简析Modbus与MQTT的区别

Modbus和MQTT是工业领域中两种不同的通信协议，在设计目标、应用场景、通信模式等方面存在显著差异，以下从多个维度简析两者的区别：

1.设计目标与起源

Modbus

诞生于1979年，由施耐德公司开发，最初为串行通信（RS232/RS485）设计，目标是解决工业设备（如PLC、传感器、仪表）之间的短距离、点对点或小范围组网通信，核心是设备间直接的数据读写控制。

属于工业现场总线协议，侧重底层设备的高效数据交互。

MQTT

2013年由OASIS标准化，最初为石油管道远程监控设计，目标是在低带宽、高延迟、不稳定网络环境下实现设备与云端（或中心节点）的轻量级通信，核心是数据的发布与订阅。

属于物联网（IoT）协议，侧重设备与云端的异步通信。

2.通信模式

Modbus

采用主从（ClientServer）模式：

只有1个主站（客户端），可主动发送请求（如读/写指令）。

多个从站（服务器）被动响应，从站之间无法直接通信。

例：PLC（主站）向智能电表（从站）发送“读电量”请求，电表返回数据。

MQTT

采用发布订阅（PublishSubscribe）模式：

无主从之分，设备可作为发布者（Publish）、订阅者（Subscribe）或两者兼具。

通过中间代理（Broker）转发消息，发布者与订阅者解耦（无需知道对方存在）。

例：温度传感器（发布者）向“temperature”主题发布数据，所有订阅该主题的设备（如监控系统）可收到消息。

4.功能与适用场景

Modbus

强项：设备控制与实时交互，如读写寄存器、线圈（开关量）、设置参数等（功能码定义明确，如0x03读保持寄存器）。

适用场景：工业现场设备（PLC、仪表、传感器）近距离通信，如配电系统中电表与采集器的本地数据交互。

MQTT

强项：大规模设备联网与数据分发，支持异步通信、断线重连、遗嘱消息（设备离线通知）等。

适用场景：物联网远程监控（如分布式光伏电站向云端上传发电数据）、跨地域设备集群管理。

5.扩展性与灵活性

Modbus

功能码固定（如0x010x17），扩展需自定义功能码，兼容性较差。

从站数量有限（RTU最多247个），不适合大规模设备组网。

MQTT

主题（Topic）可灵活分级（如“factory/line1/temp”），支持海量设备分类管理。

协议本身不限制设备数量，通过Broker可扩展至百万级设备（如阿里云IoT、EMQX等平台）。

总结

Modbus是工业现场的“指令型协议”，适合主从设备间的实时控制与小数据交互，依赖近距离、高可靠性的物理链路。

MQTT是物联网的“消息型协议”，适合设备与云端的异步数据分发，适应低带宽、大规模、跨地域的场景。

实际应用中，两者可结合使用：例如现场设备通过Modbus通信，再通过网关将数据转换为MQTT格式上传至云端。

审核编辑 黄宇