物聯網是將無處不在（Ubiquitous）的末端裝置（Devices）和設施（Facilities），包括具備“內在智慧”的感測器、移動終端、工業系統、樓控系統、家庭智慧設施、視訊監控系統等、和“外在使能”(Enabled)的，如貼上RFID的各種資產（Assets）、攜帶無線終端的個人與車輛等等“智慧化物件或動物”或“智慧塵埃”（Mote），通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網路。這次我們要說的是智慧農業的一個專案。

本專案是基於區域網和即將到來的5G為資訊載體，以終端節點(EndNodes)、閘道器(Gateway)、雲伺服器(LoRaWAN Server)和客戶端(Client)組成。用於監測溫室，大棚等區域性環境變化。做到實時監控，提前預防。

先讓我們一起看一下ChannelPipeline對事件流的攔截和處理流程

每個ChannelHandler 被新增到ChannelPipeline 後，都會建立一個ChannelHandlerContext 並與之建立的ChannelHandler 關聯繫結。

在ChannelHandler 新增到 ChannelPipeline 時會建立一個例項，就是介面 ChannelHandlerContext，它代表了 ChannelHandler 和ChannelPipeline 之間的關聯。介面ChannelHandlerContext 主要是對通過同一個 ChannelPipeline 關聯的 ChannelHandler 之間的互動進行管理

那麼我就不多說了，直接開幹。

第一步：先啟動執行緒。ServerServletListener

publicvoid contextInitialized(ServletContextEvent arg0) {

Thread thread = new Thread(new Runnable() {

@Override

publicvoid run() {

try {

nc = NettyClient.getInstance();

nc.setRecvCallback(new RecvData());

nc.setSendCallback(new SendData());

nc.connect("127.0.0.1", 9001);

} catch (Exception e) {

nc.shutdown();

log.error("啟動Netty服務失敗：" + e);

}

}

});

thread.start();

}

TcpHandler負責與管道打交道，是整個專案的最底層，他繼承自ChannelInboundHandlerAdapter

是接收LoRa終端回傳資料最底層的類。

TcpHandler

//recvMessage方法接收從LoRa客戶端傳過來的引數

privatevoid recvMessage(ByteBuf buf) {

byte[] cbBuf = newbyte[buf.readableBytes()];

buf.readBytes(cbBuf);

logger.debug("硬體型別：" + cbBuf[0]);

switch (cbBuf[0]) {

case 3:

       recvTHSensor(cbBuf);

break;

     }

   }

//cbBuf是包含了最原始的資料資訊

//這個類的主要作用是對原始資料包進行處理

privatevoid recvTHSensor(byte[] cbBuf) {

System.out.println("========TcpHandler==recvTHSensor==========");

intlength = cbBuf.length;

if (6 == length) {

       MsgTHSensorStateNotify msg = new MsgTHSensorStateNotify();

booleanb = msg.Unpacking(cbBuf);

       ICallbackRecv callback = NettyClient.getInstance().getRecvCallback();

if ((b) && (callback != null))

callback.onTHSensorStateNotify(msg);

else

logger.info("解包出錯！");

     }

elseif (10 == length) {

       MsgTHSensorNotify msg = new MsgTHSensorNotify();

booleanb = msg.Unpacking(cbBuf);

       ICallbackRecv callback = NettyClient.getInstance().getRecvCallback();

if ((b) && (callback != null))

callback.onTHSensorNotify(msg);

else

logger.info("解包出錯！");

     }  

}

MsgTHSensorNotify

//這個類的主要作用是對原始資料包進行拆包處理處理，獲取溫度和溼度資訊

publicboolean Unpacking(byte[] data)

   {

intlength = data.length;

if (10 != length) returnfalse;

this.humidity = (Byte.toString(data[(length - 4)]) + "." + Byte.toString(data[(length - 3)]));

this.temperature = (Byte.toString(data[(length - 2)]) + "." + Byte.toString(data[(length - 1)]));

returntrue;

   }

RecvData

//收到感測器觸發資料，把MsgTHSensorNotify解析出來的資料存入到資料庫中

publicvoid onTHSensorNotify(MsgTHSensorNotify arg0) {

logger.debug(arg0.toString());

try {

IDataRecordSetDao idrs = new DataRecordSetDao();

DataRecordSet drs = new DataRecordSet();

drs.setTemperature(arg0.getTemperature());

System.out.println("======onTHSensorNotify中getTemperature的值為"+arg0.getTemperature()+"==========");

drs.setHumidity(arg0.getHumidity());

System.out.println("=============onTHSensorNotify中getHumidity的值為"+arg0.getHumidity()+"=====");

drs.setData_time((new Date()).getTime());

idrs.add(drs);

} catch (SQLException e) {

logger.warn("資料新增出錯"+e);

}

}

需要說明的一點是DataRecordSet是對MsgTHSensorNotify資料的封裝，他的作用是將MsgTHSensorNotify的資料進行進一步的封裝，以便資料庫查詢資料，接收資料，用在資料層。MsgTHSensorNotify是對TcpHandler傳過來的資料進行提取封裝的類。

DataRecordSetDao是資料庫操作類

IDataRecordSetDao

DataRecordSet是對MsgTHSensorNotify資料的封裝，他的作用是將MsgTHSensorNotify的資料進行進一步的封裝，以便資料庫查詢資料，接收資料，用在資料層。

@Override

publicvoid add(DataRecordSet drs) throws SQLException {

String sql = "insert into `data_record`(`temperature`,`humidity`,`dt`) values (?,?,?);";

PreparedStatement pstmt = connection.prepareStatement(sql);

pstmt.setString(1, drs.getTemperature());

pstmt.setString(2, drs.getHumidity());

pstmt.setLong(3, valueToLongs(drs.getData_time()));

System.out.println("===============插入資料庫==============");

pstmt.executeUpdate();

pstmt.close();

connection.close();

}

這裡必須強調一點的是drs.setData_time((new Date()).getTime());//設定的是毫秒數

他的數值已經很大了，細細一數已經到13位數了(1525513938762)，這就涉及到儲存的問題了。首先說java部分吧。

publicvoid setData_time(longdata_time)，set方法是long型別的引數，然後從Long的包裝類中valueOf(Long l)獲得啟發，便自己也寫了一個類似的方法，在網上很多人都在問如何儲存一個超過9位數的商品編號，那麼這就是一個很好的例子。

publicstatic Long valueToLongs(longl) {

returnnew Long(l);

}

資料庫部分你需要定義一個bigint型別的time值。

現在資料已經儲存到資料庫了，接下來我們在通過其他類來取出資料，更加客觀的展現給人們。

我們通過JSON傳過來請求引數"code":0,"device":"Web","expression":{"field":"","start_time":start,"end_time":end,"length":length},"signature":"LoRa"

建立相應的實體類來接收資料，要強調一點的是實體類屬性最好與AJAX傳過來的鍵一致。類似POJO。這點很重要，否則會發生意想不到的錯誤，而且還不好修改。具體原因請了解@ResponseBody和@RequestBody的匹配規則。

先來看看AJAX請求的資料。

Url部分一定要修改成自己的url地址

Spring是位於前端控制器部分，他負責請求轉發和資料處理。

@RequestMapping(value ="/getSensorRecord", method = {RequestMethod.POST }, produces = "application/json;charset=utf-8")

public@ResponseBody Map<String, Object> getSensorRecord(@RequestBody RecvJson recv) {

Map<String, Object> result = new HashMap<String, Object>();

if (null != recv) {

if (recv.getCode() == QueryCode.TemperatureHumidityCode && "LoRa".equals(recv.getSignature())) {

try {

//資料庫接收資料，查詢資料的類

IDataRecordSetDao drd = new DataRecordSetDao();

intlength = (0 != recv.getExpression().getLength())?recv.getExpression().getLength():20 ;

ArrayList<DataRecordSet> list = drd.query(recv.getExpression().getStart_time(),

recv.getExpression().getEnd_time(), length);

intlistLength = (list.size() > 20)?length:list.size();

for (inti = 0; i < listLength; i++) {

Map<String, Object> unit = new HashMap<String, Object>();

unit.put("id", i + 1);

if ("T".equals(recv.getExpression().getField().trim())) {

unit.put("temperature", list.get(i).getTemperature());

} elseif ("H".equals(recv.getExpression().getField().trim())) {

unit.put("humidity", list.get(i).getHumidity());

} else {

unit.put("temperature", list.get(i).getTemperature());

unit.put("humidity", list.get(i).getHumidity());

}

unit.put("time",

(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")).format(new Date(list.get(i).getData_time())));

result.put(Integer.toString(i + 1), unit);

unit = null;

}

result.put("error", 0);

result.put("data", recv.getCode());

list = null;

drd = null;

} catch (Exception e) {

logger.error("查詢資料出錯：" + e);

}

} else {

// {"error":1,"data":"0","message":"code或signature錯誤！"}

result.put("error", 1);

result.put("data", recv.getCode());

result.put("message", "code或signature錯誤！");

}

}

returnresult;

}

這部分我來詳細解釋一下。

@RequestMapping

RequestMapping是一個用來處理請求地址對映的註解，可用於類或方法上。用於類上，表示類中的所有響應請求的方法都是以該地址作為父路徑。

RequestMapping註解有六個屬性，下面我們把她分成三類進行說明。

1、 value， method

value：指定請求的實際地址，指定的地址可以是URI Template 模式；

method：指定請求的method型別， GET、POST、PUT、DELETE等；

2、 consumes，produces；

consumes： 指定處理請求的提交內容型別（Content-Type），例如application/json, text/html;

produces:    指定返回的內容型別，僅當request請求頭中的(Accept)型別中包含該指定型別才返回；

3、 params，headers；

params： 指定request中必須包含某些引數值是，才讓該方法處理。

headers： 指定request中必須包含某些指定的header值，才能讓該方法處理請求。

Bat啟動類

入口函式IotHubServer，這個啟動類是由Netty框架實現的，適合有一定基礎的朋友，在這裡我是參考李林鋒編著的《Netty權威指南》當知識積累到一定程度，要學會看書，找資料，看論文，這是培養思維方式。很多同學有一個誤區，當有一個新技術出現的時候，如果腦海裡第一時間想到的是有沒有視訊，這就完了，出視訊的時候基本上是有人已經研究透這東西了，隨著時間和經驗的增長，要去當領跑者，而不是侷限於跟隨者，要提升自己的認知。當然，遇到問題最好先看原始碼，這樣提升很快。

首先讓我們看一下入口main函式：

publicstaticvoid main(String[] args) {

PropertyConfigurator.configure("config/log4j.properties");

System.out.println("===============IotHubServer==》》》main============================");

newIotHubServer(Port).run();

}

/**

 *用於啟動服務端 IotHubChannelInitializer

 */

publicvoidrun() {

try {

IotHubChannelInitializer iothub = new IotHubChannelInitializer();

iothub.run(this.port);

System.out.println("=================run============================");

} catch (Exception e) {

logger.error("服務啟動失敗->" + e.getMessage());

}

}

IotHubChannelInitializer

需要說明的是，Netty協議通訊雙方鏈路建立成功之後，雙方可以進行全雙工通訊，無論客戶端還是服務端，都可以主動傳送訊息給對方，通訊方式可以是TWO WAY或者ONE WAY。雙方之間的心跳採用的是Ping-Pong機制，當鏈路處於空閒狀態時，客戶端主動傳送Ping訊息給服務端，服務端接收到訊息後傳送應答訊息Pong給客戶端。

如果客戶端連續傳送N條Ping訊息都沒有收到服務端返回的Pong訊息，說明鏈路已經掛死或者雙方處於異常狀態，客戶端主動關閉連線，間隔週期T後發起重連操作，直到重連成功。

publicvoidrun(intport) throws Exception {

//配置伺服器端的NIO執行緒組,接受客戶端的連線、TCP資料的讀寫

EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();

EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();

try {

ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();

bootstrap.group(bossGroup, workerGroup);

bootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class);

bootstrap.childHandler(newIotHubChannelInitializer()); 

bootstrap<