1. 前言
- 提到CoAP不能不提MQTT协议，MQTT协议可以保持长链接，具有一定的实时性，云端向客户端发送消息，设备端可以在最短的时间内接收并作出响应，所以MQTT更适合于实时控制场景，需要保持长连接，不停发送心跳报文，这就不会省电，不适用于低功耗场景。
- CoAP (Constrained Application Protocol)是受限制的应用协议的代名词，特点是低功耗，数据发完就可以休眠，所以CoAP更适合于数据采集的场合，由UDP承载，满足受限环境下M2M(Machine-to-Machine)的需求的协议。
2. CoAP协议报文
（1） Ver（Version） ：协议版本号，占2个Bit
（2）T（Type） ：报文数据类型，占2个Bit，CoAP协议有4种类型
-
①CON可确定报文（值为0）
接收端必须回复对应的ACK报文，来通知是否准确拿到该消息。 -
②NON不确定报文（值为1）
不需要接收方返回ACK报文 -
③ACK响应报文（值为2）
ACK对应着上面的可确定报文 -
④Reset报文（值3）
在CoAP协议中，如果客户端每次协议发送都是不合格的，服务端认为该设备出现了不可描述的错误，可以通过Reset报文让其复位。
（3） TKL（Token Length）：Token的长度，占4Bit，其作用喝消息ID是一致的，识别消息时使用，不适用该位置写0即可。
（4） Code（功能响应码）：占1个字节，值为小数，前三位代表证书，后5位表示小数，包含4种类型，Get（0.01）、Post（0.02）、 Put（0.03）、DELETE（0.04），不涉及这个数位置，在使用过程中直接负责即可，0.01为0x01，0.02为0x02。
（5） Message ID（消息ID）：消息ID可有自己指定，如果传输数据出现错误，服务器会返回错误的消息ID供你进一步处理。
（6）Token：如果TKL不为0，根据器长度，填写token值。
（7） Options（选配）： 主要包含delta（增量）、length、和value三个部分选择，
- delta对应下面第二张图第一列的No.的增量
- length为数据长度，小于13（0xD）则直接填写，大于13则开启扩展一个字节，最多扩展2个字节（D扩充一个字节，E扩充2个字节），扩展之后，要减去13进行填写。
- value为数据的值。
（8） 0xFF：分割符
（9） pyaload：报文
2. 报文实战
本文基于中国电信天翼物联网AIoT平台进行实战
2.1 在物联网平台创建CoAP协议的产品与设备
具体操作流程可见平台操作手册
重点关注：
- 创建产品时，通信协议选择CoAP
- 创建产品时，“是否透传”，选择透传或者物模型，将对应不同的上下行报文格式。透传：平台对报文不进行解析，将报文透传给应用或终端；物模型：按照在平台定义的服务与属性，对上下行报文进行解析。
2.2 交互流程
2.3 报文内容提取
#结合创建的产品和交互流程，提取以下信息
POST
Host: 10401093.nb.ctwing.cn # ${租户ID}.nb.ctwing.cn
Port: 5682
Accept: application/octet-stream
Content-Format: application/octet-stream
payload: 空 # 登录为空，数据上报需要根据具体业务填写。
imei：234512345432123 # 创建设备时填写。
根据上述内容，
-
前四个字节帧格式为：0x40 02 00 01，分别代表，ver：1；Type：0（有ack）；TKL：0；Code：0.02（post)；消息ID：1
-
TKL为0，即Token为空
-
option：
注：根据平台交互接口说明，AIoT平台，并未将Uri-Host放入option中
（1）Uri_Path : 字节帧为0xB1740172，B代表Uri_Path的序号为11，1代表一个字节，74代表t的ASCII，01代表一个字节，72代表r的ASCII码
（2）Content_Format：字节帧为0x112A，第一个1代表基于Uri_Path，Content_Format的序号12的增量为1，第二个1代表一个字节，2A代表十进制42，代表Media Type：application/octet-stream，具体可见下面说明。
（3）Uri_Query：ep={endpointname}，ep=234512345432123，字节帧为0x3D0565703d323334353132333435343332313233，3代表Uri_Query的增量为3，D代表扩展一个字节，05扩充一个字节后剩余长度为05（0x05+0xD=0x12）最后，将字节帧，拼接起来为：0x40020001B1740172112A3D0565703d323334353132333435343332313233
通过UDP通信协议发送出去
import socket
import binascii
# 创建UDP socket
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# 服务器地址
# 获取服务端主机与端口，可在设备管理->产品->产品概况中查看，如果是域名，可在本地ping一下获得IP
host = "180.109.255.252"
# 设置端口与服务器端一致
port = 5683
server_address = (host, port)
# 发送登录消息
payload = "40020001B1740172112A3D0565703d323334353132333435343332313233"
client.sendto(binascii.unhexlify(payload), server_address)
# 接收回应
response = binascii.hexlify(client.recv(1024)).decode("utf-8")
print(f"Received response: {response}")
# 关闭socket
client.close()
注：如有上报数据，则需要将报文转换成十六进制，作为payload进行上报。
参考文献：https://www.yuque.com/zhaotuantuan/wukixo/bqtm84
