CoAP

CoAP（Constrained Application Protocol）、UDP Socket

前置阅读：TCP/UDP

学习目标

• 理解 CoAP 的设计理念——为资源受限设备设计的 RESTful 协议，基于 UDP
• 掌握 CoAP GET/PUT/POST/DELETE 与 HTTP 的对应关系
• 掌握 CoAP 可观察（Observe）模式——Server 数据变化时主动通知 Client
• 能够在 WS63 上实现 CoAP 服务端或客户端

基本概念

CoAP vs MQTT

对比项	CoAP	MQTT
传输层	UDP（无连接、更轻量）	TCP（可靠有序）
模型	RESTful（URI 资源）	发布/订阅（Topic）
需要 Broker	不需要（直连）	需要
安全	DTLS	TLS
适用场景	局域网低功耗设备	跨互联网云平台

RESTful 模型

CoAP URI 标识资源，方法操作资源：

方法	对应 HTTP	说明
GET	GET	读取资源值
PUT	PUT	更新资源值
POST	POST	创建新资源
DELETE	DELETE	删除资源

可观察（Observe）模式

Client 注册对某资源的观察 → Server 资源值变化时自动推送——类似 MQTT Subscribe 但无需 Broker。

涉及 API

API	用途
CoAP context 初始化	创建 CoAP context
coap_add_resource()	Server 注册资源 URI
coap_register_observe()	Server 注册可观察资源
coap_send_request()	Client 发送 GET/PUT/POST
CoAP 响应回调	Client 收到 Server 回复

CoAP 通常通过第三方库（如 libcoap）实现，具体 API 以 SDK 实际集成为准。

案例说明

做什么

WS63 作为 CoAP Server 暴露温度资源 → CoAP Client 通过 GET 读取 → 注册 Observe 接收温度变化推送。

关键配置

参数	推荐值	说明
CoAP 端口	5683	标准端口（5684 = DTLS 加密）
Observe 推送间隔	温度变化 > 0.5°C	避免频繁推送
消息可靠性	CON / NON	CON 需 ACK 确认、NON 不需

代码详解

CoAP Server 注册资源

/* 温度资源 GET handler */
static void temp_get_handler(coap_context_t *ctx,
                              coap_resource_t *resource,
                              coap_session_t *session,
                              coap_pdu_t *request,
                              coap_binary_t *token,
                              coap_string_t *query,
                              coap_pdu_t *response) {
    float temp = read_temperature();
    coap_add_data(response, sizeof(temp), (uint8_t *)&temp);
}

/* 注册资源 */
coap_resource_t *res = coap_resource_init(
    coap_make_str_const("/sensors/temp"),
    COAP_RESOURCE_FLAGS_NOTIFYABLE);
coap_resource_set_get_observable(res, 1);
coap_register_handler(res, COAP_REQUEST_GET, temp_get_handler);
coap_add_resource(ctx, res);

Observe 推送

/* 温度变化时通知所有 Observer */
void notify_temp_change(coap_context_t *ctx, float new_temp) {
    coap_resource_notify_observers(
        ctx->resource,              // "/sensors/temp" 资源
        NULL, NULL,                 // 通知所有观察者
        sizeof(new_temp),
        (uint8_t *)&new_temp);
}

Client GET 请求

coap_pdu_t *pdu = coap_new_pdu(COAP_MESSAGE_CON, COAP_REQUEST_GET);
coap_add_option(pdu, COAP_OPTION_URI_PATH,
                coap_make_str_const("sensors/temp"));
coap_send(session, pdu);
/* 等待 Server 响应——包含温度值 */

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