探索IIoT无限可能揭秘MQTT通信协议之传感器技术及应用大解密

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ISO标准（ISO/IEC PRF 20922）下的基于发布/订阅范式的消息协议。由于其轻量级、高效且易于实现，这些特点使得它适用范围非常广泛。

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技术解决方案。在2013年由IBM提交给OASIS规范委员会，并在2014年成为正式OASIS标准的一部分。

MQTT在工业领域得到广泛应用，尤其是在对代码精简、开销减少和网络流量受限环境中。这主要因为其基本工作原理：客户端（包括发布者和订阅者）通过代理进行连接。一旦建立了连接，它们可以通过主题来发送或接收信息，这样的拓扑结构能够极大地解耦发布者与订阅者，使得代理只需要负责数据从一端传输到另一端，而无需建立大量额外连接。

MQTT 的主要特点

主题：

每条消息都包含一个主题以及有效载荷。

主题是过滤消息并允许订阅者的依据。

可以有多个层级，如“home/sensor1/identification”包含三个层级，“home/sensor1/data/temperature”则包含四个层级。

服务质量：

QoS等级包括0（至多一次）、1（至少一次）和2（仅一次）。

QoS 2 提供高服务质量，但需要更多确认措施。

会话感知：

保持连接消息确保稳定性的维护。

客户端可以提供“遗嘱消息”，以便通知其他客户端当离线时的情况发生变化。

持久会话：

当代理与订阅者保持活跃状态时，将存储未被读取完毕的手动控制指令，以保证它们不会丢失，即使网络不稳定也能保证这些信息不丢失。

实时性能

尽管如此，在实时性能方面 MQQQT仍然表现出色。在没有延迟的情况下，从发布者到代理，再到所有相关订阅者的实时处理能力，是物联网通信领域的一个显著优势。这对于快速数据处理需求来说非常关键。

安全性能

为了提高安全性,MQTT提供了用户名密码身份验证机制自始终存在。此外，在Mqtt5版本中引入了更高水平安全功能，如令牌传递认证机制，以进一步增强通信安全性保护用户隐私数据免受泄露风险。

最后，由于其灵活且紧凑设计,mqtt在车辆互联网、大型军事项目管理及低功耗环境中的使用率最高，比如无人驾驶飞行器控制系统等行业，因为mqtts简单而又节省内存空间，所以让mqtts成为了这种类型任务最好的选择之一。