探索IIoT在自然环境中的应用如何通过MQTT协议解锁传感器潜力
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。
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)是一个基于发布/订阅范式的消息协议，是ISO标准的一部分。这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，它被提交给OASIS规范委员会，在2014年成为正式的OASIS标准。
MQTT在工业领域广泛应用，因为它对代码精简、开销减少以及网络流量受限环境有很好的表现其基本工作原理如下图所示：客户端（包括发布者和订阅者）连接到代理。一些客户端通过订阅一个特定的主题，而其他客户端则向代理发送数据，然后代理将此消息发送到所有订阅了该主题的人员。这一拓扑结构最大的优势在于发布者和订阅者的解耦，即代理只负责将数据从一端传输到另一端，无需建立大量连接。
MQTT主要特性
1：主题
每条消息都包含一个主题，这个主题可以有多个层级，每个层级使用斜杠“/”分隔。此外，还可以包含占位符，如“+”或“#”。
2：服务质量
通过服务质量等级来确保消息可靠传输。QoS等级包括0（至多一次）、1（至少一次）和2（仅一次），其中QoS 2提供高级别服务质量，但需要更多确认措施。
3：会话感知
为了保持稳定连接，可以使用保持连接消息来确认有效性的持续存在。此外，当初始连接时，也可以提供遗嘱信息，以便离线时通知其他人士。
4：持久会话
当建立持久会话时，将存储并直到准备好接受之前发送过来的信息，这对于不稳定的网络环境尤其有用以保证信息可靠传递。
MQTT实时性能：
理论上能够实现近乎实时无延迟响应，对于快速处理大量数据需求具有巨大优势。
安全机制：
从初始化阶段开始就提供用户名密码身份验证机制，并且自5版本起引入了令牌认证及质询响应认证等额外安全机制增强通信安全。
适用于哪些应用场景？
由于其简单、高效，它在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显示出其适应能力与实用价值。
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发展创新技术，为全球工厂自动化及过程行业用户提供产品，同时不断开发新技术迎接即将到来的工业4.0挑战。
