基于CoAP协议的树莓派智能网关的设计开题报告

1. 研究目的与意义

对人而言，连接入互联网显得方便容易，但是对于那些微型设备而言接入互联网非常困难。

为了让小设备可以接入互联网，coap协议被设计出来。

coap协议针对物联网设备资源受限的特点，即只有少量的内存空间和有限的计算能力，借鉴了http协议机制并简化了协议包格式，高效地实现了物联网设备之间通信。

2. 课题关键问题和重难点

课题关键问题在于coap协议与http协议的转化以及智能网关的设计，coap协议非常的小巧，最小的数据包仅为4字节。

http协议的传输层采用了tcp，coap协议的传输层使用udp；coap协议是http协议的简化版；coap协议和http协议一样使用请求/响应模型，拥有相同的方法。

智能网关主要完成三个任务，首先是收集传感器节点的数据；其次是执行数据协议转换；最后则是将协议转换后数据快速的发送到公共网络。

3. 国内外研究现状（文献综述）

coap 协议：由于传感器网络中的设备运算能力的局限、存储能力的局限、电池容量的局限、网络带宽的局限，适用于物联网的应用层协议不再适用，所以相继出现了 lwm2m 协议、mqtt协议、coap 协议等；为了适应传统互联网的方式管理物联网设备，我们需要解决协议异构造成设备管理的不便、数据呈现的不方便的问题；受限设备种类繁多，集的数据更是五花八门，我们需要定义一定的传输格式，才能优雅的将数据呈现到 ui 上。

其中，于2010年成立的ietf 的 core 工作组制定了一种基于 rest框架的 coap 协议，这是一种为受限设备和网络制定的一种类似 http 协议的轻量级的应用层传输协议，coap 协议使用面向低功耗的、基于无线局域网的、ipv6 的网络层协议 6lowpan，coap 协议使用传输层协议 udp 协议，coap协议充分考虑到了受限设备的特点，具有支持多播、适应低功耗能力、适应低运算能力、解析速度快、报文头小、机制简单等好处。

coap 协议不仅仅是 http 协议的简化版本。

4. 研究方案

方案设计：1、学习http与coap协议。

协议的特点，相互联系，详解以及使用。

2、在树莓派上，实现协议转换的功能。

5. 工作计划

第1周：查找文献和翻译文献 第2周：撰写开题报告 第3周：系统的总体设计和规划 第4周：系统各模块的设计 第5周：系统各模块的设计第6周：各模块程序测试第7周：软件功能验证第8周：系统的整合第9周：系统的测试和验证第10周：系统的实验数据收集第11周：规整毕设资料，撰写论文第12周：提交论文第13周：准备答辩第14周：毕设结束工作