探索IIoT世界之巅揭秘MQTT通信协议的神奇力量

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)是一种基于发布/订阅范式的消息协议，它以其轻量级、高效率和广泛适用范围而著称。

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，并于2014年成为正式的OASIS标准。

MQTT 的普及得益于其在工业领域广泛应用，以及对代码精简、开销减少以及在网络流量受限环境中的高效表现。在这种拓扑结构中，不同类型的事物可以独立地发送或接收信息，而不需要直接相互联系，这使得 MQTT 在复杂环境中尤其有用。

MQTT 主要特点

1：主题

主题是 MQTT 协议中的一个基础元素，每条消息都包含一个主题和有效载荷，以及头部信息。每个层级用斜杠“/”分隔，并且主题结构区分大小写。此外，还可以使用“+”表示单个层级占位符，“#”表示多层级占位符，以便更灵活地处理不同类型的事务数据。

2：服务质量

通过服务质量等级来确保消息传输的一致性。QoS 等级包括 0（至多一次）、1（至少一次） 和 2（仅一次），其中 QoS 2 提供了最高水平的一致性能，但需要更多确认机制。

3：会话感知

为了保持连接稳定性的 MQQQ 提供了多种机制，如定期发送保持连接消息，以确认连接有效；还有遗嘱消息功能，当客户端离线时通知其他客户端。

4：持久会话

当代理与订阅者之间建立了持久会话时，将存储这些未被接收到客户端的话题。这对于不稳定的网络环境尤为重要，有助于保证数据传递一致性。

MQTT 实时性能：

理论上，在没有延迟的情况下，可以实现近乎实时响应，使之能够满足快速数据处理需求。在发布者与代理间无延迟，并且订阅者保持着活跃状态的情况下，即使是在资源有限的情形下也能迅速响应请求。

MQTT 安全措施：

从建立初次连接起就提供身份验证机制，比如用户名密码认证，同时引入令牌传输等额外安全措施，为通信增加了一重保护层，从而提高了整个过程中的安全保障度。

MQQQ 适用的场景：

除了车联网军事应用以外，还特别适合那些需要简单紧凑解决方案的地方，无论是在从数十个传感器获取数据还是向大量相同类型设备发送指令，或是在低功耗内存需求极低的情况下，都能发挥出色。这使得 MQQQ 成为了许多领域不可或缺的一个组件之一，是我们所处时代自动化发展不可或缺的一部分工具选择！