物聯網通訊協議：MQTT，NB-IOT，Zigbee，CoAP，RFID，BLUETOOTH，NFC，4G，HTTP的區別
文章出處：http://www.lihuwan.com.cn 作者： 人氣： 發表時間：2022年07月12日
[文章內容簡介]：物聯網通訊協議：MQTT，NB-IOT，Zigbee，CoAP，RFID，BLUETOOTH，NFC，4G，HTTP的區別
一、按網絡四層協議分類
NB-IoT，LORA，WIFI，藍牙，zigbee，4G都是物理層的，這幾個都需要芯片模組支持（硬件支持）
而MQTT，COAP，HTTP都是應用層協議，這些需要開發服務器，或者對接云平臺廠商（軟件支持）
所以（MQTT，COAP，HTTP）是居于（NB-IoT，LORA，WIFI，藍牙，zigbee，4G）的上層協議物理層中
二、按需要網關來分類
不需要網關：NB-IoT，4G（芯片可以直接連上移動，聯通，電信運營商）
需要網關：LORA，WIFI，zigbee（不能直接連上電信運營商，需要通過一個網關中轉才能連上電信運營商）
藍牙比較特別，是兩個藍牙設備之間互聯
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，價格貴
WIFI和zigbee對比：
wifi 功耗高，傳輸數據快，一個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zigbee網關可以加入成千上萬的zigbee設備
四、應用層協議：MQTT和COAP對比
1、MQTT
mqtt 是一個基于客戶端-服務器的消息發布/訂閱傳輸協議。MQTT協議是輕量、簡單、開放和易于實現的，這些特點使它適用范圍非常廣泛。
在很多情況下，包括受限的環境中，如：機器與機器（M2M）通信和物聯網（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協議網絡傳輸層由TCP改為UDP。
2.2、基于REST，server的資源地址和互聯網一樣也有類似url的格式，客戶端同樣有POST，GET,PUT,DELETE方法來訪問server，對HTTP做了簡化。
2.3、COAP是二進制格式的，HTTP是文本格式的，COAP比HTTP更加緊湊。
2.4、輕量化，COAP最小長度僅僅4B，一個HTTP的頭都幾十個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, 即可以同時向多個設備發送請求。
2.7、非長連接通信，適用于低功耗物聯網場景。
物聯網組網技術
WIFI
優點：
設備可接入互聯網
避免布線
缺點：
距離近（50米）
功耗大
必須有熱點
連接數量少（一般最多16臺設備）
應用場景：
天貓精靈、獨立工作的家電
藍牙
缺點：
功耗大
連接過程繁瑣
安全性低
距離近（50米）
不可直接接入互聯網
連接數量少
應用場景：
藍牙音箱、鍵盤
ZigBee
ZigBee是一種低速短距離傳輸的無線協議
優點：
低速、低耗電、低成本
支持大量節點（最多65000個）
自組網
缺點：
不可接入互聯網
短距離（10到100米）
穿透性差
應用場景：
智能家居（小米）
2G/4G/5G
移動網絡
優點：
遠距離（10KM）
可接入互聯網
移動性強
缺點：
4G/5G成本高，功耗大
2G即將退網
應用場景：
共享單車、豐巢
NB-IoT
窄帶物聯網（Narrow Band Internet of Things,NB-IoT）可直接部署于GSM網絡（2G）、UMTS網絡或LTE網絡（4G），以降級部署成本、實現平滑升級。
優點：
遠距離（10KM）
低功率
可接入互聯網（手機卡）
移動性強
缺點：
需要基站支持，這幾年高速發展、慢慢覆蓋全國
某些地區沒信號
LoRa
LoRa是低功耗局域網無線標準
優點：
遠距離（城鎮2~5KM，郊區15KM）
低功耗（據說電池可工作10年）
安全（AES128加密）
缺點：
速度慢
不可接入互聯網
應用場景：
農業信息化、環境監測、智能抄表
網關
LoRa或ZigBee不能直接接入互聯網，所以需要用到網關
網關又稱網間連接器、協議轉換器。網關在網絡層以上實現網絡互聯，是復雜的網絡互聯設備，僅用于兩個高層協議的網絡互聯
物聯網中常見的物聯通信協議
TCP
TCP是一種面向連接、可靠的、基于字節流的傳輸層通信協議
特點：
面向連接
可靠通信方式
基于流的方式
缺點：
花銷大
設備必須時刻保持連接狀態（功耗大）
消耗時間比較久
UDP
用戶數據報協議，支持一個無連接的傳輸協議
特點：
不需要連接
速度快
不需要應答
缺點：
不可靠
TCP和UDP比較
TCP UDP
可靠 不可靠
面向連接 無連接
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合
HTTP
HTTP是基于客戶/服務器模式，且面向連接的（建立在TCP之上）。典型的HTTP事務處理有如下的過程：
客戶與服務器建立連接
客戶向服務器提出請求
服務器接收請求，并根據請求返回相應的文件作為應答
客戶與服務器關閉連接
缺點：
必須有客戶端主動向服務器發送請求，服務器無法主動通知客戶端
要實習HTTP需要更多硬件資源（硬件成本更高）
結論：
不適合物聯網
MQTT
MQTT是一個基于客戶端/服務器的消息發布/訂閱的傳輸協議。
機器與機器（M2M)通信和物聯網（IoT）。其在，通過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。
特別適合于網絡代價昂貴、帶寬低、不可靠的環境。
能在處理和內存資源有限的嵌入式設備中運行。
使用發布/訂閱消息模式，提供一對多的消息發布，從而解除應用程序耦合。
使用TCP/IP提供網絡連接。
提供Last Will 和 Testament特性通知有關各方客戶端異常中斷的機制。
CoAP
CoAP是一種在物聯網世界的類web協議，名字翻譯來就是”受限應用程序“。
CoAP協議網絡傳輸層UDP
它基于REST，server的資源地址和互聯網一樣也有類似url的格式。客戶端同樣有POST，GET，PUT,DELETE方法來訪問server，對HTTP做了簡化。
CoAP是二進制格式，HTTP是文本格式，CoAP比HTTP更加緊湊
輕量化、CoAP最小長度僅僅4KB，一個HTTP的頭都幾十個B了
支持可靠傳輸，數量重傳、塊傳輸。確保數據可靠到達
非長連接通信，適用于低功耗物聯網場景
CoAP MQTT
通信機制 同步 異步
連接方式 UDP TCP
使用場景 物聯網 更適合推送
功耗 低 高
支持平臺 阿里云、百度、騰訊QQ物聯等 華為、中興、移動
反向控制 不支持 支持
MQTT協議是保持連接的，所以及時性相對很好。
CoAP協議是無連接響應式通訊，因此不能主動推送，要等客戶端訪問才可以攜帶回去，及時性相對較差。
LwM2M
LwM2它的全稱是Lightweight Machine-To-Machine，它的名稱里面包含了這么兩個重要含義：
這個協議是輕量級的
這個協議適用于物聯網設備
LwM2M是適用于資源有限的終端設備管理的輕量級物聯網協議
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本文關鍵詞：物聯網通訊協議
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