触发IIoT革命MQTT通信协议与传感器的三大核心解密

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)得到认证。这种轻量级、高效且易于实现的技术使其适用范围非常广泛，从石油管道带宽到电池能效监控，再到今天在工业领域中的广泛应用。

自1999年诞生以来，MQTT作为解决石油管道带宽和电池能效监控问题的一种技术方案而存在。在2013年，由IBM提交给OASIS规范委员会，并于2014年成为正式OASIS标准。这一普及得益于其在工业领域中的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表现出色。

MQTT客户端（包括发布者和订阅者）连接到 MQTT代理后，一些 MQTT客户端通过订阅一个特定的主题，而其他客户端作为发布者向代理发送数据，然后代理会将这些消息发送给所有已订阅该主题的客户端。这一拓扑结构显著优势在于发布者与订阅者的解耦，这样就不需要建立大量直接连接来进行数据传输。

MQTT 主要特点

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。这个主题是代理用来过滤消息并决定是否转发给某个或多个层级占位符，如“home/sensor1/#”可以将sensor1发布所有数据传递给符合条件的小组。

2：服务质量

通过QoS等级如0（至多一次）、1（至少一次）和2（仅一次），确保了消息可靠传输，其中QoS 2提供高级别服务质量，但需要更多确认机制。

3：会话感知

保持连接消息以确认有效性的基础上，还有“遗嘱信息”，即当离线时通知其他用户，这两项机制共同维持了稳定连结。

4：持久会话

存储未接收到的信息直至准备好接收，以此确保了对于不稳定网络环境下的可靠传递能力。

实时性能方面：

理论上，在无延迟的情况下，即便是在较差网络状况下，依然能够实现近乎实时响应，为快速处理需求提供保障。

安全性能方面：

从初始化阶段开始，就提供用户名密码验证机制。此外自5版本起引入令牌传输等额外措施，加强了整个通信过程中的安全防护层次。

适用场景：

由于其简单紧凑特点，无论是从众多传感器采集数据还是向同类型的大量设备发送指令，或是在低功耗内存要求极低的情况下，都能体现出其优异表现。此类应用涵盖车联网军事行业甚至无人机控制等领域，是现代技术发展不可或缺的一环

关于倍加福:

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