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，设备必需具备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，它通过ISO标准得到了认可。这种轻量级且简单易于实现的事实使其适用范围非常广泛，从1999年诞生以来，它已经成为了石油管道带宽和电池能效监控问题的一个技术解决方案。在2013年，由IBM提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式OASIS标准。

MQTT作为一种工业领域广泛应用的一种通信协议，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。一旦某个 MQTT客户端（发布者）向代理发送了数据，那么这个代理就会将这条信息转发给所有已对该主题进行订阅的心跳检测器，这样就避免了复杂而耗费资源的大量点对点连接。这一拓扑结构允许发布者和订阅者的解耦，使得整个系统更加灵活高效。

MQTT 主要特性

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。这些主题被用作过滤消息以及由谁进行订阅来确定依据。

2: 服务质量

通过服务质量等级来确保消息传输过程中的可靠程度，如QoS 0至多一次,QoS 1至少一次及QoS 2仅一次，其中QoS 2提供了更高级别但需要更多确认机制。

3: 会话感知

提供多种机制以确保代理与发布者/订阅者的连接稳定，如保持会话状态或遗嘱信息，以便通知其他客户端当客户端离线时。

4: 持久会话

持久会话意味着存储那些未被消费掉或确认接受到的数据，即使网络环境不稳定也不会丢失任何重要信息，这对于保障实时性的要求尤其有益。

关于实时性能方面，尽管理论上可以实现近乎无延迟，但实际情况可能受到许多因素影响，比如处理速度、网络状况等。此外，在安全方面,MQTT自初始化阶段起就提供身份验证机制，并且从版本5开始引入了一些额外安全措施，如令牌传输保护，从而增强了总体安全性能。

最后，无论是在车辆管理系统中收集来自众多传感器的地理位置数据还是在军事情报分析中快速响应事件，或是在制造业内大量生产线上监控温度变化，或者是控制无人机飞行路径，都可以利用Mqtt在低功耗、高效率的情况下完成任务，因为Mqtt适用于各种需要简洁紧凑解决方案的情境，是当前物联网行业内最受欢迎的一种选择之一。而倍加福作为德国曼海姆的一个公司，不断致力于研发创新技术，为全球工厂自动化市场贡献自己的力量，同时也推动前瞻技术研究，为即将到来的工业4.0时代做好准备。