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协议轻量级、高效且开放，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，并在2014年成为正式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、开销减少以及网络流量受限环境中。此外，其基本工作原理涉及到客户端（包括发布者和订阅者）连接到代理。一旦连接后，一些客户端通过订阅特定主题发送数据，而代理则负责将此信息发送给所有符合条件的人员。这一拓扑结构最大的优势在于解耦了发布者与订阅者的关系，使得每个部分只需处理与它们直接相关的事务而不需要建立大量额外链接。

主要特点

1：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及其有效载荷，以及头部信息。这些头部信息会被代理用来过滤消息并帮助有权访问该资源的人员进行订阅。

2：服务质量

为了确保消息能够成功传达并减少丢失或重复的情况,MQTT 使用了服务质量等级(QoS)，其中 QoS 等级包括 0（至多一次）、1（至少一次）以及 2（仅一次）。QoS 等级 2 提供了最高层次保障，但这通常意味着更多确认步骤必须完成，以确保完整性的实现。

3：会话感知

为了维持稳定的连接状态,MQTT 允许保持持续连线以及“遗嘱”功能。在保持持续连线时，如果某个用户断开，他们可以通过设定遗嘱来通知其他用户他们已离线，从而避免因为未能接收更新而造成混淆。

4：持久会话

当设置持久会话时，对方服务器即使没有立即响应，也可以存储这些请求直到对方准备好回复。这对于那些可能经常出现断网情况的地方特别有用，因为这样就保证了无论何时都不会错过任何新信息。

实时性能分析：

由于其高效率，在物联网领域使用 MQTT 可以提供快速响应并近乎实时数据处理能力。但要注意的是，只有当发布者与代理保持活跃状态，并且所有参与方都是同步运行的时候，这种高效才能够实现。如果发生延迟或故障，那么这种速度就会受到影响。

安全措施：

从起始阶段，即建立连接开始，就内置了一套身份验证机制，如用户名密码认证。而从 MQTT5 开始，还引入了一系列更严格安全措施，如令牌认证方式，以进一步增强整个系统安全性的防护层面。

最后，该文章讨论了 MQTT 在车辆间网(VAN)、军事应用、中型行业控制系统及无人驾驶飞行器等多种场景中的运用。这表明这个轻量级、高效且灵活工具已经成为了许多需要简单却功能丰富解决方案的地方不可或缺的一环，不仅展示出他的高度适应能力，同时也显示出了他面对挑战所展现出的强韧精神。在自动化领域追求完善解决方案一直是倍加福公司致力于做的事情，它们不断地开发前瞻技术，为迎接即将到来的第四次工业革命铺平道路。在自动化世界里，无论是什么样的挑战，都希望找到最佳途径去克服它们！