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（ISO/IEC PRF 20922）得到了规范。这项技术自1999年诞生以来，就因其轻量级、高效率以及对代码精简、开销减少和网络流量受限环境中的适用性能而广泛应用于石油管道带宽监控及电池能效监控领域。

IBM在2013年将其提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式OASIS标准的一部分，这标志着MQTT进入了国际标准化组织中。

MQTT以其灵活性的广泛应用，在工业领域得到了普及。在这些环境中，对代码精简、开销减少并且能够应对网络流量限制的情境下的性能表现尤为突出。这种发布-订阅模型使得每个客户端都可以独立地接收到所需信息，而无需维护大量直接连接。此外，这种设计还允许更高效地处理大量数据流，以满足快速响应需求。

主要特点

1：主题

每条信息都会包含一个主题名作为过滤器，让代理能够根据这个规则筛选信息，并让订阅者选择它们感兴趣的话题进行跟踪。此外，还有层级结构，如“home/sensor1/data/temperature”，每一层使用斜杠分隔，并且大小写敏感。如果需要，可以使用占位符来定义更复杂的情况，比如“home/sensor1/#”来接收所有该sensor发送到的数据。

2：服务质量

为了确保消息传递过程中的可靠度，MQTT提供了三种服务质量等级：至少一次(QoS 0)、最多一次(QoS 1)以及仅一次(QoS 2)，其中QoS 2要求更多确认机制以保证数据完整性。

3：会话保持

为了保持连续性的稳定状态，当客户端与代理建立连接时，它们会定期发送心跳信号以验证连接有效。当客户端离线时，如果有遗嘱消息设置，那么即使没有任何进一步交互，该通知也能被其他客户端获取到，从而保持实时沟通状态。

4：持久会话

当双方建立持久会话后，即便服务器或终端断线，一旦恢复就会重新开始从上次截止的地方继续传送未读取过的人员更新，这对于不稳定的网络条件来说极为有用，因为它保证了即使有一段时间没有接触，也不会错过任何重要信息，有助于实现持续流畅运行状态。

5: 实时能力

由于 MQTT 的设计考虑了轻量级和高效率，它在物联网通信领域展现出了卓越实时性能。在 publish 和 subscribe 之间几乎没有延迟，而且如果 subscriber 与 proxy 保持活跃连接，则理论上可以实现近乎无延迟响应，以满足快速处理数据需求。

6: 安全功能

从最初建立起就包含用户名密码身份验证机制，同时自 MQTT V5 起增加了令牌传输功能，更进一步提升了安全措施。而且引入了一些额外保护措施，如质询响应认证，使得整个通信过程更加牢固。

适用场景

除了车联网军事工程之外， MQTT 还非常适合那些需要简单紧凑解决方案但又要承担低功耗低内存需求环境的大型项目，无论是在从数十个传感器那里收集数据还是向同类数量庞大的设备发放指令，都展示出 MQQT 在 IIoT 中不可或缺的地位及其强劲适用范围。

关于倍加福

倍加福总部设在德国曼海姆，是一家致力于开发创新技术并为全球工厂自动化及进程行业用户提供丰富产品解决方案公司。这家企业不仅致力于提高当前生产模式，但也积极参与面向未来的技术研发，为迎接即将到来的第四代工业挑战做准备。

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