从MQTT到CoAP：物联网通信协议选择指南简介

成都亿佰特

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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。

, B: U( U# a; V9 U0 Z! v, L一、MQTT详解
: Q7 o9 _6 B2 F' X) e1、MQTT基本特征
基于TCP/IP的发布/订阅消息模式
0 ?, \! g3 w) j, o9 C轻量级、低带宽占用
支持QoS服务质量保证
: X: l% Q9 S4 R; m, Z适合大规模设备网络
实时性好，延迟小
2、MQTT适用场景
- i$ V: A: W: Z需要稳定可靠通信的场景
具备持续网络连接能力的设备
实时数据采集与监控系统
3 W6 m7 C* e$ N  J& N" N消息推送服务
远程控制应用
3、MQTT通信架构图如下


, \1 {/ T" g# Y: c二、CoAP协议解析
1、CoAP特点
2 O1 Z3 H/ L8 l- c基于UDP的请求/响应模式
类HTTP协议，易于集成
) E6 F" R  N6 g' K/ {+ S5 u' \支持多播
极低的协议开销
适合受限环境
2、CoAP适用场景
资源受限的物联网设备
: R5 w4 Q) P) @$ L! n间歇性通信需求
4 _. O: f& n8 G2 N2 q电池供电设备
/ c; U& }& c! @5 y8 ]* W智能家居传感器网络
) ^& e% C0 q% [5 c6 T7 K/ |. E3 {简单的数据查询应用
) F2 ^2 V4 [1 f, r# X, D% f) b3、CoAP的通信架构


: l* {" D# J5 J7 I8 k8 a. C! _三、协议选择决策要素
一般会从三个方面去分析
( f* {6 X& S5 q9 ~5 q7 [
( V5 S) S. d, v! Q0 U1、设备资源条件
& v! H% }* U$ q2 T4 U, h: Q处理能力
' p9 Z& v" f$ N5 s# O内存容量
电源类型
, I* _3 h' Z* ^' F网络带宽
7 Q2 e& g: G# A2、应用需求分析
* `# C5 m% I7 H+ F. ^$ f实时性要求
( m% A5 p+ b6 w可靠性要求
* F/ S, f; B  o: S" E数据传输频率
安全性需求
3、网络环境评估
! p0 x  S2 k9 M4 Y. T网络稳定性
5 ]8 ^" P; i5 l8 A4 E- y! x带宽资源
延迟要求
) j9 `! G, v' @; @: B4 w7 [' a/ ]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

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
: B# V# b! D9 f6 H在协议开销上两者都是极低的开销。
+ J: u0 E% |2 N9 H4 E% v( P- e, X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。
! e! e- t+ M0 ?9 t& \
需要实时推送消息；
设备具备持续连接能力；
9 R0 A5 v) s& Y+ `  r/ @% I4 {要求可靠的消息传递；
多设备之间需要通信；
支持大规模设备接入。
6 I- R  ]2 P! ?" v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。
1 ^3 m) j6 V1 l  w6 T1 ~
; `( Q) |- L# i' [2 W设备资源极其有限；
7 j6 Q1 n' I) G9 h8 s! T主要是简单的数据查询；
电池供电要求低功耗；
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。
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