第 7 章：IoT 物件與 Websocket 技術

WebSocket 是 HTML5 裡的一個標準，它是一種 TCP 的連線技術。在協定部份，則是基於 HTTP（Over HTTP）協定。因此，WebSocket 標準定義了一些 HTTP Headers 來進行 Client/Server 的通訊。

Websocket 能讓 client 與 server 能建立永續性的 TCP 連線。簡單來說，有了 Websocket，就能實作出 real-time data streaming 機制。

以下將說明 IoT 第 4 階段，也就是 WoT 最重要的一個觀念：使用 Websocket channel server 來封裝 IoT objects，讓 IoT devices 成為抽象化的 Websocket server 1。

關於 IoT 與 Websocket

一般來說，Websocket 的使用案例（use case）是 server push（data push）機制，也就是說，ARM mbed 物件本身，應該是扮演 Websocket server 的角色。但現實層面，讓 IoT 扮演 Websocket server 的話，會有幾個技術問題：

• ARM mbed 要管理 client 端的 connections
• 需要更多的內存來維護 client connections
• 需要實作 Data push 的演算法，例如：round-roubin
• 要考量 error handling 與 exception handling

因此，最簡單的 scenario 設計如下：

1. 佈署專用的 Websocket channel server
2. ARM mbed 將 data 即時推送（push）到 Websocket channel server
3. 用戶（user）與 Websocket channel server 建立 Websocket connection
4. 用戶接收 Websocket channel server 的即時資料（經由 server push）

抽像上來看，ARM mbed 仍然是 server 端，而不是 client 端；真正的 client 端是用戶。

Websocket Channel Server

Websocket channel server 扮演封裝 IoT 物件的角色，對 Websocket server 來說，只要能定義好「channel」的結構，就能封裝數以萬計、千萬計的 IoT 物件。「抽像上來看，ARM mbed 仍然是 server 端」，就是這樣的觀念。

ARM mbed 官方就提供了 Websocket channel server 的服務：

http://sockets.mbed.org

ARM mbed 與 Websocket Client

了解上述觀念後，技術的實作就能區隔為二個部份：

• Websocket channel server 服務，本書將使用 sockets.mbed.org
• ARM mbed 的 Websocket client 實作

ARM mbed 的 Websocket client 實作

使用 Websocket Library ，引入 Websocket.h 標頭檔後，建立 Websocket 連線後傳送 "WebSocket Hello World over Ethernet" 至 Websocket channel server 。

#include "mbed.h"
#include "EthernetInterface.h"
#include "Websocket.h"

int main() {
    char recv[1024];
 
    EthernetInterface eth;
    //eth.init(); // Use DHCP
    eth.init("192.168.21.33", "255.255.255.0", "192.168.21.2"); // Use static ip
    eth.connect();
    printf("IP Address is %s\n\r", eth.getIPAddress());
 
    Websocket ws("ws://sockets.mbed.org/ws/mbedschool/viewer");

    ws.connect();
 
    while (1) {
        wait(1.0);
        ws.send("WebSocket Hello World over Ethernet");
        wait(1.0);
    }
}

圖 7.1：Websocket channel server