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/订阅范式的轻量级消息传输协议，它以其简单、高效且易于实现而广受欢迎。这使得它成为一种理想选择，不仅适用于对代码精简要求严格的情况，也适合于资源有限但需要实时数据传输能力的地方。

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种技术解决方案，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，这标志着 MQTT 的普及步伐加快。

MQTT 的工作原理——典型应用

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和有效载荷，以及头部信息。每个层级用斜杠“/”分隔，而且主题结构区分大小写。此外，还可以使用占位符，如“+”表示单个层级或多层级占位符，如“home/+/data/temperature”。

服务质量

通过服务质量等级来确保消息可靠传输。QoS 等级包括0（至多一次）、1（至少一次）以及2（仅一次），其中 QoS 2 提供高服务质量，但需要更多确认机制和实施措施。

会话感知

为了保持代理与发布者/订阅者的连接稳定，提供了多种机制，如保持连接消息以及遗嘱消息，以便在客户端离线时通知其他客户端。

持久会话

当代理与订阅者建立了持久会话时，将存储所有未接收到确认的心跳包，然后再发送给正确的人群，这一特性对于网络环境不稳定的情况尤其有用，有助于保证数据完整性的传递。

如何评估 MQTT 的实时性能？

理论上，在没有延迟的情况下，当发布者与代理间无需大量处理时间，而订阅者保持活跃连接状态时，可以实现近乎即刻响应并减少数据处理延迟，从而满足快速数据处理需求。

关于 MQTT 安全性的讨论：

从连接初始化阶段开始就提供用户名密码身份验证，并且自 MQTT 5 开始引入令牌认证，同时还有质询响应认证等额外安全机制，为提高通信安全性奠定基础。

探索 MQQQ 适用的场景：

尽管应用场景广泛，但特别适合那些需要简单紧凑解决方案的情境，无论是在从众多传感器收集数据还是向大量同类设备发送信息，或是在低功耗内存需求极低的情况下，都能发挥出色。在车联网军事工业控制无人机控制等领域展示了其强大的适应力及实用价值。

关于倍加福：

倍加福以德国曼海姆为总部，其持续不断对创新技术研发，是全球工厂自动化过程行业客户所信赖之选，为面临挑战的大规模工业革命铺平道路，同时致力于促进新兴技术成果转化，以帮助企业逐步过渡到 Industry 4.0 时代。

完善解决方案—我们的目标！