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://botanicstilllife.com 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
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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本文關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議
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