从MQTT到CoAP：物联网通信协议选择指南简介

成都亿佰特

​
$ Q9 B' }7 r2 n1 d7 J在物联网快速发展的今天，选择合适的通信协议对于项目的成功至关重要。

- p# `( C  ]3 p* Q' w* u一、MQTT详解
1、MQTT基本特征
. z7 q7 w+ Y. S$ e, u  c基于TCP/IP的发布/订阅消息模式
+ B0 U& i' {' b: g& {轻量级、低带宽占用
; s0 n8 Y- }% l  D3 g( Q: C支持QoS服务质量保证
适合大规模设备网络
实时性好，延迟小
* h! v) r) y4 {* M2 S2、MQTT适用场景
- B* A! _: G7 Y3 ~0 ]/ L3 x需要稳定可靠通信的场景
# B% Q8 v# h: {' k) l  w具备持续网络连接能力的设备
实时数据采集与监控系统
消息推送服务
9 |# ^; j: \' S4 ^2 c4 O* J: j远程控制应用
3、MQTT通信架构图如下


二、CoAP协议解析
1、CoAP特点
基于UDP的请求/响应模式
8 Y5 f# A8 z& e! O  E类HTTP协议，易于集成
1 R1 a6 H! F4 S支持多播
极低的协议开销
( h) N5 u5 b2 O适合受限环境
) \* i, l; l2 m8 K/ J* _2、CoAP适用场景
' Z! k0 `) R, [资源受限的物联网设备
间歇性通信需求
( ?& J/ N9 k6 e  a: ^* P: k* o% T电池供电设备
8 _6 w# S6 g$ g6 H智能家居传感器网络
8 H4 X6 O2 `. T/ h简单的数据查询应用
' z$ l4 {4 f+ Z( V3、CoAP的通信架构

: C9 t# V+ v! K# J2 a
三、协议选择决策要素
一般会从三个方面去分析

1、设备资源条件
处理能力
内存容量
电源类型
" c1 u: o, c- Y% u网络带宽
. f$ k2 k- j8 f" {$ N4 ^) ~2、应用需求分析
( `% f& t  P/ o) m4 |& E, y9 c实时性要求
可靠性要求
1 ~7 \2 a7 }. o数据传输频率
' A2 M6 h3 d$ K# u# z安全性需求
3、网络环境评估
4 U! V4 w5 j' Z" w" b9 p网络稳定性
带宽资源
' _5 c1 d+ A, b8 ]2 ^延迟要求
部署规模
基于以上，可以对MQTT以及CoAP两种通信方式进行一个对比
4 f9 e, u& ^! k" _
5 ]6 J. S8 Z7 E5 R0 ~: l# s在传输层，MQTT基于TCP进行传输，以连接为导向，可靠传输；CoAP以UDP进行传输，无连接，轻量传输
在消息架构上，MQTT基于发布与订阅的模式及生产者与消费者的通信模型，适合多对多进行通信，而CoAP则基于请求与响应的通信方式，更加适合点对点的通信
在协议开销上两者都是极低的开销。
# h; L8 C* \" l, ]在可靠性上，MQTT基于qos服务 0/1/2三级保证，而CoAP则又确认与非确认消息进行区分
四、如何选择与实施建议
以上常见5个场景的需要，更适合选择MQTT的通信方式，当然在选择MQTT通信后，如何选择QoS级别，如何规划主题结构、消息持久化，断线重连等问题还需要进行考虑。

需要实时推送消息；
! f3 j4 w/ t9 W设备具备持续连接能力；
要求可靠的消息传递；
* p7 Z. i9 S8 _2 q2 ?4 X8 ^多设备之间需要通信；
支持大规模设备接入。
. n9 C( A- U7 @在需要以下5个常见场景时，CoAP则更有优势，同时也需要考虑设计资源URI架构、实现观察者模式、考虑重传策略规划缓存机制、评估DTLS加密需求。

设备资源极其有限；
: ~2 o& v  T+ r4 u- B! X# s& u6 [$ g主要是简单的数据查询；
7 e  y" ^* U, t. E8 A+ z" a6 T( K电池供电要求低功耗；
3 a7 {% N7 f9 D7 g* U. q, l8 o* N网络条件不稳定；
需要与REST架构集成。
总的来说选择合适的通信协议是物联网项目成功的关键因素。MQTT协议和CoAP协议各有优势，需要根据具体应用场景、设备特点和业务需求做出选择。随着物联网技术的发展，这两种协议也在不断演进，为物联网应用提供更好的支持。

​