从MQTT到CoAP：物联网通信协议选择指南简介

成都亿佰特

​
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。
  l! P& F5 s' x* {& A. |  P" p" N( ~
一、MQTT详解
1、MQTT基本特征
基于TCP/IP的发布/订阅消息模式
' ?# d$ Z  X' x轻量级、低带宽占用
支持QoS服务质量保证
9 ~( o# S7 G" k& e适合大规模设备网络
实时性好，延迟小
2、MQTT适用场景
需要稳定可靠通信的场景
) q& j9 l8 H/ r) x) F5 T' {8 p具备持续网络连接能力的设备
; D% U$ _! j* u  a$ e5 q, t* I* J实时数据采集与监控系统
3 B" Z8 B7 @! u6 f消息推送服务
远程控制应用
2 c) ~" k+ \! T5 k  G9 b) j! l, u* O3、MQTT通信架构图如下


二、CoAP协议解析
; ]" m: e. B5 \$ p, C0 ?/ L. V1、CoAP特点
# e- p5 [/ }3 T8 d+ S基于UDP的请求/响应模式
3 G2 P7 K# S4 M% b: V% u7 @8 }类HTTP协议，易于集成
支持多播
极低的协议开销
适合受限环境
2、CoAP适用场景
  P, O+ s. h1 O' V资源受限的物联网设备
间歇性通信需求
电池供电设备
6 E6 B0 ~& B) ]2 z$ M1 P8 @智能家居传感器网络
' D1 Z: n$ h* @6 x3 r简单的数据查询应用
3、CoAP的通信架构
4 ?4 F" E+ G8 T% Q5 _  u8 Z# R

6 t' G" w" g- g) z2 _. V5 H& t# I+ l三、协议选择决策要素
- p% Z0 F6 ~, Z, T2 T8 g一般会从三个方面去分析
+ K" b0 P: i, G9 y
1、设备资源条件
6 L5 I8 w2 h5 Z处理能力
5 X/ a( V1 _( h% Z/ Z3 W( w5 |内存容量
电源类型
- O% T! j2 w/ n( C' E7 U3 h网络带宽
2、应用需求分析
4 ~+ ]7 z: G; r; N! x0 b实时性要求
可靠性要求
数据传输频率
9 D7 |. J: @+ G安全性需求
3、网络环境评估
网络稳定性
带宽资源
延迟要求
' W) V# u' f$ M( T+ V$ c部署规模
4 j: d1 n( n+ N$ x9 A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
6 w; K  y3 n7 Y/ c0 y在协议开销上两者都是极低的开销。
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
, e: e, z7 M; x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。

0 M% B  Z2 n2 U需要实时推送消息；
设备具备持续连接能力；
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。
% b1 I! G. }, W) ?" P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。
9 r' M' I3 t! e% p3 D  o" h5 z
设备资源极其有限；
主要是简单的数据查询；
电池供电要求低功耗；
* X) }; `5 t: H. g' r# D网络条件不稳定；
3 q% }- c- \' g" b- g. r' h需要与REST架构集成。
- Z! }8 y. `! k* y# y3 [0 {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。
( G: E7 b$ q$ Q, ~$ O2 S' G
) g* J) T, ?+ ?8 R​