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。

什么是传感器？

它们如何工作？

传感器作为IIoT领域中的核心组件，它们能够捕捉环境中的物理量并转换成电信号或其他形式，以便于后续处理。这一过程涉及到多种技术，如光学、机械、高频电磁波等，并且每种类型都有其独特之处。

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得以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和网络流量受限环境中。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某个主题，比如“温度值”，然后客户端（发布者）向代理发送数据，而代理则负责将这些消息发送给所有订阅该主题的人员，无需建立大量直接连接，从而实现了发布者与订阅者的解耦。

主题

主题是 MQTT 协议中的基础元素，每条消息包含一个主题以及有效载荷以及头部信息。

服务质量

MQTT 提供了三种服务质量等级，即 QoS 等级，这些保证了消息传输的一致性。

会话感知

当代理与客户端之间建立持久会话时，可以存储未被确认收到的消息，以确保即使网络不稳定，也能保证信息完整性的传递。

持久会话

持久会话允许代理存储待发消息直至接收方准备好接受，从而增强了实时性能并减少延迟时间。

关于 MQTT 的实时性能：

虽然理论上可以实现无延迟，但实际情况可能因具体应用而异。在保持活跃连接的情况下，可以获得近乎实时响应速度满足快速数据处理需求。

关于 MQTT 的安全性：

从连接初始化阶段开始就提供用户名密码身份验证机制，同时引入质询响应认证等额外措施提高了安全层次。此外 MQQQ5 引入令牌传输进一步增强了安全功能，使得用户账户更加保护，对抗潜在攻击风险更有力度。

适用于哪些应用场景？

MQTT 适合各种需要简单高效解决方案的地方，无论是在多个传感器间收集数据还是向许多同类设备发送指令，或是在资源有限但功耗低下的环境下，都能表现出色。而且它已经被广泛地运用到了车联网军事活动甚至无人机控制领域，这展示了一定的灵活性及适用范围广泛之处。