基于HarmonyOS控制Hi3861小車之信息通信

作者：軟通動(dòng)力HOS 2021-09-09 10:06:09

本節(jié)主要詳細(xì)講述一下通信關(guān)鍵技術(shù)，考慮到TCP/UDP協(xié)議的特性，兩者間通過UDP進(jìn)行通信是一種必然的選擇，UDP一種無連接的協(xié)議。

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51CTO和華為官方合作共建的鴻蒙技術(shù)社區(qū)

https://harmonyos.51cto.com

引言

在鴻蒙應(yīng)用實(shí)際開發(fā)中，經(jīng)常會(huì)遇到App與IOT設(shè)備間的通信，本節(jié)主要詳細(xì)講述一下通信關(guān)鍵技術(shù)，考慮到TCP/UDP協(xié)議的特性，兩者間通過UDP進(jìn)行通信是一種必然的選擇，UDP一種無連接的協(xié)議，具有資源消耗小，處理速度快的優(yōu)點(diǎn)，了解UDP是怎么通信的，這對(duì)于每一個(gè)HarmonyOS開發(fā)者也是需要了解的重點(diǎn)知識(shí)。

核心類

DatagramSocket、DatagramPacket、EventHandler，下面分別簡(jiǎn)單介紹下：

1.DatagramSocket：

構(gòu)造器DatagramSocket(int port, InetAddress laddr)：創(chuàng)建一個(gè)DatagramSocket實(shí)例，并將該對(duì)象綁定到指定IP地址、指定端口。主要方法receive(DatagramPacket p)：從該DatagramSocket中接收數(shù)據(jù)報(bào)，send(DatagramPacket p)：以該DatagramSocket對(duì)象向外發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)。

2.DatagramPacket：

構(gòu)造器DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress addr, int port)：以一個(gè)包含數(shù)據(jù)的數(shù)組來創(chuàng)建DatagramPacket對(duì)象，創(chuàng)建該DatagramPacket對(duì)象時(shí)還指定了IP地址和端口--這就決定了該數(shù)據(jù)報(bào)的目的地。

3.EventHandler：

是HarmonyOS用于處理線程間通信的一種機(jī)制，可以通過EventRunner創(chuàng)建新線程，將耗時(shí)的操作放到新線程上執(zhí)行。這樣既不阻塞原來的線程，任務(wù)又可以得到合理的處理。比如：主線程使用EventHandler創(chuàng)建子線程，子線程做耗時(shí)的下載圖片操作，下載完成后，子線程通過EventHandler通知主線程，主線程再更新UI。

功能介紹

通過App Demo控制小車運(yùn)動(dòng)(前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止)，主要通過UDP數(shù)據(jù)包發(fā)送命令，來說明它們間是怎么通信的，它們間控制命令以json格式發(fā)送。

如：

"mode": "CarControl",//控制命令分類 
    "cmd": "forward"//具體命令 
}。

開發(fā)指南

1、創(chuàng)建UDP協(xié)議的發(fā)送命令對(duì)象

private UdpManager() { 
        try { 
            mGpsDatagramSocket = new DatagramSocket(); 
        } catch (SocketException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
    }

2、將要發(fā)送的數(shù)據(jù)封裝成DatagramPacket對(duì)象發(fā)送

DatagramPacket sRequest = new DatagramPacket(mInfoArray, mInfoArray.length, 
InetAddress.getByName(getIp()), PORT); 
// 開始發(fā)送 
mGpsDatagramSocket.send(sRequest);

3、構(gòu)造發(fā)送的命令

public void sendMessage(String info) { 
        Gson gson = new Gson(); 
        WifiCommand messageInfo = new WifiCommand(); 
        messageInfo.setCmd(info); 
        //控制類型 
        messageInfo.setMode(); 
        //轉(zhuǎn)換成json 
        String resultJson = gson.toJson(messageInfo); 
        // 創(chuàng)建發(fā)送命令SendMessageRunnable對(duì)象 
        mSendMessageRunnable = new SendMessageRunnable(); 
        mSendMessageRunnable.setInfoArray(resultJson.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)); 
        // 啟動(dòng)發(fā)送命令線程 
        mEventHandler.postTask(mSendMessageRunnable); 
        if ("stop".equals(info) || "tripod_on".equals(info) || "tripod_off".equals(info)){ 
            HiLog.info(label, "info = " + info); 
        } else { 
            // 啟動(dòng)發(fā)送Gps請(qǐng)求線程和接收信息線程 
            startReceive(); 
            startSendGpsMessage(); 
        } 
        HiLog.info(label, "sendMessage = " + resultJson); 
    }

實(shí)現(xiàn)效果

基于HarmonyOS控制Hi3861小車之信息通信-鴻蒙HarmonyOS技術(shù)社區(qū)

附上主要源代碼

1. MainAbilitySlice

public class MainAbilitySlice extends AbilitySlice implements Component.ClickedListener{ 
    private Button iTurnUp,iTurnDown,iTurnLeft,iTurnRight,iTurnRun; 
 
    private UdpManager udpManager; 
    @Override 
    public void onStart(Intent intent) { 
        super.onStart(intent); 
        super.setUIContent(ResourceTable.Layout_ability_main); 
        initComponent(); 
        // 初始化WiFi控制對(duì)象 
        udpManager = UdpManager.getInstance(this); 
    } 
 
    private void initComponent(){ 
        iTurnUp = (Button) findComponentById(ResourceTable.Id_i_up); 
        iTurnUp.setClickedListener(this); 
 
        iTurnDown = (Button) findComponentById(ResourceTable.Id_i_down); 
        iTurnDown.setClickedListener(this); 
 
        iTurnLeft = (Button) findComponentById(ResourceTable.Id_i_left); 
        iTurnLeft.setClickedListener(this); 
 
        iTurnRight = (Button) findComponentById(ResourceTable.Id_i_right); 
        iTurnRight.setClickedListener(this); 
 
        iTurnRun = (Button) findComponentById(ResourceTable.Id_i_run); 
        iTurnRun.setClickedListener(this);

2. UdpManager

/** 
 * UDP連接類 
 */ 
public class UdpManager { 
    private static final HiLogLabel label = new HiLogLabel(HiLog.LOG_APP, 0x00134, "UdpManager"); 
    private static final int PORT = 48100; 
    private static final int GET_MESSAGE = 1; 
    private static UdpManager sUdpManager; 
    private static Context sContext; 
    private UdpReceiveCallback mReceiveInformationCallback; 
    private ReceiveMessageRunnable mReceiveMessageRunnable; 
    private SendGpsMessageRunnable mSendGpsMessageRunnable; 
    private SendMessageRunnable mSendMessageRunnable; 
    private DatagramSocket mGpsDatagramSocket; 
    private static  String ip = "192.168.0.1"; 
 
    /** 
     * 控制是否還需要接收信息控制器 
     */ 
    private boolean flag = false; 
 
    private final EventHandler mEventHandler = new EventHandler(EventRunner.create()) { 
        @Override 
        protected void processEvent(InnerEvent event) { 
            super.processEvent(event); 
            if (event.eventId == GET_MESSAGE) { 
                if (mReceiveInformationCallback != null) { 
                    mReceiveInformationCallback.getMessage(event.object); 
                } 
            } 
        } 
    }; 
 
    private final EventHandler mReceiveEventHandler = new EventHandler(EventRunner.create()) { 
    }; 
 
    private final EventHandler mSendGpsEventHandler = new EventHandler(EventRunner.create()) { 
    }; 
 
    /** 
     * UdpManager的單例 
     * 
     * @return UdpManager單例對(duì)象 
     */ 
    public static UdpManager getInstance(Context context) { 
        if (sUdpManager == null) { 
            sUdpManager = new UdpManager(); 
            sContext = context; 
        } 
        return sUdpManager; 
    } 
 
    /** 
     * 構(gòu)造函數(shù) 
     */ 
    private UdpManager() { 
        // 創(chuàng)建UDP協(xié)議的發(fā)送命令對(duì)象 
        try { 
            mGpsDatagramSocket = new DatagramSocket(); 
        } catch (SocketException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } 
    } 
 
    /** 
     * 注冊(cè)接收信息的回調(diào)函數(shù) 
     * 
     * @param callback 接收信息回調(diào)函數(shù) 
     */ 
    public void registerCallback(UdpReceiveCallback callback) { 
        mReceiveInformationCallback = callback; 
    } 
 
    /** 
     * 對(duì)外提供的發(fā)送命令方法 
     * 
     * @param info 需要發(fā)送的命令 
     */ 
    public void sendMessage(String info) { 
        Gson gson = new Gson(); 
        UdpCommand messageInfo = new UdpCommand(); 
 
        // 傳進(jìn)來的控制命令 
        messageInfo.setCmd(info); 
 
        //控制類型 
        messageInfo.setMode(); 
 
        //轉(zhuǎn)換成json 
        String resultJson = gson.toJson(messageInfo); 
 
        // 創(chuàng)建發(fā)送命令SendMessageRunnable對(duì)象 
        mSendMessageRunnable = new SendMessageRunnable(); 
        mSendMessageRunnable.setInfoArray(resultJson.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)); 
 
        // 啟動(dòng)發(fā)送命令線程 
        mEventHandler.postTask(mSendMessageRunnable); 
 
        // 啟動(dòng)發(fā)送Gps請(qǐng)求線程和接收信息線程 
        if ("stop".equals(info)) { 
            HiLog.info(label, "info = " + info); 
        } else { 
            // 啟動(dòng)發(fā)送Gps請(qǐng)求線程和接收信息線程 
            startReceive(); 
            startSendGpsMessage(); 
        } 
        HiLog.info(label, "sendMessage = " + resultJson); 
    } 
 
    public String getIp() { 
        return ip; 
    } 
 
 
    public void setIp(String mIp) { 
        this.ip = mIp; 
    } 
 
    /** 
     * 內(nèi)部類，用作發(fā)送命令 
     */ 
    private class SendMessageRunnable implements Runnable { 
        private byte[] mInfoArray; 
 
        void setInfoArray(byte[] infoArray) { 
            mInfoArray = infoArray; 
        } 
 
        @Override 
        public void run() { 
            HiLog.info(label, "發(fā)送線程 = " + Thread.currentThread().getName()); 
 
            // 發(fā)送數(shù)據(jù) 
            try { 
                // 延時(shí)發(fā)送50毫秒，因?yàn)槿绻谎訒r(shí)會(huì)將小車卡死 
                Thread.sleep(50); 
 
                // 將要發(fā)送的數(shù)據(jù)封裝成DatagramPacket對(duì)象 
                DatagramPacket sRequest = new DatagramPacket(mInfoArray, mInfoArray.length, 
                        InetAddress.getByName(getIp()), PORT); 
 
                // 開始發(fā)送 
                mGpsDatagramSocket.send(sRequest); 
            } catch (IOException | InterruptedException e) { 
                e.printStackTrace(); 
                HiLog.info(label, "sendMessage error"); 
            } 
        } 
    } 
 
    /** 
     * 內(nèi)部類，用作接收命令 
     */ 
    private class ReceiveMessageRunnable implements Runnable { 
 
        @Override 
        public void run() { 
            try { 
                while (flag) { 
                    byte[] buf = new byte[1024]; 
                    DatagramPacket receiveDatagramPacket = new DatagramPacket(buf, buf.length); 
                    if (mGpsDatagramSocket != null && !mGpsDatagramSocket.isClosed()) { 
                        HiLog.info(label, "接收線程開始阻塞" + Thread.currentThread().getName()); 
 
                        // 接收返回?cái)?shù)據(jù)，會(huì)阻塞線程 
                        mGpsDatagramSocket.receive(receiveDatagramPacket); 
 
                        // 將得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成json 
                        String json = new String(receiveDatagramPacket.getData(), StandardCharsets.UTF_8); 
                        json = json.substring(json.indexOf("{"), json.lastIndexOf("}")+1); 
                        HiLog.info(label, "receiveMessage json = " + json); 
 
                        // 將對(duì)象發(fā)送給需要接收返回值的地方 
                        mEventHandler.sendEvent(InnerEvent.get(GET_MESSAGE, json)); 
                    } 
                } 
            } catch (IOException e) { 
                e.printStackTrace(); 
                HiLog.error(label, "receiveMessage error"); 
            } 
        } 
    } 
 
    /** 
     * 內(nèi)部類，用作發(fā)送請(qǐng)求Gps命令 
     */ 
    private class SendGpsMessageRunnable implements Runnable { 
 
        @Override 
        public void run() { 
            Gson gson = new Gson(); 
            UdpCommand messageInfo = new UdpCommand(); 
 
            // 傳進(jìn)來的控制命令 
            messageInfo.setCmd("getinfo"); 
 
            //控制類型 
            messageInfo.setMode(); 
 
            //轉(zhuǎn)換成json 
            String resultJson = gson.toJson(messageInfo); 
 
            byte[] infoArray = resultJson.getBytes(StandardCharsets.UTF_8); 
 
            try { 
                // 將要發(fā)送的數(shù)據(jù)封裝成DatagramPacket對(duì)象 
                DatagramPacket sRequest = new DatagramPacket(infoArray, infoArray.length, 
                        InetAddress.getByName(getIp()), PORT); 
 
                // 開始發(fā)送 
                mGpsDatagramSocket.send(sRequest); 
 
                // 啟動(dòng)獲取Gps命令線程 
                mSendGpsEventHandler.postTask(mSendGpsMessageRunnable, 2000); 
                HiLog.info(label, "發(fā)送gps"); 
            } catch (IOException e) { 
                e.printStackTrace(); 
            } 
        } 
    } 
 
    /** 
     * 啟動(dòng)接收消息 
     */ 
    private void startReceive() { 
        if (!flag) { 
            flag = true; 
 
            // 創(chuàng)建接收命令ReceiveMessageRunnable對(duì)象 
            mReceiveMessageRunnable = new ReceiveMessageRunnable(); 
 
            // 啟動(dòng)接收命令線程 
            mReceiveEventHandler.postTask(mReceiveMessageRunnable); 
            HiLog.info(label, "開啟接收線程"); 
        } 
    } 
 
    /** 
     * 開始獲取gps點(diǎn) 
     */ 
    private void startSendGpsMessage() { 
        // 創(chuàng)建發(fā)送Gps命令SendGpsMessageRunnable對(duì)象 
        if (mSendGpsMessageRunnable == null) { 
            mSendGpsMessageRunnable = new SendGpsMessageRunnable(); 
        } 
 
        // 啟動(dòng)獲取Gps命令線程 
        mSendGpsEventHandler.postTask(mSendGpsMessageRunnable); 
        HiLog.info(label, "開啟發(fā)送gps請(qǐng)求線程"); 
    }

3. UdpCommand

class UdpCommand { 
    // 控制命令：forward，back，left，right 
    private String cmd; 
    // 控制類型 
    private String mode; 
 
    public String getCmd() { 
        return cmd; 
    } 
 
    void setCmd(String cmd) { 
        this.cmd = cmd; 
    } 
 
    public String getMode() { 
        return mode; 
    } 
 
    void setMode() { 
        this.mode = "CarControl"; 
    } 
}

4. UdpReceiveCallback

/** 
 * 接收小車返回?cái)?shù)據(jù)的回調(diào)函數(shù) 
 */ 
public interface UdpReceiveCallback { 
    void getMessage(Object value); 
}

5. xml布局文件

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    <DirectionalLayout 
        ohos:height="70vp" 
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        <Button 
            ohos:id="$+id:i_up" 
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