物聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議：MQTT，NB-IOT，Zigbee，CoAP，RFID，BLUETOOTH，NFC，4G，HTTP的區別
文章出處：http://psychicreadingswithdeb.com 作者： 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2022年07月12日
[文章內容簡(jiǎn)介]：物聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議：MQTT，NB-IOT，Zigbee，CoAP，RFID，BLUETOOTH，NFC，4G，HTTP的區別
一、按網(wǎng)絡(luò )四層協(xié)議分類(lèi)
NB-IoT，LORA，WIFI，藍牙，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都是應用層協(xié)議，這些需要開(kāi)發(fā)服務(wù)器，或者對接云平臺廠(chǎng)商（軟件支持）
所以（MQTT，COAP，HTTP）是居于（NB-IoT，LORA，WIFI，藍牙，zigbee，4G）的上層協(xié)議物理層中
二、按需要網(wǎng)關(guān)來(lái)分類(lèi)
不需要網(wǎng)關(guān)：NB-IoT，4G（芯片可以直接連上移動(dòng)，聯(lián)通，電信運營(yíng)商）
需要網(wǎng)關(guān)：LORA，WIFI，zigbee（不能直接連上電信運營(yíng)商，需要通過(guò)一個(gè)網(wǎng)關(guān)中轉才能連上電信運營(yíng)商）
藍牙比較特別，是兩個(gè)藍牙設備之間互聯(lián)
三、NB-IoT，4G對比
NB-IoT低功耗，傳輸小數據，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據，但是功耗高，價(jià)格貴
WIFI和zigbee對比：
wifi 功耗高，傳輸數據快，一個(gè)路由只能加入較少設備
zigbee功耗低，傳輸數據慢，可以中繼，一個(gè)zigbee網(wǎng)關(guān)可以加入成千上萬(wàn)的zigbee設備
四、應用層協(xié)議：MQTT和COAP對比
1、MQTT
mqtt 是一個(gè)基于客戶(hù)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：機器與機器（M2M）通信和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、衛星鏈路通信傳感器、偶爾撥號的醫療設備、智能家居、及一些小型化設備中已廣泛使用
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(lèi)似url的格式，客戶(hù)端同樣有POST，GET,PUT,DELETE方法來(lái)訪(fǎng)問(wèn)server，對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(cháng)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，數據重傳，塊傳輸。 確保數據可靠到達。
2.6、支持IP多播, 即可以同時(shí)向多個(gè)設備發(fā)送請求。
2.7、非長(cháng)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)：
設備可接入互聯(lián)網(wǎng)
避免布線(xiàn)
缺點(diǎn)：
距離近（50米）
功耗大
必須有熱點(diǎn)
連接數量少（一般最多16臺設備）
應用場(chǎng)景：
天貓精靈、獨立工作的家電
藍牙
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)
連接數量少
應用場(chǎng)景：
藍牙音箱、鍵盤(pán)
ZigBee
ZigBee是一種低速短距離傳輸的無(wú)線(xiàn)協(xié)議
優(yōu)點(diǎn)：
低速、低耗電、低成本
支持大量節點(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)：
遠距離（10KM）
可接入互聯(lián)網(wǎng)
移動(dòng)性強
缺點(diǎn)：
4G/5G成本高，功耗大
2G即將退網(wǎng)
應用場(chǎng)景：
共享單車(chē)、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），以降級部署成本、實(shí)現平滑升級。
優(yōu)點(diǎn)：
遠距離（10KM）
低功率
可接入互聯(lián)網(wǎng)（手機卡）
移動(dòng)性強
缺點(diǎn)：
需要基站支持，這幾年高速發(fā)展、慢慢覆蓋全國
某些地區沒(méi)信號
LoRa
LoRa是低功耗局域網(wǎng)無(wú)線(xiàn)標準
優(yōu)點(diǎn)：
遠距離（城鎮2~5KM，郊區15KM）
低功耗（據說(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)
應用場(chǎng)景：
農業(yè)信息化、環(huán)境監測、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(chēng)網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉換器。網(wǎng)關(guān)在網(wǎng)絡(luò )層以上實(shí)現網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)，是復雜的網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)設備，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(xiāo)大
設備必須時(shí)刻保持連接狀態(tài)（功耗大）
消耗時(shí)間比較久
UDP
用戶(hù)數據報協(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更適合對功率要求高、可靠性要求不高的場(chǎng)合
HTTP
HTTP是基于客戶(hù)/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(hù)與服務(wù)器建立連接
客戶(hù)向服務(wù)器提出請求
服務(wù)器接收請求，并根據請求返回相應的文件作為應答
客戶(hù)與服務(wù)器關(guān)閉連接
缺點(diǎn)：
必須有客戶(hù)端主動(dòng)向服務(wù)器發(fā)送請求，服務(wù)器無(wú)法主動(dòng)通知客戶(hù)端
要實(shí)習HTTP需要更多硬件資源（硬件成本更高）
結論：
不適合物聯(lián)網(wǎng)
MQTT
MQTT是一個(gè)基于客戶(hù)端/服務(wù)器的消息發(fā)布/訂閱的傳輸協(xié)議。
機器與機器（M2M)通信和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）。其在，通過(guò)衛星鏈路通信傳感器、偶爾撥號的醫療設備、智能家具、及一些小型化設備中已廣泛使用。
特別適合于網(wǎng)絡(luò )代價(jià)昂貴、帶寬低、不可靠的環(huán)境。
能在處理和內存資源有限的嵌入式設備中運行。
使用發(fā)布/訂閱消息模式，提供一對多的消息發(fā)布，從而解除應用程序耦合。
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(hù)端異常中斷的機制。
CoAP
CoAP是一種在物聯(lián)網(wǎng)世界的類(lèi)web協(xié)議，名字翻譯來(lái)就是”受限應用程序“。
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(lèi)似url的格式?？蛻?hù)端同樣有POST，GET，PUT,DELETE方法來(lái)訪(fǎng)問(wèn)server，對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(cháng)度僅僅4KB，一個(gè)HTTP的頭都幾十個(gè)B了
支持可靠傳輸，數量重傳、塊傳輸。確保數據可靠到達
非長(cháng)連接通信，適用于低功耗物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景
CoAP MQTT
通信機制 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 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)性相對很好。
CoAP協(xié)議是無(wú)連接響應式通訊，因此不能主動(dòng)推送，要等客戶(hù)端訪(fǎng)問(wèn)才可以攜帶回去，及時(shí)性相對較差。
LwM2M
LwM2它的全稱(chēng)是Lightweight Machine-To-Machine，它的名稱(chēng)里面包含了這么兩個(gè)重要含義：
這個(gè)協(xié)議是輕量級的
這個(gè)協(xié)議適用于物聯(lián)網(wǎng)設備
LwM2M是適用于資源有限的終端設備管理的輕量級物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議
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