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、高效以及易于实现，它广泛应用于各种环境。

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一项技术解决方案而闻名。在2013年，由IBM提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式OASIS标准。

MQTT在工业领域得到了广泛应用，这主要归功于其代码简洁、开销减少以及适应对网络流量受限环境需求。其基本工作原理如图所示：客户端（包括发布者和订阅者）通过代理进行连接。一旦有客户端选择订阅特定的主题，就可以接收来自其他客户端发送到该主题上的所有信息。这一拓扑结构最大的优势就是解耦了发布者与订阅者的关系，使得代理只需负责将数据从一方传送至另一方，而无需建立大量连接。

MQTT 的核心特点

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。在这个过程中，不同层次使用斜杠“/”分隔开，如“home/sensor1/data/temperature”。此外，还可以使用占位符来使这些结构更加灵活，如“home/sensor1/#”。

服务质量

通过服务质量等级来确保消息传递的一致性。QoS 等级包括0（至多一次）、1（至少一次）及2（仅一次），其中QoS 2 提供最高水平服务质量，但需要更多确认机制及实施措施。

会话感知

为了保持稳定连接，一些机制被采用，其中包括保持连接消息，以确认有效性的连续发送。此外，在初始连接时，将会向代理提供遗嘱消息以便离线时通知其他客户端。

持久会话

当代理与某个订阅者建立持久会话后，它们会存储数据直到准备好接收。这对于不稳定网络尤为重要，因为这确保了数据能够被准确地传达出去。

关于实时性能：

尽管具有轻量级且高效率，但是理论上可以实现近乎即刻响应，从而满足快速处理要求的情况下，即使是在延迟较低或实时敏感度高的情况下，也能够表现出色。

安全性能：

自初始化阶段起，MQTT就提供了用户名密码验证功能，并且自版本5开始引入令牌认证，同时增加了质询响应认证等额外安全措施，为整个通信流程增添了一层保护伞。

适用场景：

由于其简单、高效以及资源消耗极小，这种方法非常适合那些需要快速解决方案的地方，无论是从众多传感器那里获取数据还是向大量相同类型的事务发送信息，或是在内存很小并且功耗很低的情境下，都能发挥作用。而车联网、大型军事设施网路控制系统甚至无人驾驶飞行器控制都展示了它强大的适应能力及实用价值

关于倍加福:

倍加福总部位于德国曼海姆，是全球自动化行业创新驱动者的代表之一，他们不断研发新技术以迎合全球各类工厂自动化需求，对面临未来的挑战也做好了充分准备

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