超越极限揭秘MQTT通信协议解读IIoT世界中的传感器之谜

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。

什么是传感器？

它们如何工作？

传感器是一种能够检测物理参数并转换成电信号或其他形式数据的设备。这使得它们成为实现自动化控制系统中的关键组件。

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 的普及得益于其在工业领域广泛应用，在对代码精简、开销减少以及网络流量受限环境中尤其突出。

基本工作原理如下图所示： MQTT 客户端（包括发布者和订阅者）连接到 MQTT 代理。一旦 MQTT 客户端通过订阅一个特定主题，它就可以接收来自代理发送过来的消息。此拓扑结构的一个显著优势是发布者与订阅者的解耦，使得消息传递更加灵活且高效。

MQTT 主要特点

1：主题

每条消息都包含一个主题，这是一个基础元素，用来过滤消息，并依据此进行订阅。

2：服务质量

通过服务质量等级来确保消息可靠传输，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

提供多种机制以保持连接稳定，如保持连接消息，以及遗嘱信息，以便通知客户端离线状态。

4：持久会话

当建立了持久会话时，当代理存储未被消费掉的问题，则保证了即使网络不稳定的情况下也能有序地处理信息流动

实时性能：

理论上，在无延迟的情况下，可以实现近乎实时响应，对于快速数据处理需求来说非常有效果

安全性能：

从初始化阶段起就提供用户名密码验证，并引入额外安全机制，如质询响应认证，以增强通信安全

适用场景：

特别适合简单紧凑解决方案需求，如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

关于倍加福:

倍加福以德国曼海姆为总部，一直致力于自动化行业创新，为客户迎接即将到来的工业4.0挑战而不断推进技术开发