這篇文章，我們來學習下物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)接入中的應用層協(xié)議——CoAP，這種基于REST架構的協(xié)議適用于在資源受限的低功耗設備上，其工作原理、應用場景等信息，詳見本文。

CoAP，The Constrained Application Protocol，受限應用協(xié)議，專門為物聯(lián)網(wǎng)和其他受限環(huán)境設計的一種輕量級協(xié)議，基于REST架構，與HTTP類似，但是基于 UDP，更加簡潔和高效。CoAP協(xié)議適用在資源受限的低功耗設備上，尤其是NB-IoT的設備使用。設備醒了直接發(fā)數(shù)據(jù)，發(fā)完設備休眠，省電。

他是個應用層協(xié)議，聯(lián)網(wǎng)方式，就是網(wǎng)絡接口層可以用 Wi-Fi 連接、以太網(wǎng)連接、蜂窩網(wǎng)絡連接、藍牙連接、低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）連接（如 LoRa、NB-IoT 等）。

CoAP 模仿 HTTP 的 REST 模型，服務端以 URI 方式創(chuàng)建資源，客戶端可以通過 GET、PUT、POST、DELETE方式訪問這些資源，并且協(xié)議風格也和HTTP極為相似。

MQTT可以實現(xiàn)一個最簡單的loT架構：Device+MQTT服務器+APP。手機端或Web端可以直接從MQTT服務器訂想要的主題。

而CoAP可能需要這樣的架構：CoAP+ Web+ DataBase+App。使用CoAP必須經(jīng)過DataBase才能轉(zhuǎn)給第三方。

組成部分

主要包括客戶端、服務器和消息格式等。

工作原理

客戶端向服務器發(fā)送請求消息，服務器根據(jù)請求進行相應的響應。CoAP 采用了類似于 HTTP 的請求/響應模式，但針對受限環(huán)境進行了優(yōu)化。

CoAP 報文：

報文結構：CoAP報文由固定的4字節(jié)頭部、0-8字節(jié)的Token、0或多個TLV格式的Option、可選的Payload組成。

報文類型：CoAP定義了四種報文類型，分別是CON（需要應答的報文）、NON（無需應答的報文）、ACK（應答報文）和RST（復位報文）。

Code字段：Code字段占一個字節(jié)，用于表示請求方法或響應碼。例如，0.01表示GET方法，2.00表示成功響應。文本類型（text/plain）、二進制類型（application/octet-stream）、JSON類型（application/json）是在物聯(lián)網(wǎng)中應用最廣泛的三種媒體類型，application/link-format 則是專屬于 CoAP 的媒體類型，一般在 CoAP 資源發(fā)現(xiàn)中使用。

Token：用于匹配Request和Response，或者用于消息防偽造等場景。

Options：通過報文選項可設定CoAP請求參數(shù)和負載媒體類型等。

Payload：真正有用的被交互的數(shù)據(jù)。

CoAP 和 HTTP對比

特點

輕量級：協(xié)議開銷小，適合資源受限設備。COAP 是二進制格式的，HTTP 是文本格式的，COAP 比 HTTP 更加緊湊。COAP 最小長度僅僅4B，一個HTTP的頭都幾十個B了。

低功耗：非長連接通信，適應低功耗網(wǎng)絡的需求。

支持可靠傳輸：雖然基于 UDP，但通過四種報文類型的組合及重傳機制提高了傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

應用場景

智能家居：如智能家電的控制和狀態(tài)監(jiān)測。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：工廠內(nèi)設備的通信。

智能農(nóng)業(yè)：農(nóng)田監(jiān)測設備的數(shù)據(jù)傳輸。

可穿戴設備等領域，實現(xiàn)設備與服務器之間的高效交互。