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。

一、MQTT详解1、MQTT基本特征

• 基于TCP/IP的发布/订阅消息模式
• 轻量级、低带宽占用
• 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
  

2、MQTT适用场景

• 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
• 消息推送服务
• 远程控制应用
  

3、MQTT通信架构图如下

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二、CoAP协议解析1、CoAP特点

• 基于UDP的请求/响应模式
• 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

• 资源受限的物联网设备
• 间歇性通信需求
• 电池供电设备
• 智能家居传感器网络
• 简单的数据查询应用
  

3、CoAP的通信架构

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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
• 网络带宽
  

2、应用需求分析

• 实时性要求
• 可靠性要求
• 数据传输频率
• 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
• 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
• 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

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；
• 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。
  

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；
• 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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