探索IIoT时代的自然之谜MQTT通信协议与三大类传感器的协同工作
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)是一个基于发布/订阅范式的消息协议，是ISO标准的一部分。这一轻量级、高效且易于实现的特点使其适用范围非常广泛。
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，在2014年成为正式OASIS标准。其普及得益于在工业领域广泛应用尤其是在对代码精简、开销减少以及网络流量受限环境中。
MQTT客户端通过连接到代理并订阅或发布主题来工作，这种拓扑结构显示了发布者与订阅者的解耦优势，无需建立大量连接即可完成数据传输。此外，它们可以以QoS等级0, 1, 或2进行服务质量保证，以确保消息传递过程中的可靠性。
MQTT主要特征包括：
主题
每条消息包含一个主题和有效载荷，以及头部信息。
主题可以有多个层级，用斜杠“/”分隔。
使用“+”表示单个层级占位符，“#”表示多层级占位符。
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
保持连接消息确认连接有效。
客户端会定期发送这类消息以确认连续性的有效性。
持久会话
当代理与订阅者建立持久会话时，将存储消息直到准备好接收，这对于不稳定的网络环境尤其有用。
关于实时性能：
在保持活跃连接的情况下，可以实现近乎实时响应满足快速数据处理需求。
发布者与代理间无延迟，使得理论上能够实现无延迟响应但实际情况可能因具体应用而异。
关于安全：
提供用户名密码身份验证机制自初始化阶段起就开始保护用户隐私。
从版本5开始引入了额外安全机制，如质询响应认证增强了通信安全度
由于其简单、高效且紧凑设计，MQTT被广泛用于车联网军事领域以及其他需要低功耗内存需求的小型设备。在这些环境下，不仅能够从许多传感器收集数据，还能向大量同类型传感器发送信息。因此，它在制造业生产线管理控制系统中的使用也越来越普遍，从而证明了它适合各种复杂场景下的灵活使用能力。而倍加福作为德国曼海姆总部的一个创新驱动企业，为全球工厂自动化及过程行业客户提供丰富产品，同时不断推进新技术开发，为迎接即将到来的工业4.0挑战铺平道路。
