触发IIoT革命MQTT通信协议与传感器原理的完美融合

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ISO标准（ISO/IEC PRF 20922）下基于发布/订阅范式的消息协议。这种协议因其轻量级、高效且易于实现而广受欢迎。

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解决方案技术一直存在。在2013年，由IBM提交给OASIS规范委员会，在2014年成为正式OASIS标准，这使得其在工业领域得到了更广泛应用。

MQTT 的普及得益于其在对代码精简、开销减少以及网络流量受限环境中的性能表现。此外，它以解耦发布者与订阅者的方式工作，使得代理只需负责将数据从一端传输到另一端，无需建立大量连接，这极大地提高了系统稳定性和灵活性。

MQTT 主要特点

1：主题

主题是 MQTT 协议中的核心元素，每条消息都包含一个主题及其有效载荷，以及头部信息。这些主题被用作过滤器来帮助代理确定应该路由到哪里，而订阅者使用它们来指定他们感兴趣的话题层次结构。

2：服务质量

通过服务质量等级，如 QoS 等级（0 至多一次、一至少一次、二仅一次），确保了消息的一致传递。这意味着，即使出现异常情况，也可以保证数据不会丢失或重复。

3：会话保持

为了维持稳定的连接状态，客户端会定期发送保持连接请求，同时也可以设置遗嘱消息，以便在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，它们可以存储未决消息直到接收方准备好接收，从而确保即使是在不稳定的网络条件下也能有序地处理数据流动。

关于实时性的讨论

尽管 MQTT 被认为是一个轻量级且高效的人物，但它仍然能够提供几乎无延迟响应，因为发布者与代理之间没有额外延迟，而且只要所有参与者的链接保持活动状态，就能够实现近乎即时回应能力，对于快速处理大量数据需求具有显著优势。

安全机制

为了保障安全，MQTT 自始至终就实施了一套身份验证机制，并允许用户名和密码输入。在最新版本中，比如 MQTT5，还引入了一系列额外措施，如质询响应认证，以增强保护通信链路免受未授权访问或恶意干扰的情况发生。

适用的场景

由于其简单、高效并且资源节省特点，使之成为了各种需要快速响应但又不能承担高成本环境下的理想选择，无论是在车联网、新兴军事技术、大型工业控制系统还是低功耗环境中，都有着广泛利用空间。这让我们意识到 MQQQ 在未来自动化世界中的巨大潜力，并展示出它对于任何类型业务需求都具有不可替代的地位作为一种优选解决方案。