JAVA 통신 프로 그래 밍 (4) - UDP 통신

14979 단어 자바socketUDP
TCP 와 직렬 통신 프로 그래 밍 에 대한 이 해 를 통 해 CommBuff 의 방식 을 파악 해 야 한다 고 믿 습 니 다. 여기 서 먼저 UDP 프로 그래 밍 방식 으로 CommBuff 인 터 페 이 스 를 실현 한 다음 에 간단 한 공장 모델 의 응용 을 통 해 바 텀 통신 차 이 를 어떻게 차단 하 는 지 설명 합 니 다.
UdpImpl 클래스 는 다음 과 같 습 니 다:
package com.zzh.comm;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Map;

import org.apache.log4j.Logger;

public class UdpImpl implements CommBuff
{
	private Logger logger = Logger.getLogger(Object.class.getName());
	
	private int local_port;
	private int dest_port;
	private String ip;
	private int time_out;
	
	DatagramSocket client = null;
	
	private String fileName = "/udp.properties";
	public UdpImpl()
	{
		Map<String,String> map = new ReadProperties().getPropertiesMap(fileName);
		try
		{
			local_port = Integer.parseInt(map.get("udp_local_port"));
			dest_port = Integer.parseInt(map.get("udp_dest_port"));
			time_out = Integer.parseInt(map.get("udp_timeout"));
			ip = map.get("udp_dest_ip");
		}
		catch (Exception e)
		{
			logger.error(e.getMessage());
		}
	}
	
	@Override
	public byte[] readBuff()
	{
		if(client == null)
		{
			throw new RuntimeException("clinet is null!");
		}
		byte[] recvBuf = new byte[1024];
		DatagramPacket recvPacket = new DatagramPacket(recvBuf , recvBuf.length);
		try
		{
			client.receive(recvPacket);
		}
		catch (IOException e)
		{
			logger.info(e.getMessage());
			return new byte[0];
		}
		byte[] ans = new byte[recvPacket.getLength()];
		System.arraycopy(recvPacket.getData(), 0, ans, 0, recvPacket.getLength());
		logger.info("    :"+CommUtil.bytesToHex(ans));
		return ans;
	}

	@Override
	public void writeBuff(byte[] message)
	{
		if(client == null)
		{
			throw new RuntimeException("clinet is null!");
		}
		
		try
		{
			InetAddress addr = InetAddress.getByName(ip);
			DatagramPacket sendPacket = new DatagramPacket(message,message.length,addr,dest_port);
			client.send(sendPacket);
			logger.info("    : "+CommUtil.bytesToHex(message));
		}
		catch (UnknownHostException e)
		{
			logger.error(e.getMessage());
		}
		catch (IOException e)
		{
			logger.error(e.getMessage());
		}
		
	}

	@Override
	public void open() {
		try
		{
			client = new DatagramSocket(local_port);
			client.setSoTimeout(time_out);
			if(client != null)
			{
				logger.info("client open succeed!");
			}
		}
		catch (SocketException e)
		{
			logger.error(e.getMessage());
		}
	}

	@Override
	public void close() 
	{
		if(client != null)
		{
			client.close();
		}
	}

	@Override
	public Object getInfo()
	{
		return null;
	}

}

UdpImpl 은 CommBuff 인터페이스의 각 방법 을 실현 했다.UDP Socket 이 사용 하 는 패 킷 방식 으로 통신 하 는데 이것 은 TCP 방식 과 구분 할 수 있 습 니 다.
다음은 간단 한 공장 모델 을 통 해 바 텀 통신 의 편의 성 을 실현 할 수 있다.
package com.zzh.comm;

public class CommFactory
{
	public CommBuff getCommBuff(String properties) throws Exception
	{
		if(properties.equals("comm_serial"))
		{
			return new SerialImpl();
		}
		else if(properties.equals("comm_tcpServer"))
		{
			return new TcpServerImpl();
		}
		else if(properties.equals("comm_tcpClient"))
		{
			return new TcpClientImpl();
		}
		else if(properties.equals("comm_udp"))
		{
			return new UdpImpl();
		}
		else
		{
			throw new Exception("Communication para error: no found avaliable communication Object instance.");
		}
	}
}

위의 getCommBuff 방법 은 매개 변수 properties 를 통 해 서로 다른 통신 인터페이스 실현 류 를 초기 화 할 수 있 습 니 다. 그러면 지난번 응용 은 Commbuff 인터페이스 만 호출 하 는 방법 이 고 바 텀 통신 의 디 테 일 과 융합 되 지 않 아 도 프로그램 간 의 결합 성 을 크게 낮 출 수 있 습 니 다.
이 편 은 간단하게 여기까지 논술 하 였 다.그러나 다음은 하나의 프로그램 을 추가 합 니 다. 이 프로그램 은 CommFactory 를 호출 하 는 방법 으로 바 텀 통신 의 인 스 턴 스 를 생 성 합 니 다. 프로그램의 주요 내용 은 전력 업계 의 특정한 통신 규약 (Modbus) 의 실현 입 니 다. 만약 에 비 전력 업계 의 통신 이 라면 프로그램의 세부 사항 을 알 필요 가 없 으 며 어떻게 사용 하 는 지 대충 볼 수 있 습 니 다.
package com.zzh.protocol;

import java.util.Calendar;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedDeque;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

import com.zzh.comm.CommBuff;
import com.zzh.comm.CommFactory;
import com.zzh.comm.CommUtil;
import com.zzh.comm.ReadProperties;
import com.zzh.dao.ModbusDao;
import com.zzh.dao.ModbusDaoImpl;
import com.zzh.dao.pojo.ModbusPojo;

public class Modbus {
	private CommBuff comm;
	private int comm_timeout;
	private byte devAddr;
	
	private static int RECV_SIZE = 35;
	private static int RECV_INNER_SIZE = 30;
	private static int MINUTE=60000;
	private volatile boolean  refreshFlag = false;
	
	private ModbusPojo modbusPojo; 
	
	private ConcurrentLinkedDeque<Byte> deque = new ConcurrentLinkedDeque<Byte>();
	private String fileName = "/modbus.properties";
	
	public Modbus()
	{
		Map<String,String> map = new ReadProperties().getPropertiesMap(fileName);
		String comm_way = map.get("modbus_comm_way");
		String comm_timeouts = map.get("comm_timeout");
		comm_timeout = Integer.parseInt(comm_timeouts);
		String devAddrs = map.get("devAddr");
		devAddr = Byte.parseByte(devAddrs);
		if(comm_way!=null)
		{
			modbusPojo = new ModbusPojo(); 
			try
			{
				comm = new CommFactory().getCommBuff(comm_way);
			}
			catch (Exception e)
			{
				e.printStackTrace();
			}
			comm.open();
			
			ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
			Thread thread1 = new Thread(new readThread());
	    	thread1.setDaemon(true);
	    	Thread thread2 = new Thread(new dbThread());
	    	thread2.setDaemon(true);
	    	pool.execute(thread1);
	    	pool.execute(thread2);
		}
		else
		{
			throw new RuntimeException("            ");
		}
	}
	
	private class readThread implements Runnable
	{
		@Override
		public void run()
		{
			while(true)
			{
				byte[] recvBuff = comm.readBuff();
				if(recvBuff.length>0)
				{
					for(int i=0;i<recvBuff.length;i++)
					{
						deque.add(recvBuff[i]);
					}
				}
				try
				{
					TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1000);
				}
				catch (InterruptedException e)
				{
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}
	
	private class dbThread implements Runnable
	{
		@Override
		public void run()
		{
			while(true)
			{
				if(refreshFlag == true)
				{
					Calendar now = Calendar.getInstance();
					if(now.get(Calendar.MINUTE)%5==0)
//					if(true)
					{
						synchronized (modbusPojo)
						{
							filterModbusPojo();
							modbusPojo.setNow(TimeUtil.getDateOfMM(now));
//							modbusPojo.setNow(new java.sql.Timestamp(new Date().getTime()));
							ModbusDao md = new ModbusDaoImpl();
							md.addModbus(modbusPojo);
						}
					}
				}
				try
				{
					TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(MINUTE);
//					TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1000);
				}
				catch (InterruptedException e)
				{
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
		
	}
	
	public void filterModbusPojo()
	{
		modbusPojo.setQua(0);
		if(modbusPojo.getEnvTemperature()>ModbusUtil.TEMPERATURE_UP)
		{
			modbusPojo.setEnvTemperature(ModbusUtil.TEMPERATURE_UP);
			System.out.println("getEnvTemperature = "+modbusPojo.getEnvTemperature());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
		if(modbusPojo.getEnvTemperature()<ModbusUtil.TEMPERATURE_LOW)
		{
			modbusPojo.setEnvTemperature(ModbusUtil.TEMPERATURE_LOW);
			System.out.println("getEnvTemperature = "+modbusPojo.getEnvTemperature());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
		if(modbusPojo.getTemperature()>ModbusUtil.TEMPERATURE_UP)
		{
			modbusPojo.setTemperature(ModbusUtil.TEMPERATURE_UP);
			System.out.println("getTemperature = "+modbusPojo.getTemperature());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
		if(modbusPojo.getTemperature()<ModbusUtil.TEMPERATURE_LOW)
		{
			modbusPojo.setTemperature(ModbusUtil.TEMPERATURE_LOW);
			System.out.println("getTemperature = "+modbusPojo.getTemperature());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
		if(modbusPojo.getHumidity()>ModbusUtil.HUMIDITY_UP)
		{
			modbusPojo.setHumidity(ModbusUtil.HUMIDITY_UP);
			System.out.println("getHumidity = "+modbusPojo.getHumidity());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
		if(modbusPojo.getHumidity()<ModbusUtil.HUMIDITY_LOW)
		{
			modbusPojo.setHumidity(ModbusUtil.HUMIDITY_LOW);
			System.out.println("getHumidity = "+modbusPojo.getHumidity());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
		if(modbusPojo.getPressure()>ModbusUtil.PRESSURE_UP)
		{
			modbusPojo.setPressure(ModbusUtil.PRESSURE_UP);
			System.out.println("getPressure = "+modbusPojo.getPressure());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
		if(modbusPojo.getPressure()<ModbusUtil.PRESSURE_LOW)
		{
			modbusPojo.setPressure(ModbusUtil.PRESSURE_LOW);
			System.out.println("getPressure = "+modbusPojo.getPressure());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
		if(modbusPojo.getIrradiance()>ModbusUtil.IRRADIANCE_UP)
		{
			modbusPojo.setIrradiance(ModbusUtil.IRRADIANCE_UP);
			System.out.println("getIrradiance = "+modbusPojo.getIrradiance());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
		if(modbusPojo.getIrradiance()<ModbusUtil.IRRADIANCE_LOW)
		{
			modbusPojo.setIrradiance(ModbusUtil.IRRADIANCE_LOW);
			System.out.println("getIrradiance = "+modbusPojo.getIrradiance());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
		if(modbusPojo.getScaIrradiance()>ModbusUtil.IRRADIANCE_UP)
		{
			modbusPojo.setScaIrradiance(ModbusUtil.IRRADIANCE_UP);
			System.out.println("getScaIrradiance = "+modbusPojo.getScaIrradiance());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
		if(modbusPojo.getScaIrradiance()<ModbusUtil.IRRADIANCE_LOW)
		{
			modbusPojo.setScaIrradiance(ModbusUtil.IRRADIANCE_LOW);
			System.out.println("getScaIrradiance = "+modbusPojo.getScaIrradiance());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
		if(modbusPojo.getDirIrradiance()>ModbusUtil.IRRADIANCE_UP)
		{
			modbusPojo.setDirIrradiance(ModbusUtil.IRRADIANCE_UP);
			System.out.println("getDirIrradiance = "+modbusPojo.getDirIrradiance());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
		if(modbusPojo.getDirIrradiance()<ModbusUtil.IRRADIANCE_LOW)
		{
			modbusPojo.setDirIrradiance(ModbusUtil.IRRADIANCE_LOW);
			System.out.println("getDirIrradiance = "+modbusPojo.getDirIrradiance());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
		if(modbusPojo.getWindSpeed()>ModbusUtil.UAVG_UP)
		{
			modbusPojo.setWindSpeed(ModbusUtil.UAVG_UP);
			System.out.println("getWindSpeed = "+modbusPojo.getWindSpeed());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
		if(modbusPojo.getWindSpeed()<ModbusUtil.UAVG_LOW)
		{
			modbusPojo.setWindSpeed(ModbusUtil.UAVG_LOW);
			System.out.println("getWindSpeed = "+modbusPojo.getWindSpeed());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
		if(modbusPojo.getWindDir()>ModbusUtil.VAVG_UP)
		{
			modbusPojo.setWindDir(ModbusUtil.VAVG_UP);
			System.out.println("getWindDir = "+modbusPojo.getWindDir());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
		if(modbusPojo.getWindDir()<ModbusUtil.VAVG_LOW)
		{
			modbusPojo.setWindDir(ModbusUtil.VAVG_LOW);
			System.out.println("getWindDir = "+modbusPojo.getWindDir());
			modbusPojo.setQua(1);
		}
	}
	
	public void process()
	{
		try
		{
			TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(comm_timeout);
		}
		catch (InterruptedException e)
		{
			e.printStackTrace();
		}
		recvProcess();
		sendProcess();
	}

	public void recvProcess()
	{
		refreshFlag = false;
		byte[] recvBuff = new byte[RECV_INNER_SIZE];
		while(deque.size()>=RECV_SIZE)
		{
			Byte first = deque.pollFirst();
			if(first == devAddr)
			{
				Byte second = deque.pollFirst();
				if(second == 0x03)
				{
					Byte third = deque.pollFirst();
					if(third == RECV_INNER_SIZE)
					{
						for(int i=0;i<RECV_INNER_SIZE;i++)
						{
							recvBuff[i] = deque.pollFirst();
						}
						deque.pollFirst();
						deque.pollFirst();
						dealRecvBuff(recvBuff);
					}
				}
			}
		}
	}
	
	public void dealRecvBuff(byte[] recvBuff)
	{
		System.out.println(CommUtil.bytesToHex(recvBuff));
		refreshFlag = true;
		getModbusPojo(recvBuff);
//		modbusPojo.print();
	}
	
	public void getModbusPojo(byte[] recvBuff)
	{
		int temp;
		synchronized (modbusPojo)
		{
			for(int i=0;i<recvBuff.length;)
			{
				switch(i)
				{
					case 0:
						temp = ModbusUtil.getSignedAns(recvBuff, 0, 1);
						double envTemperature = temp*0.1;
						modbusPojo.setEnvTemperature(envTemperature);
						break;
					case 2:
						temp = ModbusUtil.getSignedAns(recvBuff, 2, 3);
						double temperature = temp*0.1;
						modbusPojo.setTemperature(temperature);
						break;
					case 4:
						temp = ModbusUtil.getUnsignedAns(recvBuff, 4, 5);
						double humidity = temp*0.1;
						modbusPojo.setHumidity(humidity);
						break;
					case 6:
						temp = ModbusUtil.getUnsignedAns(recvBuff, 6, 7);
						double pressure = temp*0.1;
						modbusPojo.setPressure(pressure);
						break;
					case 8:
						temp = ModbusUtil.getUnsignedAns(recvBuff, 8, 9);
						modbusPojo.setIrradiance(temp);
						break;
					case 10:
						temp = ModbusUtil.getUnsignedAns(recvBuff, 10, 11);
						modbusPojo.setScaIrradiance(temp);
						break;
					case 12:
						temp = ModbusUtil.getUnsignedAns(recvBuff, 12, 13);
						modbusPojo.setDirIrradiance(temp);
						break;
					case 14:
						temp = ModbusUtil.getUnsignedAns(recvBuff, 14, 15);
						modbusPojo.setWindDir(temp);
						break;
					case 16:
						temp = ModbusUtil.getUnsignedAns(recvBuff, 16, 17);
						double windSpeed = temp*0.1;
						modbusPojo.setWindSpeed(windSpeed);
						break;
					case 18:
						temp = ModbusUtil.getUnsignedAns(recvBuff, 18, 19);
						double windSpeedTwo = temp*0.1;
						modbusPojo.setWindSpeedTwo(windSpeedTwo);
						break;
					case 20:
						temp = ModbusUtil.getUnsignedAns(recvBuff, 20, 21);
						double windSpeedTen = temp*0.1;
						modbusPojo.setWindSpeedTen(windSpeedTen);
						break;
					case 22:
						temp = ModbusUtil.getUnsignedAns(recvBuff, 22, 23);
						modbusPojo.setDailyExposure(temp);
						break;
					case 24:
						temp = ModbusUtil.getUnsignedAns(recvBuff, 24, 25);
						double totalExposure = temp*0.001;
						modbusPojo.setTotalExposure(totalExposure);
						break;
					case 26:
						temp = ModbusUtil.getUnsignedAns(recvBuff, 26, 27);
						double scaExposure = temp*0.001;
						modbusPojo.setScaExposure(scaExposure);
						break;
					case 28:
						temp = ModbusUtil.getUnsignedAns(recvBuff, 28, 29);
						double dirExposure = temp*0.001;
						modbusPojo.setDirExposure(dirExposure);
						break;
				}
				i=i+2;
			}
		}
	}
	
	public void sendProcess()
	{
		byte[] message = new byte[8];
		int sendLen = 0;
		message[sendLen++] = devAddr;
		message[sendLen++] = 0x03;
		message[sendLen++] = 0x00;
		message[sendLen++] = 0x00;
		message[sendLen++] = 0x00;
		message[sendLen++] = 0x0F;
		byte[] crc = CommUtil.CRC16(message,6);
		message[sendLen++] = crc[0];
		message[sendLen++] = crc[1];
		comm.writeBuff(message);
	}

}

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