腾讯IOT 安卓开发初探

目的：将Andorid端作为一个物联网设备（device），然后将其安卓设备上面的数据发送到腾讯云IOT开发平台上。（这里我们将手机上面的GPS经纬度发送到腾讯云IOT平台上）。

腾讯IOT开发平台：https://console.cloud.tencent.com/iotexplorer

腾讯IOT Java SDK GitHub：https://github.com/tencentyun/iot-device-java

开发工具：Android Studio

代码Github：android_test_iot_for_tecent

Tecent IOT 开发平台的使用

开发平台的官方参考文档网址：https://cloud.tencent.com/document/product/1081，不过个人觉得其文档对于Java SDK的描述不够详细，需要去看其 Demo源码才能明白其工作流程。

腾讯云IOT开发平台的项目结构如下所示：分为两层——项目 和 产品。用在使用其平台的时候，既需要创建project，也需要创建product。

我们可以将项目理解为智能家居整个系统，因此在项目中有很多产品，比如说智能空调，智能报警器等等产品。

新建项目

新建项目，项目名称随意就行，创建好项目后，进入项目，然后创建产品。

创建产品

创建产品的选项如下：

  • 设备：因为我们是准备将安卓终端作为一台设备来使用的，因此，我们应该选择”设备“，当然，如果我们是准备将它作为网关，则看着选就行了。
  • 认证方式：认证方式选择密钥认证，这样在代码中间直接写设备的密码就行，比证书稍微方便一点（不过实际上证书方便一点）。
  • 数据协议：使用数据模板即可。

添加自定义功能

物联网设备，之所以叫物联网，是因为大家想把传感器获得的数据放在云端，或者通过云端去控制物联网设备。那么放什么数据，控制什么功能，则需要我们去定义。在腾讯IOT中，可以使用新建功能定义这些功能。

点击进入产品，选择新建功能。

自定义功能我们只需要两个功能：

  • 经度：position_x
  • 纬度：position_y

建立经度如下，在功能类型中选择属性，数据类型我们选择浮点型。（经度和纬度的范围都在-180.0 ~180.0 ）

同理将纬度配置为position_y，功能类型为属性，数据类型同样为浮点型，范围为-180.0 ~180.0 。

关于功能类型的不同，可以参考下面的表格。

以下来自官方文档

功能元素 功能描述 功能标识符
属性 用于描述设备的实时状态，支持读取和设置，如模式、亮度、开关等。 PropertiesId
事件 用于描述设备运行时的事件，包括告警、信息和故障等三种事件类型，可添加多个输出参数，如环境传感器检测到空气质量很差，空调异常告警等。 EventId
行为 用于描述复杂的业务逻辑,可添加多个调用参数和返回参数,用于让设备执行某项特定的任务，例如，开锁动作需要知道是哪个用户在什么时间开锁，锁的状态如何等。 ActionId

点击下一步，进入设备开发。

设备开发

因为我们使用的是Java SDK进行开发，没有使用模组也没有基于OS开发，因此直接点击下一步。

点击下一步就到了微信小程序配置。

微信小程序配置

腾讯IOT平台相比较于其他平台，有一个很大的特点就是可以很好的支持小程序。也就是说，在开发的阶段，就可以使用小程序去验证设备的功能。并且这个微信小程序不需要自己写样式代码，只需要进行简单的配置，就可以直接从小程序上面看到物联网设备的数据。

因为这里我们使用的数据很简单，只有经度和纬度两个数据，所以随便配置一下面板即可。

面板配置

这里面板类型选择标准面板，然后配置一下模板样式（配置长按钮稍微好看一点），配置完效果图如右边所示。

新建设备

新建设备`的意义：创建一个设备代表启动了一个账号（这个设备会提供一个密钥），我们的设备使用这个密钥，就可以让我们的设备连接腾讯云IOT平台进行数据交互。

新建设备的步骤如下所示：

使用设备

点击test_device，进入设备管理。

设备管理界面如下所示：

  • 设备信息：这里面是设备的一些基本属性，其中通过设备名称，设备密钥，和产品ID就可以唯一定位一个设备，然后对其进行操作。

  • 设备日志：设备日志里面保存着设备的上行和下行数据。

  • 在线调试：通过在线调试，我们可以模拟设备的行为，或者对设备下发命令。

，以上的所有就是腾讯IOT平台的介绍，通过上面的操作，就可以创建一个设备，获得其name，key，id，然后对其进行开发了。

安卓开发

安卓开发实现的效果很简单，就是实现一个页面展示经纬度，然后将经纬度数据上传到腾讯IOT平台就行。

前置配置

安卓开发，创建一个Android Studio项目，然后在APP的build gradle 中加入腾讯IOT的SDK

  1. implementation 'com.tencent.iot.explorer:explorer-device-android:3.2.0'

然后新建两个JSON文件（必做！！！！！），data.json ，代表的是设备的属性（这个文件的来源会在后面解释），然后是app-config.json，这个代表的是设备的配置（来源后文解释）。

data.json

data.json 文件一定要放在安卓的assets目录下，安卓如何添加assets目录可以看《Android studio 添加assets文件夹》。data.json需要存放一些数据。这个数据实际上就是自定义功能的数据，复制之后粘贴到data.json文件中。

app-config.json

app-config.json文件的位置一定不要放错，它与src是同级目录，在app的下一级目录。

app-config里面是device的信息，数据内容如下：

  1. {
  2.   "PRODUCT_ID":        "产品ID",
  3.   "DEVICE_NAME":       "设备名称",
  4.   "DEVICE_PSK":        "设备密钥",
  5.   "SUB_PRODUCT_ID":    "",
  6.   "SUB_DEV_NAME":      "",
  7.   "SUB_DEV_PSK":       "",
  8.   "SUB_PRODUCT_ID2":   "",
  9.   "SUB_DEV_NAME2":     "",
  10.   "SUB_DEV_PSK2":      ""
  11. }

来源：

权限配置

位置权限，和联网权限。在AndroidManifest.xml中添加如下权限。值得注意的是，位置权限在安卓版本比较高的设备中，需要使用代码申请位置权限。

  1.     <!--    位置权限-->
  2.     <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" />
  3.     <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION" />
  4.     <!--    联网权限-->
  5.     <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />

连接平台代码

通过官方提供的SDK，接入腾讯IOT平台实现设备连接和数据上传。代码如下所示，具体的含义写在注释中。在使用中，我们就可以通过实例化IotCloudUtil，然后使用connect()函数来实现连接和propertyReport函数来实现上传数据。

  1. package cc.weno.data_template;
  3. import com.tencent.iot.explorer.device.android.common.Status;
  4. import com.tencent.iot.explorer.device.android.data_template.TXDataTemplateClient;
  5. import com.tencent.iot.explorer.device.android.data_template.TXDataTemplateDownStreamCallBack;
  6. import com.tencent.iot.explorer.device.android.mqtt.TXMqttActionCallBack;
  7. import com.tencent.iot.explorer.device.android.mqtt.TXMqttRequest;
  8. import com.tencent.iot.explorer.device.android.utils.AsymcSslUtils;
  10. import org.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttToken;
  11. import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;
  12. import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;
  13. import org.json.JSONObject;
  15. import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
  17. import cc.weno.location.MainActivity;
  19. /**
  20.  * 连接云平台的类
  21.  *
  22.  * @author XiaoHui
  23.  */
  24. public class IotCloudUtil {
  26.     /**
  27.      * 服务器网址
  28.      */
  29.     public static String mBrokerURL = "ssl://iotcloud-mqtt.gz.tencentdevices.com:8883";
  30.     /**
  31.      * 产品ID
  32.      */
  33.     public static String mProductID = "9JXQQW7SR5";
  34.     /**
  35.      * 设备名称
  36.      */
  37.     public static String mDevName = "test_device";
  38.     /**
  39.      * 设备密钥
  40.      */
  41.     public static String mDevPSK = "pCIUP7zhTp7snmfxb/72+g==";
  42.     /**
  43.      * data.json的名字
  44.      */
  45.     public static String mJsonFileName = "data.json";
  46.     /**
  47.      * MQTTAction的回调
  48.      */
  49.     private TXMqttActionCallBack mMqttActionCallBack = null;
  50.     /**
  51.      * 下行消息的回调
  52.      */
  53.     private TXDataTemplateDownStreamCallBack mDownStreamCallBack = null;
  55.     /**
  56.      * MQTT连接实例
  57.      */
  58.     private TXDataTemplateClient mMqttConnection;
  59.     /**
  60.      * Activity实例
  61.      */
  62.     private MainActivity context;
  64.     /**
  65.      * 请求ID
  66.      */
  67.     private static AtomicInteger requestID = new AtomicInteger(199);
  69.     public IotCloudUtil(MainActivity context) {
  70.         this.context = context;
  71.         mDownStreamCallBack = new MyDownCallback();
  72.         mMqttActionCallBack = new MyMQttCallBack();
  73.     }
  75.     /**
  76.      * 建立MQTT连接
  77.      */
  78.     public void connect() {
  79.         // 创建连接client
  80.         mMqttConnection = new TXDataTemplateClient(context, mBrokerURL, mProductID, mDevName, mDevPSK,
  81.                 null, null, mMqttActionCallBack,
  82.                 mJsonFileName, mDownStreamCallBack);
  83.         // 设置连接参数
  84.         MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();
  85.         // 连接超时
  86.         options.setConnectionTimeout(8);
  87.         // 保持活跃的时间间隔
  88.         options.setKeepAliveInterval(240);
  89.         // 是否自动重连
  90.         options.setAutomaticReconnect(true);
  91.         // 因为我们是使用密钥登录，所以需要设置这个
  92.         options.setSocketFactory(AsymcSslUtils.getSocketFactory());
  93.         // 建立Request请求
  94.         TXMqttRequest mqttRequest = new TXMqttRequest("connect", requestID.getAndIncrement());
  95.         // 建立连接
  96.         mMqttConnection.connect(options, mqttRequest);
  97.     }
  99.     /**
  100.      * 断开MQTT连接
  101.      */
  102.     public void disconnect() {
  103.         TXMqttRequest mqttRequest = new TXMqttRequest("disconnect", requestID.getAndIncrement());
  104.         mMqttConnection.disConnect(mqttRequest);
  105.     }
  107.     /**
  108.      * 发送消息
  109.      *
  110.      * @param property 消息内容
  111.      * @param metadata 属性的metadata，目前只包含各个属性对应的时间戳，可以为NULL
  112.      * @return 状态
  113.      */
  114.     public Status propertyReport(JSONObject property, JSONObject metadata) {
  115.         return mMqttConnection.propertyReport(property, metadata);
  116.     }
  118.     /**
  119.      * MQTT的回调函数，暂时不考虑
  120.      */
  121.     public static class MyMQttCallBack extends TXMqttActionCallBack {
  123.         @Override
  124.         public void onConnectCompleted(Status status, boolean reconnect, Object userContext, String msg) {
  126.         }
  128.         @Override
  129.         public void onConnectionLost(Throwable cause) {
  131.         }
  133.         @Override
  134.         public void onDisconnectCompleted(Status status, Object userContext, String msg) {
  135.         }
  137.         @Override
  138.         public void onPublishCompleted(Status status, IMqttToken token, Object userContext, String errMsg) {
  139.         }
  141.         @Override
  142.         public void onSubscribeCompleted(Status status, IMqttToken asyncActionToken, Object userContext, String errMsg) {
  144.         }
  146.         @Override
  147.         public void onMessageReceived(final String topic, final MqttMessage message) {
  148.         }
  149.     }
  151.     /**
  152.      * 实现下行消息处理的回调接口，暂时不考虑
  153.      */
  154.     private static class MyDownCallback extends TXDataTemplateDownStreamCallBack {
  156.         @Override
  157.         public void onReplyCallBack(String msg) {
  158.         }
  160.         @Override
  161.         public void onGetStatusReplyCallBack(JSONObject data) {
  163.         }
  165.         @Override
  166.         public JSONObject onControlCallBack(JSONObject msg) {
  168.             return null;
  169.         }
  171.         @Override
  172.         public JSONObject onActionCallBack(String actionId, JSONObject params) {
  174.             return null;
  175.         }
  176.     }
  178. }

安卓页面配置

安卓页面很简单，就是展示经度和纬度的数据。

页面代码如下所示：

  1. <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
  2. <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
  3.     xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
  4.     android:layout_width="match_parent"
  5.     android:layout_height="match_parent"
  6.     tools:context=".MainActivity">
  8.     <TextView
  9.         android:layout_width="wrap_content"
  10.         android:layout_height="wrap_content"
  11.         android:layout_marginLeft="20dp"
  12.         android:text="x轴:" />
  14.     <TextView
  15.         android:id="@+id/x_position"
  16.         android:layout_width="wrap_content"
  17.         android:layout_height="wrap_content"
  18.         android:layout_marginLeft="100dp"
  19.         android:text="0.00" />
  21.     <TextView
  23.         android:layout_width="wrap_content"
  24.         android:layout_height="wrap_content"
  25.         android:layout_marginLeft="20dp"
  26.         android:layout_marginTop="100dp"
  27.         android:text="y轴：" />
  29.     <TextView
  31.         android:id="@+id/y_position"
  32.         android:layout_width="wrap_content"
  33.         android:layout_height="wrap_content"
  34.         android:layout_marginLeft="100dp"
  35.         android:layout_marginTop="100dp"
  37.         android:text="0.00" />
  39. </RelativeLayout>

Activity代码

在MainActivity，我们要实现如下的功能，申请位置权限，获得经纬度的数据，然后进行页面展示，最后将数据上传到云平台。

  1. package cc.weno.location;
  3. import android.Manifest;
  4. import android.location.Location;
  5. import android.os.Bundle;
  6. import android.widget.TextView;
  8. import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
  9. import androidx.core.app.ActivityCompat;
  11. import com.tencent.iot.explorer.device.android.common.Status;
  13. import org.json.JSONException;
  14. import org.json.JSONObject;
  16. import cc.weno.data_template.IotCloudUtil;
  18. /**
  19.  * 主页面，进行展示以及发送数据
  20.  *
  21.  * @author XiaoHui
  22.  */
  23. public class MainActivity extends AppCompatActivity {
  24.     /**
  25.      * 展示经度
  26.      */
  27.     private TextView xPositionView;
  28.     /**
  29.      * 展示纬度
  30.      */
  31.     private TextView yPositionView;
  33.     @Override
  34.     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  35.         super.onCreate(savedInstanceState);
  36.         setContentView(R.layout.activity_main);
  37.         xPositionView = findViewById(R.id.x_position);
  38.         yPositionView = findViewById(R.id.y_position);
  39.         // 基本上现在的安卓机都需要申请位置权限了
  40.         ActivityCompat.requestPermissions(this, new String[]{Manifest.permission.ACCESS_FINE_LOCATION}, 1);
  41.         // 获得位置数据并且发送数据到云平台
  42.         getAndSendLocation();
  43.     }
  45.     private void getAndSendLocation() {
  46.         // 获得GPS工具类
  47.         GPSUtils gpsUtil = GPSUtils.getInstance(this);
  48.         // 获得位置
  49.         Location location = gpsUtil.getLocation();
  51.         double positionX = location.getLatitude();
  52.         double positionY = location.getLongitude();
  53.         // 在手机页面上展示
  54.         xPositionView.setText(String.valueOf(positionX));
  55.         yPositionView.setText(String.valueOf(positionY));
  56.         // IotCloudUtil
  57.         IotCloudUtil iotCloudUtil = new IotCloudUtil(this);
  58.         // 连接云平台
  59.         iotCloudUtil.connect();
  61.         // 等待几秒钟，连接成功
  62.         try {
  63.             Thread.sleep(4000);
  64.         } catch (InterruptedException e) {
  65.             e.printStackTrace();
  66.         }
  67.         // 调用发送数据的函数需要传入JsonObject类型的数据
  68.         JSONObject property = new JSONObject();
  69.         try {
  70.             property.put("position_x", (float) positionX);
  71.             property.put("position_y", (float) positionY);
  72.             // 发送数据
  73.             Status status = iotCloudUtil.propertyReport(property, null);
  74.             if (status == Status.OK){
  75.                 // 发送成功
  76.             }
  77.         } catch (JSONException e) {
  78.             e.printStackTrace();
  79.         }
  80.     }

其中GPS工具就不进行介绍了，因为其不是重点，关于具体的代码可以参考GitHub。

微信小程序使用

前面我们说了，可以是用微信小程序对开发的物联网设备进行开发调试，然后我们在如下的页面得到设备的二维码。

然后打开”腾讯连连“小程序，对二维码进行扫描，即可将设备加入。

然后我们运行安卓程序，自动向腾讯IOT平台发送经纬度数据，然后在微信小程序上就可以看到最新的数据。

中间存在些许误差，可能是因为double转float的精度原因导致的。

总结

通过上面的操作我们创建了一个安卓程序，然后能够在微信小程序上面看到安卓设备的经纬度。归咎于原理，就是MQTT协议。使用平台提供的SDK，让开发者省下了大量花费在通信协议上面的时间。然而，我们还是应该去关注MQTT协议本身。知其然，更要知其所以然。

参考

  1. Github：android_test_iot_for_tecent

  2. 物联网开发平台使用文档：物联网开发平台 - 文档中心 - 腾讯云 (tencent.com)

  3. Github：iot-device-java

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    蒟蒻语 这题是真的奇妙... 想了好久才想明白. 蒟蒻解 考虑冒泡排序是怎样的. 对于相邻的两个数 \(a_i, a_{i+1}\),如果 \(a_i>a_{i+1}\) 那么就交换两个数. 总 ...

  6. stringbuilder和stringbuffer速度比较

    同样的代码,只改了类型,分别为stringbuilder和stringbuffer,只比较一下,执行引擎为hive. 当数据量为100000条,string builder耗时280秒,stringb ...

  7. 谈谈MySQL bin log的写入机制、以及线上的参数是如何配置的

    目录 一.binlog 的高速缓存 二.刷盘机制 三.推荐的策略 推荐阅读 问个问题吧!为什么你需要了解binlog的落盘机制呢? 我来回答一下: ​ 上一篇文章提到了生产环境中你可以使用binlog ...

  8. KafkaMirrorMaker 的不足以及一些改进

    背景 某系统使用 Kafka 存储实时的行情数据,为了保证数据的实时性,需要在多地机房维护多个 Kafka 集群,并将行情数据同步到这些集群上. 一个常用的方案就是官方提供的 KafkaMirrorM ...

  9. JWT 注册登录

    1.JWT安装配置 pip install djangorestframework-jwt==1.11.0 1.2 syl/settings.py 配置jwt载荷中的有效期设置 # jwt载荷中的有效 ...

  10. SpringBoot + SpringSecurity + Quartz + Layui实现系统权限控制和定时任务

    1. 简介   Spring Security是一个功能强大且易于扩展的安全框架,主要用于为Java程序提供用户认证(Authentication)和用户授权(Authorization)功能.    ...