MQTT 和 Modbus 的优缺点对比

MQTT和Modbus协议是物联网（IoT）躲不开的两种协议，市面上覆盖了百分之98的产品。

MQTT由IBM在1999年发布。2014年，MQTT成为OASIS（结构化信息标准促进组织）的标准，后来被ISO/IEC 20922正式采纳，成为国际标准协议。

Modbus是Modicon（施耐德）公司于1979年开发的串行通信协议。它最初设计用于公司的可编程逻辑控制器（PLC）。

MQTT的优缺点

优点：

• 基于发布/订阅模型，支持海量设备接入，天然适合分布式系统（如物联网云平台）。

• 专为不稳定网络设计，支持设备断线重连及离线消息缓存（QoS机制）。

• 轻量级协议（最小报文仅2字节），适合低带宽环境（广域空间蜂窝网络）。

• 支持自定义主题（Topic）和JSON/二进制数据格式，适应复杂业务逻辑。

• 提供3种QoS等级（最多一次、至少一次、确保到达），平衡可靠性与效率。

• 支持TLS/SSL加密及客户端认证（用户名/密码、证书），适合开放网络环境。

缺点：

• 依赖中间代理（Broker），增加通信延迟，不适合毫秒级实时控制。

• 主题和消息格式需自行定义，缺乏行业统一规范，可能增加开发成本。

• 相比Modbus，MQTT需要更多计算资源处理连接和订阅逻辑。

Modbus的优缺点

优点：

• 协议结构简单，实现成本低，适合工业自动化中的快速部署。

• 基于主从架构（客户端/服务器），逻辑清晰，适合控制命令传输。

• 适用于需要低延迟的工业场景（如PLC控制），直接读写设备寄存器效率高。

• 工业领域事实标准，几乎所有PLC、传感器、仪表均支持Modbus（RTU/TCP）。

• 需要消耗的资源少，不用经过cpu可直接访问寄存器。

缺点：

• 主从架构限制设备数量，难以支持大规模分布式系统，数量多的情况下，走线繁琐（手拉手连接方式也需要老长的线）。

• 仅支持基础读写操作（如读保持寄存器），无法处理复杂交互。

• 数据格式固定（16位寄存器），需手动解析复杂数据类型（如浮点数）。

• 没有安全机制，依赖网络隔离或防火墙保护。

总结

Modbus 更适合小规模、实时性强、硬件资源受限的工业控制场景，但对安全性和扩展性要求高的项目需谨慎选择。 MQTT 适用于大规模、设备分散、网络环境复杂且需云集成的物联网应用，但需额外投入Broker管理和协议设计。 这两种协议在某种层面上做到了互补，比如本地的机柜，可用modbus进行全域采集之后再通过mqtt上传云端，主打一个价格低廉并兼顾时效性。

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