社会应用解锁IIoT潜力深入理解MQTT通信协议与传感器的作用

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，设备必需具备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。

什么是传感器？

它们如何工作？

传感器是一类能够检测环境变化并转换这些信息成电信号或其他形式输出信号的手段。在工业4.0时代，这些传感器被广泛应用于监测温度、压力、振动以及其他物理参数，它们能够实时收集数据，为决策者提供宝贵信息。

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，IBM将其提交给OASIS规范委员会，随后在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，以及对代码精简、高效性能和网络流量受限环境中的适用能力。此外，它还具有以下几个基本原理：

MQTT客户端（发布者和订阅者）连接到代理。

通过订阅特定主题，如温度值。

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了该主题的人员。

这种拓扑结构使得发布者与订阅者的解耦更加明显，而代理只负责数据从一端传输到另一端，无需建立大量连接。

MQTT主要特点：

1：主题

每条消息都包含一个主题及其有效载荷以及头部信息。主题是过滤消息并让订阅者进行选择依据。

2：服务质量

通过QoS等级来确保消息可靠传输，如0（至多一次）、1（至少一次）和2（仅一次）。

3：会话感知

提供多种机制保持代理与发布/订阅者的稳定连接，如保持连接消息以确认有效性的连续发送，以及遗嘱消息通知离线情况。

4：持久会话

存储未接收到的消息直到准备好接收，以便在不稳定的网络条件下确保可靠传递。

关于实时性能，

理论上可以实现近乎实时响应，无延迟，在无障碍的情况下发挥出色地满足快速处理需求。

安全措施，

自初始阶段起就提供身份验证机制，并引入如质询响应认证等额外安全措施增强通信安全性，从而保护敏感数据不被非法访问或篡改。

适用的场景，

尤其适合需要简单、高效解决方案的地方，比如车联网、大型军事行动控制系统或低功耗环境下的IIoT项目。此外，还有无人驾驶飞行器控制系统中的使用案例，其中利用MQTT协议优化了资源消耗，同时保障了即时反馈所需的一致高效率运行状态管理能力，使得这项技术得到更广泛且深入地应用于各个行业领域中，不仅体现了其高效灵活之处，也展现了它面向未来的发展潜力。在未来自动化趋势中，这样的解决方案对于提升生产流程整体效果至关重要，因为它们能够极大程度上减少错误风险提高生产速度，从而促进创新发展，是我们追求卓越产品设计目标的一部分。而倍加福作为全球领先制造商，其不断推进技术研发，为客户构建最佳自动化解决方案，是我们追求完善产品设计目标的一步棋。