超越极限揭秘IIoT之神MQTT通信协议的无尽魅力与传感器的奇妙面貌

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)是一个ISO标准（ISO/IEC PRF 20922）下的基于发布/订阅范式的消息协议。由于其轻量级、高效且易于实现，这些特点使得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。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。

MQTT客户端通过主题订阅或发布信息到代理上。代理则负责转发这些信息，从而保持了发布者与订阅者的解耦。此拓扑结构不仅节省了资源，还提高了整个系统性能。

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。主题是过滤消息和依据进行订阅的一种方式。

2：服务质量

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

3：会话感知

提供多种机制来确保代理与发布者/订阅者之间连接稳定，如保持连接消息以确认连接有效性的发送，以及“遗嘱消息”功能通知其他客户端当客户端离线时。

4：持久会话

当建立持久会话时，代理存储并延迟发送直到订阅者准备好接收，使得即便在网络不稳定的情况下也能保证数据传递完整无损。

关于实时性能：

理论上，在没有延迟的情况下可以实现近乎实时响应，并满足快速数据处理需求，但实际效果可能受到具体应用场景影响。

关于安全：

从初始化阶段起就提供用户名密码身份验证，并引入额外安全机制，如质询响应认证，以增强通信安全性。但需要注意的是，即使有这些措施，也不能完全排除潜在风险，比如信号干扰或攻击行为。

适用于哪些应用场景？

MQTT因其简单高效而被广泛使用，无论是在收集来自众多传感器数据还是向大量同类型传感器发送命令，或是在低功耗环境下，它都表现出色。在车联网军事工业自动化过程控制等领域，都有着显著应用值得我们深入研究了解。

关于倍加福：

倍加福是一家德国公司，以曼海姆为总部，其持续不断研发创新技术，为全球工厂自动化及过程行业客户提供丰富产品，同时致力于面向未来的自动化挑战，为迎接即将到来的工业4.0铺平道路。而完善解决方案，是他们所追求目标之一！