在工业4.0、物联网（IIoT）以及智能工厂和设备的前沿概念推动下，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，每个节点相互连接，交换数据，为构建智能网络，设备需要具备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。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四种基于TCP通信协议。本期内容中，我们将首先探索MQTT通信协议，了解它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。这款轻量级、高效且开放源代码的技术，使其适用范围极为广泛，从1999年诞生以来，它已经成为石油管道带宽和电池能效监控等领域不可或缺的解决方案之一。

MQTT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的表现。基本工作原理如下图所示：客户端（包括发布者和订阅者）连接到代理。一旦某个客户端订阅了特定主题，比如温度值，那么当另一个客户端作为发布者向代理发送数据时，这条消息就会被发送给所有已订阅该主题的客户端。在这种拓扑结构中，代理只负责将数据从一方传输到另一方，无需建立大量连接，这样就实现了发布者的解耦与订阅者的解耦。

MQTT 主要特性

1：主题

每条消息都包含一个主题和有效载荷，以及头部信息。这个主题是代理用来过滤消息以及消费者订阅依据。

2：服务质量

通过服务质量等级来确保消息传输可靠性。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，但要求更多确认机制。

3：会话感知

通过保持连接状态来保证稳定性的机制，如定期发送保持活跃信号。此外，当初次连接时，可设置“遗嘱”以通知其他用户在自己离线时。

4：持久会话

当建立持久会话后，对方会存储未读信息直到收件人准备好接收，以此保证即使在不稳定的网络条件下也能保证信息传递完整无损。

关于实时性能：

理论上，在没有延迟的情况下，即便有延迟，也能够实现近乎实时响应满足快速处理需求。

关于安全：

自初始化阶段起就提供用户名密码身份验证，同时引入质询响应认证等额外安全措施增强了通信安全性。

适用的场景：

广泛应用于车联网、军事技术、新型工业设备控制系统及无人驾驶飞行器控制等领域，其中最显著之处就在于简单紧凑设计，不仅适合从众多传感器收集数据，还能高效地向大量同类型传感器发送指令，或是在低功耗内存需求极低的情境下发挥作用。

关于倍加福：

倍加福总部位于德国曼海姆，是全球工厂自动化与过程行业领先供应商，其持续研发创新技术，不断推进自动化行业面临挑战，为迎接即将到来的工业4.0时代做好了充分准备。而我们的目标就是为这一世界提供完善而创新的人类解决方案！