触发智能革命解锁IIoT潜力深度探究MQTT通信协议与传感器应用领域的无限可能

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。这种轻量级、高效且易于实现的地理信息系统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一种技术解决方案。在2013年IBM将其提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式OASIS标准。此后，它在工业领域得到了广泛应用，如对代码精简、开销减少以及对网络流量受限环境中的使用情况。

MQTT客户端通过与代理建立连接，将数据发送到代理，然后代理再将这些消息发送给所有订阅了该主题的客户端。这一结构允许发布者与订阅者的解耦，使得每个节点只需保持与代理的一个单一连接即可完成数据交换，从而显著降低了资源消耗。

MQTT主要特征

1：主题

每条消息都包含一个主题，这是一个基础元素，是过滤消息并让订阅者确定它们感兴趣的是依据。

2：服务质量

通过服务质量等级来确保消息传输可靠性的QoS等级包括0（至多一次）、1（至少一次）和2（仅一次），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

为了保证连接稳定，提供多种机制如保持连接消息，以确认有效连线。此外，为离线时通知其他客户端设置“遗嘱信息”。

4：持久会话

当建立持久会话时，对方存储直到准备好接收，当网络不稳定的情况下尤其有用以保证信息传递。

实时性能方面，

理论上可以实现近乎实时响应，在保持活跃状态的情况下，无延迟地进行发布或接收操作满足快速处理需求。

关于安全，

从初始化阶段开始就采用用户名密码身份验证，同时引入质询响应认证等额外安全措施增强通信安全度，从而保护敏感信息不被未授权访问或篡改。

适用于哪些应用场景？

由于简单紧凑且能承受低内存环境下的要求，因此特别适合于从多个传感器收集数据，或向大量同类型传感器发送信息的情境。在车联网军事行业及无人机控制等领域也表现出色展示了其广泛适用性及灵活性的能力，不论是在过去还是今后的发展方向中，都充分体现出 MQTT 的优势所在。