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)是一个基于发布/订阅范式ISO标准下的轻量级消息协议，它以其简单、高效且易于实现而广受欢迎，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一项技术解决方案。而2013年IBM将其提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式的OASIS标准。这一普及得益于其在工业领域中的广泛应用，如对代码精简、开销减少以及网络流量受限环境中表现出的优越性能。

MQTT 的基本工作原理如下： MQTT 客户端（包括发布者和订阅者）通过代理进行连接。一旦建立了连接，一些客户端可以通过订阅一个特定的主题来接收来自其他客户端发送到代理上的数据，而无需直接建立大量连接，这样的拓扑结构具有显著优势，即发布者与订阅者的解耦，使得每个节点都能够独立地处理自己的任务，而不需要深入了解其他节点的情况。

MQTTY 的主要特点：

主题

主题是 MQTT 协议中的核心元素，每条消息都包含一个主题名称及其有效载荷，以及头部信息。这些主题被使用作为了过滤器，以便代理能够根据它们来筛选并分发到正确目的地。此外，还有多层次主体结构，可以表示复杂关系。

服务质量

为了确保消息传输过程中的可靠性， MQTT 提供了一系列服务质量等级，从 QoS0（最多一次）到QoS2（仅一次），其中QoS2提供了最高级别的事务确认机制。

会话感知

为了维持稳定的会话状态，与代理保持连续性的机制包括定期发送保持活跃信号，以及设置遗嘱消息以通知断开时发生的情况。

持久会话

当持续存在有效会话时，该协议允许存储未被消费或确认到的信息直至消费者准备好接收，从而保证了即使在不稳定网络条件下也能成功传递数据。

实时性的考量方面，

由于其高效轻量设计，在发布者与代理间没有延迟并且保持着良好的实时响应能力。在满足快速数据处理需求的情境下理论上能够实现近乎实时甚至无延迟响应。

在安全性的考虑方面，

从初始阶段起就提供身份验证功能，如用户名密码认证，同时自版本5开始引入如令牌传输质询响应认证等额外安全措施，以增强整个通信流程之安全程度。

对于哪些应用场景来说？

这款协议因其简单紧凑之故，对那些需要简洁解决方案的地方尤为合适，无论是在从众多传感器收集数据还是向大量同类传感器发送指令，或是在低功耗内存需求极低的情形下，都能充分发挥出色。此外，它还在车联网军事工业设备网络无人机控制等众多领域展现出巨大的潜力与实用价值，是一种高度灵活适应各种情境所需改变策略的手段。