OCF技術原理及物聯網程序開發指南

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基於網路的資訊管理技術
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標識與定址
2.4OCF資料類型

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設備類型及資源介面
3.5.1介面屬性
3.5.2介面方法
3.6資源結構
3.6.1資源關係
3.6.2集合
3.7協力廠商指定擴展

第4章 OCF資源的操作
4.1概述
4.2創建
4.3檢索
4.4更新
4.5刪除
4.6通知

第5章 網路連接及終端發現
5.1網路連接架構
5.2IPv6網路層需求
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/基於資原始目錄
6.2.3廣播發現
6.2.4資源資訊發佈過程
6.2.5資源發現資訊
6.2.6使用“/oic/res”的資源發現
6.2.7基於資原始目錄的發現
6.3通知
6.4設備管理
6.5場景
6.6圖示
6.7內省

第7章 OCF中的消息傳遞
7.1CRUDN到CoAP的映射
7.1.1具有請求和回應的CoAP方法
7.1.2內容類別型
7.1.3CoAP回應代碼及塊傳輸
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操作常式
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支援多資源模型的OCF方法
8.3.3資源模型指示
8.3.4設定檔示例

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可發現資源基準介面
9.9可發現資源的連結表介面
9.10場景(頂層)
9.11場景集合
9.12場景成員
9.13資原始目錄資源
9.14圖示
9.15內省資源

第10章 Swagger定義核心資源類型
10.1圖示
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資原始目錄資源
10.11可發現資源
10.12場景

第11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複合資源類型
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

第12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軟體工具的安裝
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軟體工具的安裝
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軟體工具的安裝
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軟體工具的安裝
12.5.3程式編譯
12.5.4實例代碼
12.6綜合實例
12.6.1Arduino實例
12.6.2Android實例

前言

近年來物聯網快速發展，各種標準、技術層出不窮，物聯網的應用領域不斷拓展，國際資料公司預測，到2020年，全世界聯網裝置將超過2120億個，市值將達到萬億美元。技術多樣化發展的同時，也為物聯網互聯互通帶來隱患，業界制定統一標準的呼聲也越來越高。2016年10月，OCF（Open Connectivity Foundation，開放互聯基金會）成立，探索建立物聯網統一標準，真正開發一套通用的物聯網互聯架構，為物聯網未來的發展提供了新的思路。

OCF由Linux基金會負責運營，目前包括各種各樣的會員，涉及晶片、模組、產品、安全、家電、系統、集成等多方面的物聯網廠商，這種跨領域組成的OCF，有助於開發一套通用的物聯網互聯架構，為未來物聯網更加廣泛的應用提供了技術保障。
OCF最初的框架來源OIC和AllJoyn開源項目，採用Apache和BSD授權合約。無論是終端產品、應用、服務，通過OCF技術就可以互相通信。OCF是由開放、統一的框架和核心資源組成，讓開發者通過其軟體發展框架開發各種應用，以便使鄰近的系統、應用或設備得以互聯互通、控制及共用資源。OCF最終希望打造一個跨平臺、接入方式、程式設計語言的開放軟體架構，可以讓不同的設備（例如電視、路由器、冰箱、洗衣機、智慧照明系統）和其他設備無縫地連接起來，並跨越iOS、Android、Windows、Linux或Mac等不同的作業系統。

本書以當前物聯網的發展為背景，總結OCF技術的原理及應用方法。從物聯網技術開發方法出發，系統地介紹如何利用OCF技術進行不同系統下的產品研發，繼而進行相應的應用。因此，本書面向未來的物聯網工業創新與發展，通過OCF軟體架構，緊緊跟隨技術的發展，為物聯網技術的發展提供創新型人才。同時，本書總結了實際科研中的應用技術，不僅包括處理能力較強的各種標準用戶端系統應用，也包括能力相對較弱的精簡型用戶端系統應用，希望對教育教學及工業界有所幫助，起到抛磚引玉的作用。

本書的主要內容包括如下幾個方面： 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、功能交互和消息傳遞方法； OCF的具體開發方法，包括基於Mac、Windows、Linux、Android和Arduino開發的方法，主要描述軟體工具、編譯方法、實例代碼和綜合實例。

本書的內容和素材主要來自OCF的官方網站。首先，本書是作者近幾年承擔的科研成果和教育成果的總結，在此特別感謝林家儒教授的鼎力支持和悉心指導； 其次，本書是作者指導的研究生在物聯網和智慧硬體方面的研究工作及成果的總結，在此特別感謝萬昊、譚揚、黃旭新、陳佳豐、王玥等同學的大力協助； 再次，OCF聯盟為本書提供了第一手資料，在此向聯盟的鼎力支持表示感謝； 最後，父母妻兒在精神上給予我極大的支持與鼓勵，才使得此書得以問世，向他們表示感謝！

本書由北京市教育科學“十二五”規劃重點課題（優先關注）、北京市職業教育產教融合專業建設模式研究（ADA15159）資助； 同時，本書也由北京郵電大學教育教學改革專案（2017JY04）資助，在此一併表示感謝！

本書內容由淺入深，先系統後實踐，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體實現代碼，供讀者自我學習和自我提高使用。本書可作為大學資訊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。

本書主要由李永華編著。此外，李昕燁、陳河泉、李和禹、陳向梅、張秋彤、張國利也參與了部分內容的編寫。

由於作者的水準有限，書中難免存在疏漏之處，衷心地希望各位讀者多提寶貴意見及具體的整改措施，以便作者進一步修改和完善。

李永華于北京郵電大學2018年4月