社会IIoT应用解锁MQTT通信协议与传感器分类方法详析

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)是一种基于发布/订阅范式的消息协议，它被ISO标准（ISO/IEC PRF 20922）认证。这一轻量级、高效且易于实现的协议使其适用范围非常广泛。

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一种技术解决方案。在2013年，由IBM提交给OASIS规范委员会，最终在2014年成为正式的OASIS标准。

MQTT普及得益于其在工业领域广泛应用，尤其是在对代码精简、开销减少并且网络流量受限环境中。其基本工作原理如下图所示：客户端（包括发布者和订阅者）通过代理进行连接。一旦客户端通过主题进行订阅，他们可以接收到来自该主题下的所有信息，而不需要建立直接连接。这一拓扑结构具有明显优势，即发布者与订阅者的解耦，让代理只需负责将数据从一个地方传输到另一个地方，无需建立大量额外连接。

MQTT 主要特点

1：主题

每条消息都包含一个主题以及有效载荷，以及头部信息。这些主题是代理用来过滤消息以及客户端用于订阅依据。

2：服务质量

MQTT通过服务质量等级来确保消息传输可靠。在QoS等级中，有0（至多一次）、1（至少一次）和2（仅一次），其中QoS 2提供高级别服务质量，但需要更多确认措施。

3：会话感知

为了保持稳定连接，一些机制如保持连接消息已经被使用了。此外，当初始建立时，还可以设置“遗嘱”以便离线时通知其他客户端。

4：持久会话

当代理与某个用户之间建立了持久会话，将存储直到准备好接收，这对于不稳定的网络环境尤为有用，以确保可靠传递。

实时性能方面：

虽然理论上能够实现近乎实时响应，但实际情况可能因具体应用而异，因此最佳实践应该根据具体需求调整配置参数以达到最优性能。

安全性的考虑：

自从初始化就开始身份验证过程，同时引入了质询响应认证等额外机制，使得这项通信变得更加安全。

此外，对于车联网军事工业设备网络无人机控制等多个领域都有着广泛应用，在低功耗内存需求的情况下表现出色展示了这种强大的适应能力与实用价值。