Android與物聯網裝置通訊 - 位元組報文組裝與解析

香脆的大雞排發表於2018-07-08

工作調動。暫時停更了一段時間。續上一篇我們學習瞭如何去自定義一組報文,今天我們接著解析和組裝報文。 前面我們講過在物聯網通訊中實際上不論我們使用什麼方式作為通訊介質,其本質就是位元組。所以我再一次對本章節的內容進行了調整,我們不講Socket和ServerSocket這兩個阻塞式IO Socket如何寫。那個意義不大。

image.png

也正式因為在上一節中有讀者提出說需要知道報文該如何拆解就有了這一篇。

章節

目錄

  • 組裝報文
  • 解析報文
  • 總結

組裝報文

接上一節的功能拿來,我們到底是怎麼做到把下面的結構體轉換成位元組的呢?

協議:

Android與物聯網裝置通訊 - 位元組報文組裝與解析

Android與物聯網裝置通訊 - 位元組報文組裝與解析

轉換後的位元組:

0x00 0x00 0x00 0x11 | 0x31 0x32 0x33 0x34 0x35 0x36 0x37 0x38 0x39 0x30 0x31 0x32 0x33 | 0x21 | 0x01 |0x57 0x9D

首先我們需要定義一個物件,當做結構體。(不明白為什麼要這樣定義的同學請看上一節文章)

public class AirCondBaseStructure {
    int len; //長度
    byte sn[]; //序列號
    byte code; //功能碼
    byte data[]; //透傳資料
    byte crc[]; //校驗
}

複製程式碼

針對這個結構體,我們再寫一個列舉:

    public enum CodeEnum {
        POWER((byte) 0x21),//開關
        MODE((byte) 0x22),//模式
        TEMPERATURE((byte) 0x23);//溫度
        byte code;
        CodeEnum(byte i) {
            code = i;
        }
    }
    
複製程式碼

該列舉器正好對應功能對照表裡的功能。

寫一下構造方法。

  public AirCondBaseStructure(String sn, AirCondBaseStructure.CodeEnum code, byte[] data){
        this.sn = sn.getBytes(); // 序列號
        this.code = code.code;
        this.data = data;
        this.len=computeLen();//獲取長度
        this.crc =computeCrc();//校驗
    }

複製程式碼

這裡構造方法只傳入三個引數:

  • 序列號
  • 功能
  • 透傳內容

可以看到實際裡面還有長度crc校驗。是根據computeLen();computeCrc();來自動完成計算的。

computeLen方法:

    /**
     * 計算長度
     * @return
     */
    private int computeLen() {
        return sn.length + 1/*功能碼長度*/ + data.length + 2/*校驗和*/;
    }

複製程式碼

這裡的長度是固定欄位+可變長。

computeCrc方法:

    /**
     * 計算crc
     * @return
     */
    private byte[] computeCrc() {
        byte[] crc=new byte[2];
        byte[] datas=null;
        try {
            ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
            DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(byteArrayOutputStream);
            dataOutputStream.writeInt(len);
            dataOutputStream.write(sn);
            dataOutputStream.writeByte(code);
            dataOutputStream.write(data);
            dataOutputStream.flush();
             datas = byteArrayOutputStream.toByteArray();
            dataOutputStream.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        CRC16M crc16 = new CRC16M();
        crc16.update(datas, datas.length);
        int ri = crc16.getValue();
        crc[0] = (byte) ((0xff00 & ri) >> 8);
        crc[1] = (byte) (0xff & ri);
        return crc;
    }
    
複製程式碼

crc校驗是使用是crc16/modbus標準。完整程式碼後面貼出來。

最後是把報文組合起來變成位元組。

    /**
     * 序列化
     * @return
     */
    public byte[] toBytes(){
        byte[] datas=null;
        try {
            ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
            DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(byteArrayOutputStream);
            dataOutputStream.writeInt(len);
            dataOutputStream.write(sn);
            dataOutputStream.writeByte(code);
            dataOutputStream.write(data);
            dataOutputStream.write(crc);
            dataOutputStream.flush();
            datas = byteArrayOutputStream.toByteArray();
            dataOutputStream.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return datas;
    }
複製程式碼

這裡我們使用的就是ByteArrayOutputStream+DataOutputStream把對應的欄位按照順序寫入,以保證和協議一致。

最後我們看看一下使用結果:

  public static void main(String[] args) {
        String sn="1234567890123";
        AirCondBaseStructure powerOpen =new AirCondBaseStructure(sn, AirCondBaseStructure.CodeEnum.POWER, new byte[]{0x01});
        System.out.println("空調開啟報文:"+hex2Str(powerOpen.toBytes()));

        AirCondBaseStructure powerCloce =new AirCondBaseStructure(sn, AirCondBaseStructure.CodeEnum.POWER, new byte[]{(byte)0x00});
        System.out.println("空調關閉報文:"+hex2Str(powerCloce.toBytes()));

        AirCondBaseStructure modeAuto =new AirCondBaseStructure(sn, AirCondBaseStructure.CodeEnum.MODE, new byte[]{(byte)0x03});
        System.out.println("空調自動報文:"+hex2Str(modeAuto.toBytes()));

        AirCondBaseStructure modeDeh =new AirCondBaseStructure(sn, AirCondBaseStructure.CodeEnum.MODE, new byte[]{(byte)0x05});
        System.out.println("空調除溼報文:"+hex2Str(modeDeh.toBytes()));


        AirCondBaseStructure temperature =new AirCondBaseStructure(sn, AirCondBaseStructure.CodeEnum.TEMPERATURE,  new byte[]{(byte)0x00, (byte) 0x19});
        System.out.println("空調25度報文:"+hex2Str(temperature.toBytes()));
    }

複製程式碼

對上層而言組裝的方式比較簡單,只需要把對應的列舉功能設定進去,帶上該有的資料,剩下的序列化和校驗均在內部實現。

這裡我們模擬了五組報文,輸出結果如下。

控制檯輸出:

空調開啟報文:0x00 0x00 0x00 0x11 0x31 0x32 0x33 0x34 0x35 0x36 0x37 0x38 0x39 0x30 0x31 0x32 0x33 0x21 0x01 0x57 0x9D 
空調關閉報文:0x00 0x00 0x00 0x11 0x31 0x32 0x33 0x34 0x35 0x36 0x37 0x38 0x39 0x30 0x31 0x32 0x33 0x21 0x00 0x96 0x5D 
空調自動報文:0x00 0x00 0x00 0x11 0x31 0x32 0x33 0x34 0x35 0x36 0x37 0x38 0x39 0x30 0x31 0x32 0x33 0x22 0x03 0xD6 0xAC 
空調除溼報文:0x00 0x00 0x00 0x11 0x31 0x32 0x33 0x34 0x35 0x36 0x37 0x38 0x39 0x30 0x31 0x32 0x33 0x22 0x05 0x56 0xAE 
空調25度報文:0x00 0x00 0x00 0x12 0x31 0x32 0x33 0x34 0x35 0x36 0x37 0x38 0x39 0x30 0x31 0x32 0x33 0x23 0x00 0x19 0x4D 0x94 

複製程式碼

我們來細看一下他們的變化。

Android與物聯網裝置通訊 - 位元組報文組裝與解析

到這裡我們就已經將報文組裝好並轉換成了位元組陣列。

也許我們此時會想,那怎麼發出去呢?我們前面第一節就講過其實並不管中間用什麼在傳輸。他們最後都是位元組或二進位制的形式。所以我們都已經轉換好了,剩下的都是很簡單的事情了。就是把資料喂進去,餵給TCP/IP、UDP、藍芽、紅外、無線電、聲波、電磁波....看實際情況來了。

完整程式碼:

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;

/**
 * Created by Bolex on 2018/6/17.
 */
public class AirCondBaseStructure {
    int len; //長度
    byte sn[]; //序列號
    byte code; //功能碼
    byte data[]; //透傳資料
    byte crc[]; //校驗


    public AirCondBaseStructure(String sn, AirCondBaseStructure.CodeEnum code, byte[] data){
        this.sn = sn.getBytes(); // 序列號
        this.code = code.code;
        this.data = data;
        this.len=computeLen();//獲取長度
        this.crc =computeCrc();//校驗
    }


    public enum CodeEnum {
        POWER((byte) 0x21),//開關
        MODE((byte) 0x22),//模式
        TEMPERATURE((byte) 0x23);//溫度
        byte code;
        CodeEnum(byte i) {
            code = i;
        }
    }

    /**
     * 計算長度
     * @return
     */
    private int computeLen() {
        return sn.length + 1/*功能碼長度*/ + data.length + 2/*校驗和*/;
    }

    /**
     * 計算crc
     * @return
     */
    private byte[] computeCrc() {
        byte[] crc=new byte[2];
        byte[] datas=null;
        try {
            ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
            DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(byteArrayOutputStream);
            dataOutputStream.writeInt(len);
            dataOutputStream.write(sn);
            dataOutputStream.writeByte(code);
            dataOutputStream.write(data);
            dataOutputStream.flush();
             datas = byteArrayOutputStream.toByteArray();
            dataOutputStream.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        CRC16M crc16 = new CRC16M();
        crc16.update(datas, datas.length);
        int ri = crc16.getValue();
        crc[0] = (byte) ((0xff00 & ri) >> 8);
        crc[1] = (byte) (0xff & ri);
        return crc;
    }

    /**
     * 序列化
     * @return
     */
    public byte[] toBytes(){
        byte[] datas=null;
        try {
            ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
            DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(byteArrayOutputStream);
            dataOutputStream.writeInt(len);
            dataOutputStream.write(sn);
            dataOutputStream.writeByte(code);
            dataOutputStream.write(data);
            dataOutputStream.write(crc);
            dataOutputStream.flush();
            datas = byteArrayOutputStream.toByteArray();
            dataOutputStream.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return datas;
    }

}
複製程式碼

public class CRC16M {

	byte uchCRCHi = (byte) 0xFF;
	byte uchCRCLo = (byte) 0xFF;
	private static byte[] auchCRCHi = { 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
			(byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
			(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00,
			(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0,
			(byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
			(byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,
			(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01,
			(byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1,
			(byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
			(byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
			(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01,
			(byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0,
			(byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
			(byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
			(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00,
			(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0,
			(byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
			(byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
			(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00,
			(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1,
			(byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80,
			(byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
			(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01,
			(byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1,
			(byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
			(byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
			(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00,
			(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1,
			(byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80,
			(byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,
			(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01,
			(byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1,
			(byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
			(byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
			(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00,
			(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0,
			(byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
			(byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,
			(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00,
			(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0,
			(byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80,
			(byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,
			(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00,
			(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1,
			(byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80,
			(byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
			(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00,
			(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0,
			(byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81,
			(byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
			(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00,
			(byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40 };

	private static byte[] auchCRCLo = { (byte) 0x00, (byte) 0xC0, (byte) 0xC1,
			(byte) 0x01, (byte) 0xC3, (byte) 0x03, (byte) 0x02, (byte) 0xC2,
			(byte) 0xC6, (byte) 0x06, (byte) 0x07, (byte) 0xC7, (byte) 0x05,
			(byte) 0xC5, (byte) 0xC4, (byte) 0x04, (byte) 0xCC, (byte) 0x0C,
			(byte) 0x0D, (byte) 0xCD, (byte) 0x0F, (byte) 0xCF, (byte) 0xCE,
			(byte) 0x0E, (byte) 0x0A, (byte) 0xCA, (byte) 0xCB, (byte) 0x0B,
			(byte) 0xC9, (byte) 0x09, (byte) 0x08, (byte) 0xC8, (byte) 0xD8,
			(byte) 0x18, (byte) 0x19, (byte) 0xD9, (byte) 0x1B, (byte) 0xDB,
			(byte) 0xDA, (byte) 0x1A, (byte) 0x1E, (byte) 0xDE, (byte) 0xDF,
			(byte) 0x1F, (byte) 0xDD, (byte) 0x1D, (byte) 0x1C, (byte) 0xDC,
			(byte) 0x14, (byte) 0xD4, (byte) 0xD5, (byte) 0x15, (byte) 0xD7,
			(byte) 0x17, (byte) 0x16, (byte) 0xD6, (byte) 0xD2, (byte) 0x12,
			(byte) 0x13, (byte) 0xD3, (byte) 0x11, (byte) 0xD1, (byte) 0xD0,
			(byte) 0x10, (byte) 0xF0, (byte) 0x30, (byte) 0x31, (byte) 0xF1,
			(byte) 0x33, (byte) 0xF3, (byte) 0xF2, (byte) 0x32, (byte) 0x36,
			(byte) 0xF6, (byte) 0xF7, (byte) 0x37, (byte) 0xF5, (byte) 0x35,
			(byte) 0x34, (byte) 0xF4, (byte) 0x3C, (byte) 0xFC, (byte) 0xFD,
			(byte) 0x3D, (byte) 0xFF, (byte) 0x3F, (byte) 0x3E, (byte) 0xFE,
			(byte) 0xFA, (byte) 0x3A, (byte) 0x3B, (byte) 0xFB, (byte) 0x39,
			(byte) 0xF9, (byte) 0xF8, (byte) 0x38, (byte) 0x28, (byte) 0xE8,
			(byte) 0xE9, (byte) 0x29, (byte) 0xEB, (byte) 0x2B, (byte) 0x2A,
			(byte) 0xEA, (byte) 0xEE, (byte) 0x2E, (byte) 0x2F, (byte) 0xEF,
			(byte) 0x2D, (byte) 0xED, (byte) 0xEC, (byte) 0x2C, (byte) 0xE4,
			(byte) 0x24, (byte) 0x25, (byte) 0xE5, (byte) 0x27, (byte) 0xE7,
			(byte) 0xE6, (byte) 0x26, (byte) 0x22, (byte) 0xE2, (byte) 0xE3,
			(byte) 0x23, (byte) 0xE1, (byte) 0x21, (byte) 0x20, (byte) 0xE0,
			(byte) 0xA0, (byte) 0x60, (byte) 0x61, (byte) 0xA1, (byte) 0x63,
			(byte) 0xA3, (byte) 0xA2, (byte) 0x62, (byte) 0x66, (byte) 0xA6,
			(byte) 0xA7, (byte) 0x67, (byte) 0xA5, (byte) 0x65, (byte) 0x64,
			(byte) 0xA4, (byte) 0x6C, (byte) 0xAC, (byte) 0xAD, (byte) 0x6D,
			(byte) 0xAF, (byte) 0x6F, (byte) 0x6E, (byte) 0xAE, (byte) 0xAA,
			(byte) 0x6A, (byte) 0x6B, (byte) 0xAB, (byte) 0x69, (byte) 0xA9,
			(byte) 0xA8, (byte) 0x68, (byte) 0x78, (byte) 0xB8, (byte) 0xB9,
			(byte) 0x79, (byte) 0xBB, (byte) 0x7B, (byte) 0x7A, (byte) 0xBA,
			(byte) 0xBE, (byte) 0x7E, (byte) 0x7F, (byte) 0xBF, (byte) 0x7D,
			(byte) 0xBD, (byte) 0xBC, (byte) 0x7C, (byte) 0xB4, (byte) 0x74,
			(byte) 0x75, (byte) 0xB5, (byte) 0x77, (byte) 0xB7, (byte) 0xB6,
			(byte) 0x76, (byte) 0x72, (byte) 0xB2, (byte) 0xB3, (byte) 0x73,
			(byte) 0xB1, (byte) 0x71, (byte) 0x70, (byte) 0xB0, (byte) 0x50,
			(byte) 0x90, (byte) 0x91, (byte) 0x51, (byte) 0x93, (byte) 0x53,
			(byte) 0x52, (byte) 0x92, (byte) 0x96, (byte) 0x56, (byte) 0x57,
			(byte) 0x97, (byte) 0x55, (byte) 0x95, (byte) 0x94, (byte) 0x54,
			(byte) 0x9C, (byte) 0x5C, (byte) 0x5D, (byte) 0x9D, (byte) 0x5F,
			(byte) 0x9F, (byte) 0x9E, (byte) 0x5E, (byte) 0x5A, (byte) 0x9A,
			(byte) 0x9B, (byte) 0x5B, (byte) 0x99, (byte) 0x59, (byte) 0x58,
			(byte) 0x98, (byte) 0x88, (byte) 0x48, (byte) 0x49, (byte) 0x89,
			(byte) 0x4B, (byte) 0x8B, (byte) 0x8A, (byte) 0x4A, (byte) 0x4E,
			(byte) 0x8E, (byte) 0x8F, (byte) 0x4F, (byte) 0x8D, (byte) 0x4D,
			(byte) 0x4C, (byte) 0x8C, (byte) 0x44, (byte) 0x84, (byte) 0x85,
			(byte) 0x45, (byte) 0x87, (byte) 0x47, (byte) 0x46, (byte) 0x86,
			(byte) 0x82, (byte) 0x42, (byte) 0x43, (byte) 0x83, (byte) 0x41,
			(byte) 0x81, (byte) 0x80, (byte) 0x40 };

	public int value;

	public CRC16M() {
		value = 0;

	}

	public void update(byte[] puchMsg, int usDataLen) {
		int uIndex;
		for (int i = 0; i < usDataLen; i++) {
			uIndex = (uchCRCHi ^ puchMsg[i]) & 0xff;

			uchCRCHi = (byte) (uchCRCLo ^ auchCRCHi[uIndex]);
			uchCRCLo = auchCRCLo[uIndex];
		}
		value = ((((int) uchCRCHi) << 8 | (((int) uchCRCLo) & 0xff))) & 0xffff;

		return;
	}

	public void reset() {
		value = 0;
		uchCRCHi = (byte) 0xff;
		uchCRCLo = (byte) 0xff;
	}

	public int getValue() {
		return value;
	}

	private static byte uniteBytes(byte src0, byte src1) {
		byte _b0 = Byte.decode("0x" + new String(new byte[] { src0 }))
				.byteValue();
		_b0 = (byte) (_b0 << 4);
		byte _b1 = Byte.decode("0x" + new String(new byte[] { src1 }))
				.byteValue();
		byte ret = (byte) (_b0 ^ _b1);
		return ret;
	}

	private static byte[] HexString2Buf(String src) {
		int len = src.length();
		byte[] ret = new byte[len / 2+2];
		byte[] tmp = src.getBytes();
		for (int i = 0; i < len; i += 2) {
			ret[i / 2] = uniteBytes(tmp[i], tmp[i + 1]);
		}
		return ret;
	}

	public static byte[] getSendBuf(String toSend){
		byte[] bb = HexString2Buf(toSend);
		CRC16M crc16 = new CRC16M();
		crc16.update(bb, bb.length-2);
		int ri = crc16.getValue();
		bb[bb.length-1]=(byte) (0xff & ri);
		bb[bb.length-2]=(byte) ((0xff00 & ri) >> 8);
		return bb;
	}
	public static boolean checkBuf(byte[] bb){
		CRC16M crc16 = new CRC16M();
		crc16.update(bb, bb.length-2);
		int ri = crc16.getValue();
		if(bb[bb.length-1]==(byte)(ri&0xff) 
				&& bb[bb.length-2]==(byte) ((0xff00 & ri) >> 8))
			return true;
		return false;
	}

}
複製程式碼
import java.io.*;
import java.nio.ByteBuffer;

/**
 * Created by Bolex on 2018/6/17.
 */
public class AirCondMain {

    public static void main(String[] args) {
        String sn="1234567890123";
        AirCondBaseStructure powerOpen =new AirCondBaseStructure(sn, AirCondBaseStructure.CodeEnum.POWER, new byte[]{0x01});
        System.out.println("空調開啟報文:"+hex2Str(powerOpen.toBytes()));

        AirCondBaseStructure powerCloce =new AirCondBaseStructure(sn, AirCondBaseStructure.CodeEnum.POWER, new byte[]{(byte)0x00});
        System.out.println("空調關閉報文:"+hex2Str(powerCloce.toBytes()));

        AirCondBaseStructure modeAuto =new AirCondBaseStructure(sn, AirCondBaseStructure.CodeEnum.MODE, new byte[]{(byte)0x03});
        System.out.println("空調自動報文:"+hex2Str(modeAuto.toBytes()));

        AirCondBaseStructure modeDeh =new AirCondBaseStructure(sn, AirCondBaseStructure.CodeEnum.MODE, new byte[]{(byte)0x05});
        System.out.println("空調除溼報文:"+hex2Str(modeDeh.toBytes()));


        AirCondBaseStructure temperature =new AirCondBaseStructure(sn, AirCondBaseStructure.CodeEnum.TEMPERATURE,  new byte[]{(byte)0x00, (byte) 0x19});
        System.out.println("空調25度報文:"+hex2Str(temperature.toBytes()));
    }

     static String hex2Str(byte[] raw){
        String HEXES = "0123456789ABCDEF";
        if ( raw == null ) {
            return null;
        }
        final StringBuilder hex = new StringBuilder( 2 * raw.length );
        for ( final byte b : raw ) {
            hex.append("0x");
            hex.append(HEXES.charAt((b & 0xF0) >> 4))
                    .append(HEXES.charAt((b & 0x0F)));
            hex.append(" ");
        }
        return hex.toString();
    }




}


複製程式碼

解析報文

解析報文的過程就是把位元組陣列再反過來轉換成物件,也叫反序列化。

這裡由於是文章演示(偷懶),就不像前面組裝報文的時候再做封裝了。

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.IOException;

/**
 * Created by Bolex on 2018/6/17.
 */
public class AirCondAnalyzeMain {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        byte[] powerOpenBytes = hexStringToBytes("00000011313233343536373839303132332101579D");
        ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(powerOpenBytes);
        DataInputStream dis = new DataInputStream(byteArrayInputStream);
        int len = dis.readInt(); //報長
        byte[] sn = new byte[13]; //序列號
        byte[] code = new byte[1]; //功能碼
        byte[] crc = new byte[2]; //校驗
        byte[] data = new byte[len - sn.length - code.length - crc.length];
        dis.read(sn);
        dis.read(code);
        dis.read(data);
        dis.read(crc);
        System.out.println("報文長度:" + len);
        System.out.println("sn:" + new String(sn));
        System.out.println("功能碼:" + hex2Str(code));
        System.out.println("資料:" + hex2Str(data));
        System.out.println("校驗:" + hex2Str(crc));
         dis.close();
    }

    private static byte[] hexStringToBytes(String hexString) {
        if (hexString == null || hexString.equals("")) {
            return null;
        }
        hexString = hexString.toUpperCase();
        int length = hexString.length() / 2;
        char[] hexChars = hexString.toCharArray();
        byte[] d = new byte[length];
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            int pos = i * 2;
            d[i] = (byte) (charToByte(hexChars[pos]) << 4 | charToByte(hexChars[pos + 1]));
        }
        return d;
    }

    /**
     * Convert char to byte
     *
     * @param c char
     * @return byte
     */
    private static byte charToByte(char c) {
        return (byte) "0123456789ABCDEF".indexOf(c);
    }

    private static String hex2Str(byte[] raw) {
        String HEXES = "0123456789ABCDEF";
        if (raw == null) {
            return null;
        }
        final StringBuilder hex = new StringBuilder(2 * raw.length);
        for (final byte b : raw) {
            hex.append("0x");
            hex.append(HEXES.charAt((b & 0xF0) >> 4))
                    .append(HEXES.charAt((b & 0x0F)));
            hex.append(" ");
        }
        return hex.toString();
    }


}

複製程式碼

我們看到到main方法。主要就是解析一組電源開啟的報文。其實沒有什麼東西,就是利用DataInputStream來讀取。只是長度是變動的,所以我們需要先讀出長度,然後根據長度再向後讀出其它欄位。

然後控制檯就會輸出

報文長度:17
sn:1234567890123
功能碼:0x21 
資料:0x01 
校驗:0x57 0x9D 

複製程式碼

實際的業務情況會比這個複雜,所以最好做一些抽象和封裝。不要像我文章裡寫的流水式程式設計。因為如果不封裝後面維護會看起來很痛苦。還會有大量重複程式碼。不應該對每一組報文都重複的手寫一次解析的過程。


總結

組裝和解析位元組報文其實是一項非常基礎的能力。在java中已經有比較方便的DataInput型別套接字方便解析了。我們平時除錯和開發的過程中儘量做到log日誌,見行知意,並最好把hex格式轉換成字串來檢視。一般出先兩頭碰協議的時候容易引發bug。

再一個可能會有小夥伴疑惑為什麼不直接用json來做透傳。這個問題很早之前就討論過,要儘量避免透傳內容太大。用位元組位來做欄位會增加傳播的效率和穩定性。學習本篇的內容後,其實還可以嘗試去用位元組的方式讀取MP3、jpg、apk等檔案中的頭資訊。也是一個好練手的辦法。

相關文章