超越极限揭秘IIoT之神MQTT通信协议与传感器尺寸大小表的无尽奇迹

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ISO 标准(ISO/IEC PRF 20922)下基于发布/订阅范式的消息协议。MQTT协议轻量级、高效且开放，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技术解决方案。在2013年IBM提交给OASIS规范委员会，并于2014年成为正式OASIS标准之一。

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并且网络流量受限环境中。基本工作原理如下图所示：客户端通过订阅主题如温度值，然后发送数据到代理后代理会将此消息发送给所有订阅者。这一拓扑结构显著优势在于解耦发布者与订阅者的依赖，只需代理负责将数据从一端传输到另一端，不需要建立大量连接。

MQTT 主要特性

1: 主题

主题是核心元素，每条消息包含一个主题和有效载荷以及头部信息。

2: 服务质量

通过服务质量等级来确保可靠传输。

3: 会话感知

提供多种机制保证连接稳定，如保持连接消息及遗嘱消息。

4: 持久会话

存储未被接收到的消息直到准备好接收方能够获取它们。

实时性能：

理论上实现近乎实时无延迟响应满足快速数据处理需求，在发布者与代理间无延迟情况下，有着杰出的实时性能表现。

安全机制：

从初始化阶段起身份验证机制已存在，并引入了额外安全措施增强通信安全，如质询响应认证，从而保护敏感信息不被滥用或泄露。

适用场景：

无论需要简单紧凑解决方案还是从多个传感器收集数据或向大量同类型传感器发送信息，或是在低功耗内存需求低环境下皆可使用，如车联网军事工业设备网络无人机控制等领域有着广泛应用展现出强大的适应能力和实用价值。

关于倍加福：

倍加福以德国曼海姆总部，以持续不断对创新技术研发为全球工厂自动化过程行业客户提供丰富产品，为自动化行业传统应用面向未来的挑战铺平道路致力于开发前瞻技术迎接即将来临工业4.0挑战。