触发IIoT革命解密MQTT协议与传感器的基本概念

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ISO标准（ISO/IEC PRF 20922）下基于发布/订阅范式的消息协议。这种协议因其轻量级、高效且易于实现而广受欢迎。

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解决方案技术一直存在。在2013年，由IBM提交给OASIS规范委员会，在2014年成为正式OASIS标准，这一认可使得该技术更加普及。

MQTT在工业领域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取得了显著成就，其基本工作原理如下图所示：客户端（包括发布者和订阅者）通过代理进行连接，其中一些客户端通过订阅特定主题发送数据，而代理则负责将这些信息从一端传输到另一端，无需建立大量连接。这一拓扑结构最大的优势在于解耦了发布者与订阅者的关系，使得它们可以独立运行而无需直接相互联系。

MQTT主要特点

主题

每条消息都包含一个主题及其有效载荷以及头部信息，该主题对于过滤消息并允许订阅者选择感兴趣的话题至关重要。

服务质量

为了确保消息传递过程中的可靠度,MQTT引入了服务质量等级，从“至多一次”到“仅一次”，其中QoS2提供最高级别服务要求更多确认措施。

会话感知

为了保持稳定的连接机制，客户端会定期发送保持连接消息以确认有效性，并且在离线时通知其他客户端，以此来维持持久会话。

持久会话

当代理与订阅者建立持久会话时，它们能够存储未接收到的信息直到准备好接收，这对于不稳定的网络环境尤为有用保证了消息的一致传递。

实时性的考量：

尽管具有轻量级设计，但由于其高效性能，使之能够迅速处理数据需求，从理论上讲，在没有延迟的情况下，即使是远程或移动设备也能实现实时响应满足快速处理需要的情境中表现出色。

安全性的保障：

自始终立即开始实施身份验证机制，如用户名密码认证，同时最新版本如5号更新增加了额外安全功能，比如令牌传输，以及质询响应认证提高了整个通信链路上的安全水平

适用的场景：

除了从众多传感器获取数据或向同类型数百个接受器发送命令外，对于那些追求简单紧凑解决方案的地方也非常合适。车联网军事装备控制无人飞行器控制等领域均展示出了其强大适应能力和实际效果

关于倍加福公司:

倍加福以德国曼海姆为总部，不断研发创新技术，为全球工厂自动化行业及过程行业客户提供丰富产品集体努力推进新技术开发面对即将来临的大型变革挑战

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