物聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議：MQTT，NB-IOT，Zigbee，CoAP，RFID，BLUETOOTH，NFC，4G，HTTP的區(qū)別
文章出處：http://bookmouse.cn 作者： 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2022年07月12日
[文章內(nèi)容簡(jiǎn)介]：物聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議：MQTT，NB-IOT，Zigbee，CoAP，RFID，BLUETOOTH，NFC，4G，HTTP的區(qū)別
一、按網(wǎng)絡(luò)四層協(xié)議分類
NB-IoT，LORA，WIFI，藍(lán)牙，zigbee，4G都是物理層的，這幾個(gè)都需要芯片模組支持（硬件支持）
而MQTT，COAP，HTTP都是應(yīng)用層協(xié)議，這些需要開(kāi)發(fā)服務(wù)器，或者對(duì)接云平臺(tái)廠商（軟件支持）
所以（MQTT，COAP，HTTP）是居于（NB-IoT，LORA，WIFI，藍(lán)牙，zigbee，4G）的上層協(xié)議物理層中
二、按需要網(wǎng)關(guān)來(lái)分類
不需要網(wǎng)關(guān)：NB-IoT，4G（芯片可以直接連上移動(dòng)，聯(lián)通，電信運(yùn)營(yíng)商）
需要網(wǎng)關(guān)：LORA，WIFI，zigbee（不能直接連上電信運(yùn)營(yíng)商，需要通過(guò)一個(gè)網(wǎng)關(guān)中轉(zhuǎn)才能連上電信運(yùn)營(yíng)商）
藍(lán)牙比較特別，是兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備之間互聯(lián)
三、NB-IoT，4G對(duì)比
NB-IoT低功耗，傳輸小數(shù)據(jù)，傳輸速度底，芯片模組和套餐便宜
4G：傳輸速度快和可以傳輸大的數(shù)據(jù)，但是功耗高，價(jià)格貴
WIFI和zigbee對(duì)比：
wifi 功耗高，傳輸數(shù)據(jù)快，一個(gè)路由只能加入較少設(shè)備
zigbee功耗低，傳輸數(shù)據(jù)慢，可以中繼，一個(gè)zigbee網(wǎng)關(guān)可以加入成千上萬(wàn)的zigbee設(shè)備
四、應(yīng)用層協(xié)議：MQTT和COAP對(duì)比
1、MQTT
mqtt 是一個(gè)基于客戶端-服務(wù)器的消息發(fā)布/訂閱傳輸協(xié)議。MQTT協(xié)議是輕量、簡(jiǎn)單、開(kāi)放和易于實(shí)現(xiàn)的，這些特點(diǎn)使它適用范圍非常廣泛。
在很多情況下，包括受限的環(huán)境中，如：機(jī)器與機(jī)器（M2M）通信和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、衛(wèi)星鏈路通信傳感器、偶爾撥號(hào)的醫(yī)療設(shè)備、智能家居、及一些小型化設(shè)備中已廣泛使用
2、coap
2.1、COAP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)傳輸層由TCP改為UDP。
2.2、基于REST，server的資源地址和互聯(lián)網(wǎng)一樣也有類似url的格式，客戶端同樣有POST，GET,PUT,DELETE方法來(lái)訪問(wèn)server，對(duì)HTTP做了簡(jiǎn)化。
2.3、COAP是二進(jìn)制格式的，HTTP是文本格式的，COAP比HTTP更加緊湊。
2.4、輕量化，COAP最小長(zhǎng)度僅僅4B，一個(gè)HTTP的頭都幾十個(gè)B了
2.5、支持可靠傳輸，數(shù)據(jù)重傳，塊傳輸。 確保數(shù)據(jù)可靠到達(dá)。
2.6、支持IP多播, 即可以同時(shí)向多個(gè)設(shè)備發(fā)送請(qǐng)求。
2.7、非長(zhǎng)連接通信，適用于低功耗物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景。
物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)
WIFI
優(yōu)點(diǎn)：
設(shè)備可接入互聯(lián)網(wǎng)
避免布線
缺點(diǎn)：
距離近（50米）
功耗大
必須有熱點(diǎn)
連接數(shù)量少（一般最多16臺(tái)設(shè)備）
應(yīng)用場(chǎng)景：
天貓精靈、獨(dú)立工作的家電
藍(lán)牙
缺點(diǎn)：
功耗大
連接過(guò)程繁瑣
安全性低
距離近（50米）
不可直接接入互聯(lián)網(wǎng)
連接數(shù)量少
應(yīng)用場(chǎng)景：
藍(lán)牙音箱、鍵盤(pán)
ZigBee
ZigBee是一種低速短距離傳輸?shù)臒o(wú)線協(xié)議
優(yōu)點(diǎn)：
低速、低耗電、低成本
支持大量節(jié)點(diǎn)（最多65000個(gè)）
自組網(wǎng)
缺點(diǎn)：
不可接入互聯(lián)網(wǎng)
短距離（10到100米）
穿透性差
應(yīng)用場(chǎng)景：
智能家居（小米）
2G/4G/5G
移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)
優(yōu)點(diǎn)：
遠(yuǎn)距離（10KM）
可接入互聯(lián)網(wǎng)
移動(dòng)性強(qiáng)
缺點(diǎn)：
4G/5G成本高，功耗大
2G即將退網(wǎng)
應(yīng)用場(chǎng)景：
共享單車、豐巢
NB-IoT
窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things,NB-IoT）可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)（2G）、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)（4G），以降級(jí)部署成本、實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)。
優(yōu)點(diǎn)：
遠(yuǎn)距離（10KM）
低功率
可接入互聯(lián)網(wǎng)（手機(jī)卡）
移動(dòng)性強(qiáng)
缺點(diǎn)：
需要基站支持，這幾年高速發(fā)展、慢慢覆蓋全國(guó)
某些地區(qū)沒(méi)信號(hào)
LoRa
LoRa是低功耗局域網(wǎng)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)
優(yōu)點(diǎn)：
遠(yuǎn)距離（城鎮(zhèn)2~5KM，郊區(qū)15KM）
低功耗（據(jù)說(shuō)電池可工作10年）
安全（AES128加密）
缺點(diǎn)：
速度慢
不可接入互聯(lián)網(wǎng)
應(yīng)用場(chǎng)景：
農(nóng)業(yè)信息化、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能抄表
網(wǎng)關(guān)
LoRa或ZigBee不能直接接入互聯(lián)網(wǎng)，所以需要用到網(wǎng)關(guān)
網(wǎng)關(guān)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。網(wǎng)關(guān)在網(wǎng)絡(luò)層以上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，是復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，僅用于兩個(gè)高層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)
物聯(lián)網(wǎng)中常見(jiàn)的物聯(lián)通信協(xié)議
TCP
TCP是一種面向連接、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議
特點(diǎn)：
面向連接
可靠通信方式
基于流的方式
缺點(diǎn)：
花銷大
設(shè)備必須時(shí)刻保持連接狀態(tài)（功耗大）
消耗時(shí)間比較久
UDP
用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，支持一個(gè)無(wú)連接的傳輸協(xié)議
特點(diǎn)：
不需要連接
速度快
不需要應(yīng)答
缺點(diǎn)：
不可靠
TCP和UDP比較
TCP UDP
可靠 不可靠
面向連接 無(wú)連接
傳輸效率低 傳輸效率高
高 低
UDP更適合對(duì)功率要求高、可靠性要求不高的場(chǎng)合
HTTP
HTTP是基于客戶/服務(wù)器模式，且面向連接的（建立在TCP之上）。典型的HTTP事務(wù)處理有如下的過(guò)程：
客戶與服務(wù)器建立連接
客戶向服務(wù)器提出請(qǐng)求
服務(wù)器接收請(qǐng)求，并根據(jù)請(qǐng)求返回相應(yīng)的文件作為應(yīng)答
客戶與服務(wù)器關(guān)閉連接
缺點(diǎn)：
必須有客戶端主動(dòng)向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，服務(wù)器無(wú)法主動(dòng)通知客戶端
要實(shí)習(xí)HTTP需要更多硬件資源（硬件成本更高）
結(jié)論：
不適合物聯(lián)網(wǎng)
MQTT
MQTT是一個(gè)基于客戶端/服務(wù)器的消息發(fā)布/訂閱的傳輸協(xié)議。
機(jī)器與機(jī)器（M2M)通信和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）。其在，通過(guò)衛(wèi)星鏈路通信傳感器、偶爾撥號(hào)的醫(yī)療設(shè)備、智能家具、及一些小型化設(shè)備中已廣泛使用。
特別適合于網(wǎng)絡(luò)代價(jià)昂貴、帶寬低、不可靠的環(huán)境。
能在處理和內(nèi)存資源有限的嵌入式設(shè)備中運(yùn)行。
使用發(fā)布/訂閱消息模式，提供一對(duì)多的消息發(fā)布，從而解除應(yīng)用程序耦合。
使用TCP/IP提供網(wǎng)絡(luò)連接。
提供Last Will 和 Testament特性通知有關(guān)各方客戶端異常中斷的機(jī)制。
CoAP
CoAP是一種在物聯(lián)網(wǎng)世界的類web協(xié)議，名字翻譯來(lái)就是”受限應(yīng)用程序“。
CoAP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)傳輸層UDP
它基于REST，server的資源地址和互聯(lián)網(wǎng)一樣也有類似url的格式?？蛻舳送瑯佑蠵OST，GET，PUT,DELETE方法來(lái)訪問(wèn)server，對(duì)HTTP做了簡(jiǎn)化。
CoAP是二進(jìn)制格式，HTTP是文本格式，CoAP比HTTP更加緊湊
輕量化、CoAP最小長(zhǎng)度僅僅4KB，一個(gè)HTTP的頭都幾十個(gè)B了
支持可靠傳輸，數(shù)量重傳、塊傳輸。確保數(shù)據(jù)可靠到達(dá)
非長(zhǎng)連接通信，適用于低功耗物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景
CoAP MQTT
通信機(jī)制 同步 異步
連接方式 UDP TCP
使用場(chǎng)景 物聯(lián)網(wǎng) 更適合推送
功耗 低 高
支持平臺(tái) 阿里云、百度、騰訊QQ物聯(lián)等 華為、中興、移動(dòng)
反向控制 不支持 支持
MQTT協(xié)議是保持連接的，所以及時(shí)性相對(duì)很好。
CoAP協(xié)議是無(wú)連接響應(yīng)式通訊，因此不能主動(dòng)推送，要等客戶端訪問(wèn)才可以攜帶回去，及時(shí)性相對(duì)較差。
LwM2M
LwM2它的全稱是Lightweight Machine-To-Machine，它的名稱里面包含了這么兩個(gè)重要含義：
這個(gè)協(xié)議是輕量級(jí)的
這個(gè)協(xié)議適用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備
LwM2M是適用于資源有限的終端設(shè)備管理的輕量級(jí)物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議
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