触发IIoT革命MQTT通信协议与传感器种类大全的无缝融合

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)是一种基于发布/订阅范式的消息协议，它采用ISO标准（ISO/IEC PRF 20922），以其轻量级、高效率和易于实现而广泛使用。

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，由IBM提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式OASIS标准。

MQTT之所以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下的表现，其基本工作原理如下图所示： MQTT客户端（包括发布者与订阅者）通过代理进行连接，一些 MQTT客户端通过订阅特定主题，如温度值，而 MQTT客户端（发布者）向代理发送数据，然后代理将此消息发送到所有订阅该主题的 MQTT客户端。这一拓扑结构体现了发布者的解耦，从而避免了大量连接建立。

MQTT主要特点

1：主题

每条消息都包含一个主题，这对于过滤信息至关重要，同时也决定了哪些客户端可以接收到这条信息。

2：服务质量

为了保证信息传递的一致性，有三种服务质量等级供选择，即QoS0（至多一次）、QoS1（至少一次）及QoS2（仅一次）。

3：会话感知

保持连接是一个基础机制，以确保两个实体之间保持有效链接。此外，还有遗嘱消息机制，当某个实体离线时通知其他实体。

4：持久会话

当两方建立持久会话时，对方会存储信息直到对方准备好接受。在不稳定的网络条件下，这样做可以保证数据传递的一致性。

关于实时性能：

理论上，在没有延迟的情况下，可以实现几乎即时响应，对于需要快速处理大量数据的情境非常有用。

关于安全：

从初始化阶段起就提供用户名密码验证，并且自5版本开始引入额外安全措施如令牌认证来增强安全性能。

适用场景：

无论是收集来自众多传感器或向大量同类型传感器发送信号，或是在内存需求极低且功耗限制严格的情况下，都能发挥出色的表现。在车联网军事应用甚至无人机控制等领域均有广泛应用证明了其强大的适应能力和实际效果。

关于倍加福：

倍加福位于德国曼海姆，是全球工厂自动化与过程行业产品供应商，也是创新技术研发持续推进者，不断开发前瞻技术，为迎接即将到来的工业4.0挑战提供解决方案。