传感器静态特性探究解读IIoT中的MQTT通信协议之美

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、简单、开放和易于实现，这些特点使它适用范围非常广泛。

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。2013年，IBM将其提交给OASIS规范委员会，随后在2014年成为正式的OASIS标准。

MQTT 的普及得益于其在工业领域的广泛应用，特别是在对代码精简、开销减少和网络流量受限的环境中。其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。一些 MQTT 客户端通过订阅一个特定主题，而其他客户端则发送数据，然后代理会把这条信息转发给所有符合该主题条件下的客户端。这一拓扑结构之所以有优势，是因为发布者与订阅者的解耦，使得它们可以独立运行而不会影响彼此。

MQQQ 主要特性

1：主题

每条消息都包含一个或多个层级，如“home/sensor1/data/temperature”。

使用斜杠“/”分隔每个层级，并且区分大小写。

可以使用占位符，如“+”表示单个层级或“#”表示多层级。

2：服务质量

QoS等级包括0（至多一次）、1（至少一次）以及2（仅一次）。

QoS 2提供高服务质量，但需要更多确认机制

3：会话感知

保持连接消息确保连接有效。

提供遗嘱消息，当客户端离线时通知其他客户端

4：持久会话

当代理与订阅者建立了持久会话，它们存储消息直到准备好接收

实时性能：

理论上，在无延迟情况下，可以实现近乎实时响应

安全性能：

自初始化阶段起就提供身份验证机制，并引入额外安全措施

适用场景：

车联网军事工业设备网络无人机控制等

关于倍加福：

倍加福以德国曼海姆为总部，以持续研发创新技术向全球工厂自动化及过程行业客户提供产品，为传统应用及未来挑战铺路

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