MQTT Sparkplug vs. 其他通信技术：效率对比

当我们比较工业通信中常用的技术，如OPC-UA、HTTP、Modbus、MQTT和Sparkplug，通信效率是一个关键的考量因素。在这篇文章中，我们将从几个通信标准的角度来进行比较，这些标准会影响传输带宽的利用。

连接开销：连接开销是建立通信连接所需的开销，包括握手、协议开销等。在这方面的比较如下：

• OPC-UA：OPC-UA连接的建立较为复杂，需要多个步骤，包括握手、安全协商和会话创建，因此连接开销较高。
• Modbus：Modbus的连接开销很低，因为它不需要复杂的握手或会话管理，通常只涉及网络连接和设备寻址。
• HTTP：HTTP的连接开销较高，每个HTTP请求-响应周期通常需要建立新的连接，涉及握手、头部交换和会话管理等额外开销。
• MQTT：MQTT设计简单高效，连接开销较低，使用二进制协议和小型头部，减少了连接和维护的数据量。
• Sparkplug：Sparkplug与MQTT相比，引入的额外开销较小，因为它主要定义了有效载荷格式和数据表示，而没有改变连接行为。

连接持久性：连接持久性涉及连接建立后需要保持连接的开销，以及连接的稳定性。在这方面的比较如下：

• OPC-UA：OPC-UA支持客户端-服务器模型，可以选择持久或非持久连接。
• Modbus：Modbus通常不使用持久连接，每个请求都会建立一个连接。
• HTTP：HTTP是无状态协议，每个HTTP请求-响应周期都是独立的，默认情况下不保持连接活动。
• MQTT：MQTT使用持久连接模型，可以长期保持连接，提供保活和自动重连功能。
• Sparkplug：Sparkplug基于MQTT，继承了MQTT的连接特性，支持持久连接。

数据变化：数据变化机制涉及是否支持“变化时传送”，即只在数据变化时传输数据，以减少不必要的数据传输。在这方面的比较如下：

• OPC-UA：OPC-UA通过订阅模型支持“变化时传送”机制，只在订阅的数据变化时发送更新。
• Modbus：Modbus不支持内置的数据变化传送机制，主要提供直接访问数据点的功能。
• HTTP：HTTP本身不支持“变化时传送”，但可以在应用层使用长轮询或服务器发送事件（SSE）等技术来实现。
• MQTT：MQTT并没有内置“变化时传送”机制，但可以与其他协议或应用逻辑配合使用，以实现该功能。
• Sparkplug：Sparkplug原生支持“变化时传送”机制，定义了标准有效载荷格式，只在数据值变化时发送更新。

数据压缩：数据压缩涉及在传输中减小数据大小，以提高传输效率。在这方面的比较如下：

• OPC-UA：OPC-UA使用的数据传输格式通常不支持数据压缩，而且压缩率较低。
• Modbus：Modbus不支持数据压缩，侧重于简单高效的数据传输。
• HTTP：HTTP支持内容编码等特性，可以在应用层进行数据压缩。
• MQTT：MQTT不包含内置的数据压缩，但可以与其他压缩技术或库结合使用。
• Sparkplug：Sparkplug采用Google Protobuf作为数据格式，具有一定的压缩能力。

综上所述，不同的技术在连接开销、连接持久性、数据变化和数据压缩方面有不同的特点。对于工业场景，Sparkplug协议在多个方面都表现出色，特别适合高效的数据传输和变化时传送。