IoT开发实战

作品简介

本书的示例可以让你更快地熟悉物联网系统。本书包括很多与物联网系统相关的基础知识，通过这些基础知识的学习可以加深你对物联网系统的理解。通过本书中的多个动手示例，你可以掌握物联网系统的调试方法。对于嵌入式工程师而言，本书可以帮助你从不同角度了解低功耗设备如何连接网络。通过CoAP的学习可以从另一个角度熟悉HTTP。CoAP和HTTP都是设备连接网络的常见手段。我个人喜欢阅读技术图书，通过阅读图书可以系统地掌握一门新技术，我也希望本书可以帮助读者熟练掌握CoAP，并把它应用于物联网系统中。

CoAP可以帮助低功耗智能终端接入网络，通过这种标准协议也可以降低物联网系统的开发难度，尤其可降低物联网Web平台的开发难度。对于应用CoAP的终端设备来说，同样会遵守REST标准，使用类似的资源描述方法，使用相同的请求方法，应用相同的JSON数据包。对于物联网Web平台来说，处理一次终端设备的数据上传和处理一次Ajax表单提交同样容易。

作品目录

• 前言
• 第1章　物联网与网络协议
• 1.1　本章主要内容
• 1.2　物联网与IP
• 1.2.1　IPv4
• 1.2.2　IPv6
• 1.2.3　6LoWPAN
• 1.3　物联网与HTTP
• 1.3.1　HTTP
• 1.3.2　REST风格
• 1.4　物联网与CoAP
• 1.4.1　CoAP
• 1.4.2　RFC文档汇总
• 1.5　物联网与MQTT协议
• 1.5.1　MQTT协议
• 1.5.2　MQTT主题
• 1.5.3　MQTT服务质量
• 1.6　本章小结
• 第2章　物联网与开源硬件
• 2.1　本章主要内容
• 2.2　Arduino
• 2.2.1　Arduino简介
• 2.2.2　常用Arduino型号
• 2.2.3　Arduino扩展接口
• 2.3　树莓派
• 2.3.1　树莓派简介
• 2.3.2　常用树莓派型号
• 2.3.3　树莓派扩展接口
• 2.4　本章小结
• 第3章　网络技术回顾
• 3.1　本章主要内容
• 3.2　IP
• 3.2.1　动手尝试
• 3.2.2　IPv4首部
• 3.2.3　IPv4地址
• 3.2.4　IPv6首部
• 3.2.5　IPv6地址
• 3.3　UDP
• 3.3.1　动手尝试
• 3.3.2　UDP首部
• 3.3.3　UDP示例分析
• 3.4　TCP
• 3.4.1　动手尝试
• 3.4.2　TCP首部
• 3.4.3　TCP示例分析
• 3.4.4　UDP与TCP对比
• 3.5　HTTP
• 3.5.1　动手尝试
• 3.5.2　HTTP工作模式
• 3.5.3　HTTP首部
• 3.5.4　HTTP请求方法
• 3.5.5　HTTP状态码
• 3.5.6　HTTP首部字段
• 3.5.7　HTTP的优势与问题
• 3.6　本章小结
• 第4章　CoAP快速入门
• 4.1　本章主要内容
• 4.2　Copper插件入门
• 4.2.1　Copper插件安装
• 4.2.2　Copper插件入门示例
• 4.3　Arduino CoAP服务器实现
• 4.3.1　获取示例
• 4.3.2　示例说明
• 4.3.3　动手测试
• 4.3.4　着手分析
• 4.4　本章小结
• 第5章　CoAP核心
• 5.1　本章主要内容
• 5.2　CoAP首部
• 5.2.1　版本编号Ver
• 5.2.2　报文类型T
• 5.2.3　标签长度指示TKL
• 5.2.4　准则Code
• 5.2.5　报文序号Message ID
• 5.2.6　标签Token
• 5.2.7　选项Options
• 5.2.8　分隔符0xFF
• 5.2.9　负载Payload
• 5.3　CoAP工作模式
• 5.3.1　逻辑分层结构
• 5.3.2　报文类型
• 5.3.3　请求/响应模式
• 5.4　CoAP重传机制
• 5.4.1　CoAP重传情况分析
• 5.4.2　传输参数说明
• 5.4.3　最大传输耗时（MAX_TRANSMIT_SPAN）
• 5.4.4　最大等待时间（MAX_TRANSMIT_WAIT）
• 5.5　CoAP方法
• 5.5.1　GET
• 5.5.2　POST
• 5.5.3　PUT
• 5.5.4　DELETE
• 5.6　CoAP响应码
• 5.6.1　正确响应
• 5.6.2　客户端错误
• 5.6.3　服务器错误
• 5.7　CoAP选项
• 5.7.1　选项格式
• 5.7.2　URI相关选项
• 5.7.3　Content-Format选项
• 5.7.4　Accept选项
• 5.7.5　Etag选项
• 5.7.6　If-Match选项
• 5.7.7　If-None-Match选项
• 5.7.8　选项示例
• 5.8　CoAP媒体类型
• 5.8.1　link-format类型
• 5.8.2　文本与二进制类型
• 5.8.3　JSON类型
• 5.9　本章小结
• 第6章　CoAP扩展
• 6.1　本章主要内容
• 6.2　CoAP资源描述
• 6.2.1　CoAP资源描述原理
• 6.2.2　CoAP资源描述详解
• 6.3　CoAP观察者模式
• 6.3.1　观察者模式原理
• 6.3.2　CoAP观察选项
• 6.3.3　观察者模式示例
• 6.4　本章小结
• 第7章　CoAP软件实现
• 7.1　本章主要内容
• 7.2　libcoap
• 7.2.1　libcoap安装
• 7.2.2　libcoap使用详解
• 7.2.3　libcoap入门示例
• 7.3　aiocoap
• 7.3.1　aiocoap安装
• 7.3.2　aiocoap入门示例
• 7.3.3　aiocoap块传输示例
• 7.3.4　aiocoap树莓派GPIO示例
• 7.4　node-coap
• 7.4.1　Node.js安装
• 7.4.2　node-coap入门示例
• 7.4.3　node-coap媒体类型示例
• 7.5　Californium
• 7.5.1　准备工作
• 7.5.2　Californium入门示例
• 7.6　本章小结
• 第8章　CoAP调试工具
• 8.1　本章主要内容
• 8.2　Copper调试工具
• 8.2.1　Copper地址栏
• 8.2.2　Copper工具栏
• 8.2.3　Copper响应首部
• 8.2.4　Copper负载内容
• 8.2.5　Copper请求选项
• 8.2.6　Copper使用示例
• 8.3　Wireshark
• 8.3.1　Wireshark安装
• 8.3.2　Wireshark使用
• 8.3.3　Wireshark示例
• 8.4　本章小结
• 第9章　微型物联网系统——服务器部分
• 9.1　本章主要内容
• 9.2　假想需求
• 9.3　原型设计
• 9.3.1　系统结构说明
• 9.3.2　系统流程设计
• 9.3.3　网页原型设计
• 9.4　详细设计
• 9.4.1　技术选型说明
• 9.4.2　数据库设计
• 9.4.3　CoAP API设计
• 9.4.4　HTTP API设计
• 9.5　具体实现
• 9.5.1　数据库实现
• 9.5.2　CoAP路由实现
• 9.5.3　Web前端实现
• 9.5.4　Web后端实现
• 9.6　综合测试
• 9.6.1　启动微型物联网系统
• 9.6.2　增加模拟数据
• 9.6.3　访问默认设备
• 9.6.4　使用分页功能
• 9.6.5　访问其他设备
• 9.7　本章小结
• 第10章　微型物联网系统——设备部分
• 10.1　本章主要内容
• 10.2　设备与网络结构说明
• 10.2.1　设备说明
• 10.2.2　网络结构说明
• 10.3　Contiki入门
• 10.3.1　Contiki初步
• 10.3.2　native入门示例
• 10.3.3　安装交叉工具链
• 10.3.4　SensorTag入门示例
• 10.4　搭建边界路由
• 10.4.1　创建Slip-Radio
• 10.4.2　创建Native-Border-Router
• 10.5　增加NAT64
• 10.5.1　NAT64简介
• 10.5.2　安装Jool
• 10.5.3　UDP NAT64示例
• 10.6　CoAP Client Sensor
• 10.6.1　加入网络并启动任务
• 10.6.2　获取传感器数据
• 10.6.3　传递传感器数据
• 10.7　综合测试
• 10.7.1　启动CoAP服务器
• 10.7.2　启动边界路由和NAT64
• 10.7.3　生成并下载固件
• 10.7.4　查看运行结果
• 10.8　本章小结
• 参考文献