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，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ISO 标准(ISO/IEC PRF 20922)下基于发布/订阅范式的消息协议。MQTT协议轻量、简单、开放和易于实现，这些特点使它适用范围非常广泛。

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技术解决方案。2013年，IBM将其提交给OASIS规范委员会，随后在2014年成为正式的OASIS标准。

MQTT 的普及得益于其在工业领域广泛应用尤其是在对代码精简开销减少并且网络流量受限环境中。其基本工作原理如下图所示： MQTT 客户端（包括发布者和订阅者）连接到 MQTT 代理。一旦客户端通过订阅一个特定主题，如温度值，就可以向代理发送数据，然后代理会将此消息发送到所有订阅了该主题客户端。这一拓扑结构最大的优势在于发布者与订阅者的解耦，只需要建立一次连接即可进行多次数据传输，不需大量重复建立连接。

MQTT 的主要特点

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。在这个基础元素中，每个层级用斜杠“/”分隔，而且结构区分大小写。此外，还可以使用“+”或“#”占位符来表示单个或多层级占位符。

2：服务质量

通过服务质量等级来确保消息传输时对延迟敏感的情况下的可靠度。QoS 等级包括0（至多一次）、1（至少一次）和2（仅一次），其中 QoS 2 提供高级别服务质量，但需要更多确认过程以保证实施措施顺利完成。

3：会话感知

提供多种机制来保持代理与发布者/订阅者的稳定连接，比如保持活跃状态，并有可能设置遗嘱信息，以便当客户端离线时通知其他客户端，即使没有实际接收到这些通知也能够被认为是一种形式上的联系维持方式。

4：持久会话

当两方建立了持久会话时，将存储这些未被读取或响应到的消息直至对方准备好接收，从而确保无论网络状况如何，都能保证信息的一致性的传递，有助于弥补因网络不稳定造成的问题影响力范围内实时处理需求得到满足程度上最大化利用资源。

关于 MQTT 实时性能：

理论上，在没有延迟且持续保持活跃状态的情况下，可以实现近乎实时响应速度，对快速处理大量数据具有很好的适应能力。

关于安全：

从初始化开始就涉及用户名密码验证，并且自 MQQQ5 起引入了令牌认证以及质询响应认证等新安全机制，为提高整个通信过程中的安全性做出了努力。

适用场景：

由于其轻量、高效特色，使之特别适合那些需要简单紧凑解决方案的地方，无论是从许多传感器收集数据还是向数量庞大的同类型传感器发送指令，或是在低功耗内存需求极低条件下运行，它都表现出色。在车联网军事行业自动控制无人飞行器等众多领域发挥作用显示出强大的灵活性。

总结一下倍加福公司背景：

倍加福位于德国曼海姆总部，是全球各地工厂自动化生产流程行业产品供应商，他们致力于推进创新技术研究开发，同时不断研发面向未来的应用以迎接即将到来的工业4.0挑战，为他们目标提供建议路径。

完善解决方案就是我们的追求！