代理。一旦连接后，一些客户端可以通过订阅一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，然后代理再将这些消息发送给所有已订阅该主题的客户端。这一拓扑结构的一个显著优势就是解耦了发布者和订阅者，无需建立大量直接连接。
MQTT 的主要特点
主题：每条消息都包含一个主题，这个主题用作过滤信息并作为依据进行订阅。
服务质量：MQTT 使用服务质量等级来确保消息传输的可靠性。
会话感知：为了保持连接稳定， MQTT 提供多种机制，比如保持连接消息以及遗嘱消息。
持久会话：当建立持久会话时，代理会存储信息直到接收方准备好接收，这对于不稳定网络环境尤为有用。
MQTT 的实时性能如何？
尽管轻量级，但 MQTT 仍然能够提供出色的实时性能。在没有延迟的情况下，将近乎即时地响应快速数据处理需求，同时保持高效低功耗设计使之非常适合资源有限的情境中使用。
如何保证 MQTT 通信安全？
从初始连接开始就提供了用户名密码身份验证，并引入了令牌传输以及质询响应认证等额外安全措施以增强通信安全性。随着版本升级，如 MQTT 5，还进一步提升了通信安全层次，使得该协议更加受到信任并被更广泛采用。
MQQQ 适用的场景有哪些？
由于其简单紧凑而且适合于各种需要低功耗、高效率解决方案的情境，所以 MQTT 在车联网、大型传感器网路或任何需要快速响应能力但同时又要节省内存资源的情境中表现卓越。此外，在军事控制系统或者无人机飞行控制中的应用也十分广泛展示了它强大的适应力与实用性的可能性。