使用 EMQX 接入 LwM2M 协议设备

LwM2M 协议介绍

LwM2M 是一种轻量级的物联网设备管理协议，由 OMA（Open Mobile Alliance）组织制定。它基于 CoAP （Constrained Application Protocol）协议，专门针对资源受限的物联网设备设计，例如传感器、智能表计等，它们通常由电池供电，并且 CPU、内存、网络链接资源有限。

协议栈结构

LwM2M 协议栈有以下几个特点：

• 应用层除了协议本身定义了一套标准的对象资源模型外，也允许用户进行自定义对象模型。
• 传输层上一般是常用的 CoAP/UDP，使其在兼顾轻量的前提下，也提供了一定程度的可靠性保证。
• 传输安全上采用 DTLS 协议，支持 Pre-Shared Key、Raw Public Key、X.509 证书等多种安全模式。
• 网络层一般以 UDP + IPv4/6 和 SMS 为主，同时也支持将其部署在 NB-IoT、TCP、LoRAWAN 等网络上。

资源模型

资源模型是 LwM2M 协议的核心，它定义了客户端与服务器之间的通信规范。客户端按该定义的数据格式向服务器上报数据，服务器通过资源模型向客户端对应的资源发送读、写、执行等控制命令。

下图展示了客户端（LwM2M Client)、对象（Objects）和资源（Resources）之间的关系，客户端可能有多个类型的资源，每个资源都隶属于某个对象：

所有标准的对象和资源都存在一个固定的编号，他们由 OMA LwM2M Registry 进行统一维护。

例如，用于温度传感器类设备的对象 Id 为 3303，它定义了：

• Resource 5700: Sensor Value (current temperature reading)

  资源 5700：传感器值（当前温度读数）

• Resource 5701: Sensor Units (units of the temperature reading, e.g., Celsius or Fahrenheit)

  资源 5701：单位（例如，摄氏度或华氏度）

• Resource 5601: Min Measured Value (minimum recorded temperature)

  资源 5601：最小测量值

• Resource 5602: Max Measured Value (maximum recorded temperature)

  资源 5602：最大测量值

LwM2M 协议支持在对象和资源上定义允许的操作，例如：

• Read: 获取资源的当前值
• Write: 设置新值
• Execute: 调用定义在资源上的函数
• Observe/Notify: 订阅该资源值的变化，并实时进行通知

优势和主要应用场景

综上可见，LwM2M 协议的主要优势有：

• 轻量级：基于 CoAP 和 UDP 协议，网络开销小，适合资源受限设备。
• 远程管理：定义了多种标准化的资源，支持设备升级、资源状态查询、监控等操作。
• 灵活的资源模型：LwM2M 的资源模型允许灵活地表示设备能力，可根据具体应用定义自定义资源。
• 安全性：支持 DTLS 安全传输，确保设备数据的安全性。

主要适用的场景有：

• 智慧城市：管理路灯、交通传感器和环境监测设备。
• 交通运输：跟踪和管理车队车辆，优化物流，监控车辆健康状况。
• 工业物联网：在工厂环境中监控和管理机器、传感器和执行器。
• 智