《OCF技術原理及物聯網程序開發指南》繫統論述了OCF物聯網協議及開源設計方法。書中以OCF核心資源為基礎，由淺入深地描述了OCF協議的使用，並以案例的方式介紹了智能硬件在物聯網中的應用。在物聯網技術的開發過程中，使用OCF協議與平臺，將事半功倍，極大提高效率。

\"本書主要內容包括以下幾個方面： 物聯網的發展概述，主要介紹物聯網的產生、架構、技術及發展情況； OCF技術的基本原理，闡述OCF技術框架及核心功能； OCF資源模型，主要描述OCF的資源定義以及資源的操作、功能交互、消息傳遞方法； OCF的具體開發方法，包括基於Mac、Windows、Linux、Android和Arduino開發的方法，主要描述軟件工具、編譯方法、實例代碼和綜合實例。本書內容由淺入深，先繫統後實踐，技術講解與實踐案例相結合，以滿足不同層次人員的需求； 同時，本書附有實際開發的軟件實現代碼，供讀者自我學習和自我提高使用。 本書可以作為大學信息與通信工程及相關領域的高年級本科生及研究生的教材，也可以作為物聯網、OCF技術開發人員的技術參考書，還可以為物聯網方向的創客提供幫助。\"

李永華 現執教於北京郵電大學，擁有超過10年的嵌入式開發經驗，致力於物聯網和智能硬件的研究開發工作。在教學中以興趣為導向，激發學生的創造性；以素質為基礎，提高自身教學水平；以科研為手段，促進教學理念轉變。通過信息工程專業綜合改革，探索了以“學生學為中心”的教學模式，營造生動活潑的學習方法，提高學生獨立思考問題、發現問題、解決問題的能力，激發學生的創造激情。在研發及教學實踐中指導學生實現200餘個創新案例，並指導著一支物聯網開發團隊，曾在物聯網、開源硬件等技術領域進行了多場學術報告，並且出版了《AllJoyn技術原理及物聯網程序開發指南》《Arduino實戰指南——遊戲開發、智能硬件、人機交互、智能家居與物聯網設計30例》《Arduino軟硬件協同設計實戰指南》等多部物聯網技術方面的著作。

目錄




第1章物聯網技術概述

1.1物聯網基本架構

1.1.1物聯網的由來

1.1.2物聯網的結構

1.2物聯網相關技術

1.2.1接入技術

1.2.2基於網絡的信息管理技術

1.2.3物聯網語義

1.2.4M2M技術

1.3物聯網的發展

1.3.1兩化融合及互聯網+

1.3.2物聯網聯盟

1.3.3OCF技術

1.4RESTful

1.4.1概述

1.4.2實現

1.5Swagger

第2章OCF技術基礎

2.1OCF術語和定義

2.2OCF技術簡介

2.3OCF標識與尋址

2.4OCF數據類型

第3章OCF的資源模型

3.1基本概念

3.2OCF資源

3.3資源屬性

3.4資源類型

3.4.1資源類型屬性

3.4.2資源類型定義

3.4.3多“rt”值資源

3.5設備類型及資源接口

3.5.1接口屬性

3.5.2接口方法

3.6資源結構

3.6.1資源關繫

3.6.2集合

3.7第三方指定擴展

第4章OCF資源的操作

4.1概述

4.2創建

4.3檢索

4.4*新

4.5刪除

4.6通知

第5章網絡連接及終端發現

5.1網絡連接架構

5.2IPv6網絡層需求

5.3終端定義

5.4終端發現

5.5基於CoAP的終端發現

第6章OCF的功能交互

6.1服務開通

6.2資源發現

6.2.1直接發現

6.2.2間接發現/基於資源目錄

6.2.3廣播發現

6.2.4資源信息發布過程

6.2.5資源發現信息

6.2.6使用“/oic/res”的資源發現

6.2.7基於資源目錄的發現

6.3通知

6.4設備管理

6.5場景

6.6圖標

6.7內省

第7章OCF中的消息傳遞

7.1CRUDN到CoAP的映射

7.1.1具有請求和響應的CoAP方法

7.1.2內容類型

7.1.3CoAP響應代碼及塊傳輸

7.2CoAP序列通過TCP

7.3CBOR中的負載編碼

第8章OCF的應用實例

8.1OCF操作例程

8.2OCF交互場景與部署模型

8.3其他資源模型與OCF映射

8.3.1多資源模型

8.3.2支持多資源模型的OCF方法

8.3.3資源模型指示

8.3.4配置文件示例

第9章RAML定義核心資源類型

9.1OCF集合

9.2設備配置

9.3平臺配置

9.4設備

9.5維護

9.6平臺

9.7ping

9.8可發現資源基準接口

9.9可發現資源的鏈接表接口

9.10場景(頂層)

9.11場景集合

9.12場景成員

9.13資源目錄資源

9.14圖標

9.15內省資源

**0章Swagger定義核心資源類型

10.1圖標

10.2內省資源

10.3OCF集合

10.4平臺配置

10.5設備配置

10.6設備

10.7維護

10.8平臺

10.9ping

10.10資源目錄資源

10.11可發現資源

10.12場景

**1章應用資源類型規範

11.1基準模型構造

11.1.1概述

11.1.2屬性定義

11.1.3示例資源定義

11.1.4可觀察的資源類型

11.1.5復合資源類型

11.1.6基礎資源

11.2資源類型定義概述

11.3應用資源類型舉例

**2章OCF開發方法及案例

12.1基於Mac的開發方法

12.1.1Mac OSX環境下的編譯方法

12.1.2APP實例

12.1.3實例代碼

12.2基於Windows的開發方法

12.2.1軟件工具的安裝

12.2.2Windows環境下的編譯方法

12.2.3APP實例

12.3基於Linux的開發方法

12.3.1軟件工具的安裝

12.3.2Linux環境下的編譯方法

12.3.3APP實例

12.3.4實例代碼

12.4基於Android的開發方法

12.4.1軟件工具的安裝

12.4.2Android環境下的編譯方法

12.4.3APP實例

12.4.4實例代碼

12.5基於Arduino的開發方法

12.5.1配置Arduino環境

12.5.2軟件工具的安裝

12.5.3程序編譯

12.5.4實例代碼

12.6綜合實例

12.6.1Arduino實例

12.6.2Android實例

第5章 CHAPTER 5 網絡連接及終端發現 OCF所處的物聯網環境是由異構化的繫統組成的。由於這些繫統通常被定制成處理專用需求的繫統，所以它們都是由**多樣的產品和服務組成的。這些產品的範圍很廣，既涉及有限的、隻能依靠電池運行的設備，也涉及用戶可以從市場上購買到的日常使用的科技設備。現階段缺少並亟待創立一個**化的標準，以使得致力於研究OCF的不同項目組可以在一個通用網絡標準下進行精簡操作。
IETF發現了市場的變化並意識到了IPv4已經不能滿足使用需求。不隻是新的科技領域需要新技術的支持，管理*多樣的設備、日益復雜的多種子網、*高的安全和隱私要求也需要一繫列新技術標準的出現。認識到物理層/數據鏈路層的存在需求後，IETF建立了專門的工作組來精簡、提煉各種現有的網絡層技術。根據這些市場的現實情況，這個規範也意味著可以充分利用現有的無線網(如藍牙、WiFi或802.15.4)，並集中研究網絡層和由IETF所產生的相關協議。
5.1網絡連接架構 IPv4中心網絡已經發展到支持復雜的拓撲結構，其部署主要由單一的互聯網服務提供商作為單一的網絡提供。而常出現於家居住宅的*復雜的網絡拓撲，大多是通過收購*多的家庭網絡設備實現的，這依賴於技術的支持，如私有網絡地址轉換等。這些技術在搭建和設置時需要專業人員的幫助，並應避免在家庭網絡中使用，因為它們經常導致路由結構、命名和發現等服務的故障。
多段生態繫統的OCF地址，不僅會引發新設備和有關路由器的激增，同時也會增加那些引入額外邊緣路由器的新服務。所有這些新的要求都需要**的繫統架構，以解決復雜的網絡拓撲，如圖51所示，深色的部分表示非OCF部分。
圖51高層網絡和連接架構 圖51中所示的設備承擔以下幾個角色之一。
(1) IETF RFC 6434 CE路由器(用戶端邊緣路由器)中定義的IPv6節點，IPv6路由器。
(2) IPv6主機： 在IETF RFC 7084中具體定義。
(3) 6LN(6LoWPAN節點)、6LR(6LoWPAN路由器)、6LBR(6LoWPAN邊界路由器)，在IETF RFC 6775中定義。
(4) IPv6轉換器，用以在IPv6網絡、非IPv6網絡間翻譯和路由相關的設備，圖51中的網關就是一個轉換器的實例。
(5) 約束節點： 由於受約束的環境(有限的處理能力、存儲器、非易失性存儲介質和傳輸容量)需要IP網絡層下的特別適配層，並需要專門的路由協議的節點。例如，在低功率下傳輸的設備、IEEE 802.14.5、ITU G9959、低功耗藍牙和NFC等。
5.2IPv6網絡層需求 預測表明，數百億新的物聯網終端及相關服務將在未來幾年內聯機。這些端點功能範圍將從使用電池供電的具有有限的計算、存儲和帶寬的節點跨越到擁有*豐富的資源，通過以太網和WiFi鏈路工作的器件。
大約30年前部署的互聯網IPv4已經成熟，並支持多種應用，如Web瀏覽、電子郵件、語音、視頻和關鍵繫統的監測和控制。但是，IPv4的能力瀕臨用盡，並不僅僅隻是可用地址空間已被消耗的程度。
IETF開發IPv4的繼任者IPv6。OCF建議在網絡層使用IPv6。其原因如下。
(1) *大的地址空間，大大減少網絡接入轉換的需要。
(2) *靈活的地址結構，每個結構可以使用多個地址和類型，如本地鏈路、ULA、GUA和各種範圍的組播地址等； *好地支持多歸屬網絡，擁有*好的重新編號能力等。
(3) *強大的自動配置功能，如DHCPv6、SLAAC和路由器發現等。在技術約束節點上實現IP連接的操作也是基於IPv6的。
(4) 所有主流的消費者操作繫統，如iOS、Android、Windows和Linux都已經支持IPv6。**各地的主要服務提供商也都已經部署IPv6。
為了保證網絡層服務從節點到節點的互操作性，在所有節點上強制統一公共網絡層協議是至關重要的。該協議應使網絡能夠成為安全的、可管理的、可擴展的網絡，並包括約束節點和自組網狀節點。OCF建議使用IPv6作為公共的網絡層協議，以保證所有OCF設備間的互操作性。本章將關注IPv6主機、約束主機和路由器的互操作需求。
IPv6節點應支持IPv6。若一個節點支持IPv6，則應該遵守以下在本地網絡中通信的要求。
(1) 應支持IETF RFC 2460“IPv6規範”和類似IETF RFC 6434“IPv6節點要求”的相關*新。
(2) 應支持IETF RFC 4291“IPv6尋址體繫結構”和類似IETF RFC 6434“IPv6節點要求”的相關*新。
(3) 應支持IETF RFC 4861“IPv6鄰近發現”和IETF RFC 6434 “IPv6節點要求”。
(4) 應支持IETF RFC 1981“路徑MTU發現”和IETF RFC 6434“IPv6節點要求”的相關*新。
(5) 應支持IETF RFC 1981“**本地IPv6單播地址”和相關*新。
(6) 應當支持IETF RFC 3810“組播監聽發現版本2”和相關*新。
(7) IPv6路由器、IPv6主機應支持所有的節點需求。
5.3終端定義 終端的具體定義取決於正在使用的傳輸協議。對於通過IPv6的UDP上的CoAP示例，終端由IPv6地址和UDP端口號標識。
每個OCF設備至少應與一個可以與其交換請求和響應消息的終端相關聯。當消息發送到終端時，它將被傳遞到與終端相關聯的OCF設備。當請求消息傳遞到終端時，路徑組件就有足夠的能力找到目標資源。
OCF設備能與多個終端相關聯。例如，一個OCF設備可以擁有幾個IP地址或者端口號，它也可以同時支持HTTP協議和CoAP協議。
另外，當有一種方法能去清楚地用URI指定目標資源時，一個終端也可以被多個OCF設備共享。例如，當一個CoAP服務器端對托管於自身的資源使用了**不同路徑，那麼它就可以被多個OCF設備共享。然而，這對於OCF 1.0和OCF 1.1是不可能的，因為一些預定義URI(如“oic/d”)對於某些資源是強制性的。
終端由終端信息來表示。其中，終端信息是由“ep”和“pri”兩個鍵值對組成。
1. “ep” “ep”表示傳輸協議和終端定位器，指定如下內容。
(1) 傳輸協議(例如CoAP + UDP + IPv6)的組合，可以與RESTful操作(即CRUDN)交換請求和響應消息。傳輸協議套件應由IANA注冊方案表示，還允許供應商或OCF定義的方案(如“org.ocf.foo”或“com.samsung.bar”)。
(2) 終端定位器，通過該地址(如IPv6地址+端口號)可以將消息發送到終端，然後將相關聯的OCF設備發送到該地址。“CoAP”“CoAPS”“CoAP+TCP”“CoAPS+TCP”“HTTP”和“HTTPS”的終端定位器應指定為“IP地址+端口號”。不應使用臨時地址，因為終端定位器是為了接收傳入的會話，而臨時地址用於啟動傳出會話。此外，它包含在“/oic/res”中可能會導致隱私問題。
(3) “ep”應具有一個如方案組件所說明的傳輸協議的URI。例如，\"ep\":\"coap://［fe80::b1d6］:1111\"。
各傳輸協議中的“ep”值如表51所示。