無線物聯(lián)網(wǎng)中CoAP協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn)
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2．3 CoAP的交互模型
CoAP使用類似于HTTP的請求／響應(yīng)模型：CoAP終端節(jié)點(diǎn)作為客戶端向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)或多個(gè)請求，服務(wù)器端回復(fù)客戶端的CoAP請求。不同于HTTP，CoAP的請求和響應(yīng)在發(fā)送之前不需要事先建立連接，而是通過CoAP信息來進(jìn)行異步信息交換。CoAP協(xié)議使用UDP進(jìn)行傳輸。這是通過信息層選項(xiàng)的可靠性來實(shí)現(xiàn)的。CoAP定義了四種類型的信息：可證實(shí)的CON(Confirmable)信息，不可證實(shí)的NON(Non-Confirmable)信息，可確認(rèn)的ACK(Acknowledgement)信息和重置信息RST(Reset)。方法代碼和響應(yīng)代碼包含在這些信息中，實(shí)現(xiàn)請求和響應(yīng)功能。這四種類型信息對于請求／響應(yīng)的交互來說是透明的。
CoAP的請求／響應(yīng)語義包含在CoAP信息中，其中分別包含方法代碼和響應(yīng)代碼。CoAP選項(xiàng)中包含可選的(或默認(rèn)的)請求和響應(yīng)信息，例如URI和負(fù)載內(nèi)容類型。令牌選項(xiàng)用于獨(dú)立匹配底層的請求到響應(yīng)信息。
請求／響應(yīng)模型：請求包含在可證實(shí)的或不可證實(shí)的信息中，如果服務(wù)器端是立即可用的，它對請求的應(yīng)答包含在可證實(shí)的確認(rèn)信息中來進(jìn)行應(yīng)答。圖5是基本的GET請求和響應(yīng)模式，其中圖5(a)表示成功發(fā)送請求和收到ACK確認(rèn)信息，圖5(b)表示重傳了請求信息，然后才收到ACK確認(rèn)信息。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/153550.htm
雖然CoAP協(xié)議目前還在制定當(dāng)中，但Contiki和TinyOS嵌入式操作系統(tǒng)已經(jīng)支持CoAP協(xié)議。Contiki是一個(gè)多任務(wù)操作系統(tǒng)，并帶有uIPv6協(xié)議棧，適用于嵌入式系統(tǒng)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，它占用系統(tǒng)資源小，適用于資源受限的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備。目前，火狐瀏覽器已經(jīng)集成了Copper插件，從而實(shí)現(xiàn)了CoAP協(xié)議。但是這種方式只能讀取傳感器節(jié)點(diǎn)上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，而不能查看各種歷史數(shù)據(jù)。為此，在Contiki系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，基于uIPv6START KIT無線網(wǎng)絡(luò)開發(fā)套件，用自己編寫的客戶端程序?qū)崿F(xiàn)了和數(shù)據(jù)庫的交互，把歷史數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中，從而在Web瀏覽器端不僅可以訪問傳感器節(jié)點(diǎn)上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還能查看歷史數(shù)據(jù)，以便于分析問題。
3 實(shí)驗(yàn)平臺及CoAP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)
3．1 實(shí)驗(yàn)平臺
硬件平臺式是美信凌科公司的IPv6智能網(wǎng)關(guān)(MXG300)、MX231CC節(jié)點(diǎn)、USB無線網(wǎng)卡(STICK)和JTAG下載器。實(shí)驗(yàn)的硬件平臺配置和硬件平臺如圖6，圖7所示。軟件平臺是WinAVR和AVR studio，用于向節(jié)點(diǎn)和USB網(wǎng)卡中下載程序。
其中IPv6智能網(wǎng)關(guān)上的主要芯片有：BCM 6358UKFBG支持多用戶以太網(wǎng)功能，具有高度優(yōu)化的32 MIPS CPU和標(biāo)準(zhǔn)的EJTAG調(diào)試器；BCM53 25EKQMG集成了5個(gè)收發(fā)器，具有128 KB的數(shù)據(jù)包緩沖區(qū)，最多可以支持2K的MAC地址，支持地址自動學(xué)習(xí)，提供真正的即插即用連接，而且是低功耗的；SIGe2521A60提供2．4～2．5 GHz的無線工作頻段范圍，應(yīng)用于ISM 2．4．GHz的無線解決方案。
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