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)是一种基于发布/订阅范式的消息协议，是ISO标准的一部分。这项技术轻量级、高效且易于实现，这些特点使其适用范围非常广泛。

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，而在2014年，它成为了正式OASIS标准的一部分。

MQTT在工业领域得到了广泛应用，不仅因为其简洁高效，而且尤其是在对代码精简、开销减少以及网络流量受限的情况下。这项技术基本工作原理如下图所示： MQTT客户端（包括发布者和订阅者）通过代理进行连接。在这种拓扑结构中，将数据从一端传输到另一端，无需建立大量连接，这极大地提升了性能。

MQTT主要特点

主题

主题是 MQTT 协议中的一个基础元素，每条消息都包含一个主题名及有效载荷，以及头部信息。主题被用作过滤消息并依据此进行订阅。

服务质量

通过服务质量等级来确保消息传输可靠性的QoS等级包括0（至多一次）、1（至少一次）以及2（仅一次），其中QoS 2 提供了较高服务质量，但需要更多确认机制。

会话感知

为了保持稳定的代理与发布者/订阅者间连接，可通过定期发送保持连接消息或遗嘱信息来保证连续性的联系。

持久会话

当代理与订阅者之间建立持久会话时，对方可以存储未接收到的所有已发送但尚未确认接受到的信息，以便待后续恢复时继续处理这些数据，从而保证了即使在不稳定环境下的数据完整性。

实时性能

理论上，在无延迟条件下，可以实现近乎实时响应满足快速数据处理需求。此外，即便存在延迟也能迅速调整以适应实时需求，因为该技术设计考虑了对时间敏感度很高环境下的使用情况，如车辆控制系统或医疗监控系统等场合。

安全措施

从初始化阶段开始就有用户名密码身份验证机制，同时自版本5起引入了一系列额外安全功能，如质询响应认证，以增强整个通信过程中的安全保护力度，为涉及敏感信息交换的情境提供保障。

应用场景

由于简单且紧凑，该技术特别适用于那些需要低功耗、高效率解法的地方，不论是在多个传感器间收集数据还是向同类型传感器广播命令，或是在内存有限资源严重受限的情形下，都能发挥出色表现。在车联网、大型军事装备网络、工业设备管理以及无人飞行器控制方面显示出了巨大的潜力，并展示了其高度灵活性的能力，使之成为全球各行各业不可忽视的一个工具选项之一。