触发IIoT革命解密MQTT协议与传感器的定义与作用

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)是一个基于发布/订阅范式ISO标准消息协议，以其轻量级、高效率、高效并且易于实现而广泛应用于各种环境。

自1999年诞生以来，它作为石油管道带宽和电池能效监控问题的技术解决方案，而2013年IBM将其提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式OASIS标准。

MQTT 的普及得益于其在工业领域广泛应用，特别是在对代码精简开销减少以及网络流量受限条件下的环境中。其基本工作原理如下图所示：客户端通过连接到代理并订阅特定主题来进行数据交换，从而实现了发布者与订阅者的解耦，这一拓扑结构使得数据从发送端传递到接收端变得更加高效。

MQTT 主要特点

1: 主题

每条消息都包含一个主题，这是代理用来过滤消息和决定是否转发给所有已知客户端依据。此外，可以使用斜杠“/”分隔层级以及占位符如“+”或“#”。

2: 服务质量

MQTT 提供了多种服务质量等级，如QoS 0（至多一次）、1（至少一次）及2（仅一次），其中QoS 2 提供了最高级别服务质量需要更多确认信息。

3: 会话感知

为了保持稳定的连接机制，有会话保持功能，当初始连接时可以设置遗嘱信息以通知其他客户端当离线状态发生时。

4: 持久会话

当建立持久会话后，将存储消息直到准备好接受，使得即便网络不稳定也能保证信息传递可靠性。

关于实时性能：

尽管 MQTT 是一种轻量级协议，但它能够提供快速响应能力，在没有延迟的情况下有效地处理大量数据，为满足即时反馈需求提供了有力支撑。

关于安全措施：

除了身份验证，还引入了一系列额外安全机制，如质询响应认证，以增强通信过程中的隐私保护，同时提高整个系统抵御潜在威胁能力。

适用于何种场景？

由于其简单紧凑且低功耗设计，使之非常适合资源有限或者需要高速交换大量数据的情境，无论是在车辆网路还是军事用途上，都有着广泛应用表现出强大的适应力与实用价值。在无人机控制等领域，也被证明具有极高的地位和作用力。