39、工业互联网通信与网络技术解析

工业互联网通信与网络技术解析

1. CoAP观察者模式

在物联网应用中，高效地从受限设备获取资源至关重要，CoAP（Constrained Application Protocol）协议为此提供了良好的解决方案。然而，很多时候我们不仅需要获取资源，还希望对传感器的行为进行实时监控。

例如，对于一个温度传感器，若采用轮询的方式来检测温度变化，效率往往较低。更好的方式是让传感器在温度发生变化时主动通知客户端，这就是CoAP的观察者模式。它借鉴了经典的观察者设计模式，类似于发布 - 订阅系统。不过，CoAP的观察者模式只提供尽力而为的机制，这意味着客户端不一定能与服务器的状态保持完全同步，但最终会实现同步。

客户端若要注册为观察者，只需在请求中包含“observe”选项。该选项有一个字段，用于指定是进行注册还是取消之前的注册。如果服务器支持观察者模式，在响应请求时也会包含“observe”选项。对于响应消息，该选项一方面表示注册成功，另一方面表明这是服务器向客户端发送的通知。通知中包含一个编号，客户端可据此确定通知的顺序，避免因网络延迟导致旧通知晚于新通知到达而造成的顺序混乱。

当观察者订阅的资源发生变化时，服务器会向所有订阅者发送通知。为减轻服务器的状态管理负担，所有通知可以采用非确认（NON - confirmable）的方式发送，即服务器发送数据包后即可从内存中删除相关数据。

以温度传感器为例，我们可能不仅关心温度是否升高了一度，更关注传感器是否进入或离开某个临界区域。这可以通过不同的资源来实现。例如，服务器可以实现一个资源 coap://server/temperature ，每当传感器读取到新的温度值时，该