触发IIoT革命解密MQTT协议与传感器的基本原理

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。这种协议因其轻量级、高效且易于实现而广受欢迎。

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解决方案技术之一，它已经证明了自己在工业领域广泛应用中的价值。在对代码精简、开销减少以及对网络流量受限环境有所优势的情况下，其使用范围极其广泛。此外，由于其基本工作原理，如图所示，它还能够优雅地处理大量传感器数据，从而提高了整个系统性能。

MQTT 客户端（包括发布者和订阅者）通过代理进行连接。一旦建立连接，这些客户端可以订阅主题或发送信息给特定的主题。这使得每个节点都能够独立运行，而不需要额外资源来管理复杂的人机界面或实时数据库更新，从而降低了整体成本并提升了灵活性。

除了这些优势之外，MQTT 还具有以下几个核心功能：

主题

每条消息包含一个主题标签。

这个标签被用作过滤器来选择那些感兴趣的话题。

它也被用作路由信息，以便正确地将消息分发到各个订阅者。

服务质量(QoS)

QoS 等级从0（至多一次）到2（仅一次），以保证消息传递的一致性。

QoS 2 提供最高级别的一致性，但需要更多确认过程，以确保成功传输。

会话保持

MQTT 支持会话保持，即当客户端离线时，可以通知其他客户端。

持久会话

当代理与订阅者之间建立持久会话时，它们可以存储未读信息直到接收方准备好接收数据，这对于弱信号环境非常有帮助，因为它防止了一次性的丢失，使得数据更容易追踪并重置

实时性能

MQTT 的设计旨在提供即刻响应能力，无论是在高速车辆控制还是紧急情况下的医疗监控中，都能迅速处理来自传感器的大量数据流

安全措施

从身份验证到加密认证，不同版本均不断增强安全措施以保护敏感信息

7 应用场景

在无人驾驶汽车中，为车辆间彼此共享实时位置更新。

在军事情境中，对战区中的行动进行即时报告及指令执行。

在农业行业中，将农田温度湿度等参数实时反馈给中央服务器以促进最佳作物生长策略

关于倍加福

倍加福，是德国曼海姆的一个公司，他们一直致力于研发创新技术，并为全球工厂自动化及过程行业客户提供各种产品。他们不仅专注于传统应用，也积极参与新兴技术领域，为迎接即将到来的工业4.0挑战做好了准备。