超越极限揭秘IIoT之神MQTT通信协议与传感器分类的无尽奥秘

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，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，它轻量级、高效且易于实现，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技术解决方案。在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。

MQTT普及得益于其在工业领域广泛应用尤其是在对代码精简、开销减少和网络流量受限环境中的应用。基本工作原理如下图所示：客户端（包括发布者和订阅者）连接到代理。一旦客户端通过订阅一个特定主题，如温度值，那么当代理接收到此类数据时，它会发送这些信息给所有已订阅该主题的人或系统。这一结构之所以高效，是因为发布者与订阅者的解耦，使得代理能够仅仅传输数据，而不需要建立大量额外连接。

MQTT 的主要特征

1：主题

每条消息都包含一个主题以及头部信息。这个主题是为了过滤消息而存在，也是代理用来区分不同类型数据并进行管理的一种方式。

2：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提供了高服务质量，但需要更多确认措施。

3：会话感知

保持连接机制以保证稳定连接。此外，当初次建立联系时，将“遗嘱”信息留给对方，以便对方知道你的离线状态。

4：持久会话

当持续保持会话时，即使你离开也可以继续收到新信息。这对于不稳定的网络来说非常有用，因为它确保了即使出现中断也不会丢失任何重要信息。

5:实时性能

理论上，在无延迟的情况下，可以实现近乎实时响应满足快速处理需求。

6:安全性

身份验证从初始化开始并使用用户名密码认证，同时引入额外安全措施增强了通信安全性。

MQTT适用于哪些应用场景？

由于其简单、高效且紧凑设计，使得它在车联网、中军事应用、大型工业控制系统甚至低功耗环境中发挥作用，无论是在单个传感器或者向许多相同类型传感器发送信息的地方，都能表现出色。而随着越来越多行业采用这种技术，其适应能力被证明是不容忽视的事实之一，因此我们相信这将是一个革命性的改变，对未来的自动化世界产生深远影响！

关于倍加福—未来自动化驱动力与创新者：

作为德国曼海姆总部公司，一直致力于研发新技术，为全球工厂自动化及过程行业客户提供丰富产品，让我们共同迎接即将到来的工业 4.0 挑战！