物联网已经无处不在，本书主要讲解CoAP协议，这是一个IETF组织编写的面向低功耗设备的物联网应用层协议。CoAP协议具有很多优点，掌握了CoAP协议，物联网软件工程师能快速开发物联网嵌入式设备：1)CoAP协议传输层协议采用UDP，对于终端来说UDP的确可以减少一部分能耗；2)CoAP协议采用请求响应工作模式，当终端设备发送CoAP请求之后，服务器将返回合适响应码，终端通过响应吗可以判断服务器的处理结果；3)CoAP协议包含重传机制，不用再重新设计重传方法；4)CoAP协议参考很多了HTTP协议的成功经验，例如CoAP请求方法、CoAP选项定义和CoAP响应码等，所以Web开发工程师也可以很好容易掌握CoAP。

徐凯，嵌入式软件工程师，现就职于美的集团洗衣机事业部。擅长嵌入式Web系统和6LoWPAN无线传感网应用，精通物联网应用层协议CoAP和物联网操作系统Contiki。

前言
章物联网与网络协议1
1.1本章主要内容1
1.2物联网与IP2
1.2.1IPv42
1.2.2IPv62
1.2.36LoWPAN3
1.3物联网与HTTP6
1.3.1HTTP6
1.3.2REST风格6
1.4物联网与CoAP7
1.4.1CoAP8
1.4.2RFC文档汇总8
1.5物联网与MQTT协议10
1.5.1MQTT协议10
1.5.2MQTT主题10
1.5.3MQTT服务质量11
1.6本章小结12
第2章物联网与开源硬件13
2.1本章主要内容13
2.2Arduino13
2.2.1Arduino简介13
2.2.2常用Arduino型号14
2.2.3Arduino扩展接口15
2.3树莓派16
2.3.1树莓派简介16
2.3.2常用树莓派型号16
2.3.3树莓派扩展接口19
2.4本章小结20
第3章网络技术回顾22
3.1本章主要内容22
3.2IP23
3.2.1动手尝试23
3.2.2IPv4首部26
3.2.3IPv4地址27
3.2.4IPv6首部28
3.2.5IPv6地址30
3.3UDP31
3.3.1动手尝试31
3.3.2UDP首部35
3.3.3UDP示例分析35
3.4TCP37
3.4.1动手尝试37
3.4.2TCP首部41
3.4.3TCP示例分析42
3.4.4UDP与TCP对比43
3.5HTTP44
3.5.1动手尝试44
3.5.2HTTP工作模式50
3.5.3HTTP首部51
3.5.4HTTP请求方法53
3.5.5HTTP状态码53
3.5.6HTTP首部字段54
3.5.7HTTP的优势与问题54
3.6本章小结56
第4章CoAP快速入门57
4.1本章主要内容57
4.2Copper插件入门58
4.2.1Copper插件安装58
4.2.2Copper插件入门示例59
4.3ArduinoCoAP服务器实现61
4.3.1获取示例61
4.3.2示例说明62
4.3.3动手测试67
4.3.4着手分析70
4.4本章小结73
第5章CoAP核心74
5.1本章主要内容74
5.2CoAP首部74
5.2.1版本编号Ver75
5.2.2报文类型T75
5.2.3标签长度指示TKL75
5.2.4准则Code76
5.2.5报文序号MessageID77
5.2.6标签Token77
5.2.7选项Options77
5.2.8分隔符0xFF78
5.2.9负载Payload78
5.3CoAP工作模式78
5.3.1逻辑分层结构79
5.3.2报文类型79
5.3.3请求/响应模式81
5.4CoAP重传机制83
5.4.1CoAP重传情况分析83
5.4.2传输参数说明84
5.4.3优选传输耗时（MAX_TRANSMIT_SPAN）85
5.4.4优选等待时间（MAX_TRANSMIT_WAIT）86
5.5CoAP方法87
5.5.1GET87
5.5.2POST87
5.5.3PUT87
5.5.4DELETE87
5.6CoAP响应码87
5.6.1正确响应88
5.6.2客户端错误88
5.6.3服务器错误89
5.7CoAP选项90
5.7.1选项格式90
5.7.2URI相关选项91
5.7.3Content-Format选项92
5.7.4Accept选项92
5.7.5Etag选项92
5.7.6If-Match选项94
5.7.7If-None-Match选项96
5.7.8选项示例97
5.8CoAP媒体类型99
5.8.1link-format类型100
5.8.2文本与二进制类型100
5.8.3JSON类型101
5.9本章小结102
第6章CoAP扩展103
6.1本章主要内容103
6.2CoAP资源描述103
6.2.1CoAP资源描述原理103
6.2.2CoAP资源描述详解105
6.3CoAP观察者模式106
6.3.1观察者模式原理106
6.3.2CoAP观察选项107
6.3.3观察者模式示例108
6.4本章小结110
第7章CoAP软件实现111
7.1本章主要内容111
7.2libcoap112
7.2.1libcoap安装112
7.2.2libcoap使用详解114
7.2.3libcoap入门示例117
7.3aiocoap119
7.3.1aiocoap安装120
7.3.2aiocoap入门示例120
7.3.3aiocoap块传输示例124
7.3.4aiocoap树莓派GPIO示例126
7.4node-coap129
7.4.1Node.js安装130
7.4.2node-coap入门示例132
7.4.3node-coap媒体类型示例135
7.5Californium137
7.5.1准备工作137
7.5.2Californium入门示例140
7.6本章小结149
第8章CoAP调试工具150
8.1本章主要内容150
8.2Copper调试工具150
8.2.1Copper地址栏151
8.2.2Copper工具栏152
8.2.3Copper响应首部153
8.2.4Copper负载内容154
8.2.5Copper请求选项154
8.2.6Copper使用示例155
8.3Wireshark163
8.3.1Wireshark安装164
8.3.2Wireshark使用164
8.3.3Wireshark示例166
8.4本章小结169
第9章微型物联网系统——服务器部分171
9.1本章主要内容171
9.2假想需求171
9.3原型设计172
9.3.1系统结构说明172
9.3.2系统流程设计173
9.3.3网页原型设计174
9.4详细设计174
9.4.1技术选型说明175
9.4.2数据库设计176
9.4.3CoAPAPI设计176
9.4.4HTTPAPI设计177
9.5具体实现179
9.5.1数据库实现180
9.5.2CoAP路由实现183
9.5.3Web前端实现190
9.5.4Web后端实现195
9.6综合测试199
9.6.1启动微型物联网系统199
9.6.2增加模拟数据200
9.6.3访问默认设备200
9.6.4使用分页功能200
9.6.5访问其他设备201
9.7本章小结202
0章微型物联网系统——设备部分203
10.1本章主要内容203
10.2设备与网络结构说明203
10.2.1设备说明203
10.2.2网络结构说明205
10.3Contiki入门206
10.3.1Contiki初步207
10.3.2native入门示例211
10.3.3安装交叉工具链212
10.3.4SensorTag入门示例213
10.4搭建边界路由218
10.4.1创建Slip-Radio218
10.4.2创建Native-Border-Router219
10.5增加NAT64223
10.5.1NAT64简介223
10.5.2安装Jool224
10.5.3UDPNAT64示例225
10.6CoAPClientSensor231
10.6.1加入网络并启动任务232
10.6.2获取传感器数据233
10.6.3传递传感器数据235
10.7综合测试238
10.7.1启动CoAP服务器238
10.7.2启动边界路由和NAT64239
10.7.3生成并下载固件239
10.7.4查看运行结果239
10.8本章小结242
参考文献243