智能传感器的觉醒解锁IIoT潜力深入理解MQTT通信协议之旅

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，由IBM提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式OASIS标准。这一普及得益于其在工业领域广泛应用尤其是在对代码精简、开销减少以及网络流量受限环境中的表现。

MQTT 的基本工作原理如下图所示： MQTT 客户端（包括发布者和订阅者）连接到 MQTT 代理。一旦客户端通过订阅特定主题，如温度值，它们就可以从代理接收数据。此拓扑结构显著优势在于发布者与订阅者的解耦，这样代理只需负责将数据从一端传输到另一端，而无需建立大量连接。

MQTT 主要特性

1：主题

每条消息都包含一个主题和有效载荷，以及头部信息。这些被用作过滤消息并由订阅者进行依据。

2：服务质量

通过服务质量等级来确保消息可靠传输，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

提供多种机制来保证代理与发布者/订阅者的连接稳定，如保持连接消息或遗嘱消息。

4：持久会话

当建立持久会话时，代理存储所有未发送或未接收到的全部信息，以便子线程准备好接收它们时再次发送，从而确保了可靠传递。

MQTT 实时性能如何？

由于其轻量级设计，使得 MQTT 能够提供出色的实时性能，即使是在资源有限的情况下也能快速处理大量数据流。

关于安全措施，

除了身份验证之外，还引入了如质询响应认证等额外安全机制以增强通信安全性的层面，从而保护敏感信息不受侵害，同时保持低延迟响应需求满足高效率生产过程中所需快速处理能力要求。

QQMT 适用于哪些应用场景？

因其简单、高效且紧凑，它适合任何需要简单解决方案的地方，无论是从多个传感器采集数据还是向大量同类型传感器发送指令，或是在低功耗内存需求极低环境下使用，都能发挥作用。在车联网、军事控制系统、大型工业设备网络甚至无人飞行器控制等多个领域都有着广泛应用展现了其灵活适应能力与实用价值。

关于倍加福，

倍加福位于德国曼海姆总部，以不断研发创新技术为全球工厂自动化及过程行业客户提供丰富产品，为自动化行业既承担历史责任又迎接未来挑战，不断推进前瞻技术开发，为迎来即将到来的工业4.0时代铺平道路致力于完善解决方案作为目标！