Microsoft Azure IoTHub Serials 1 - 使用Android設備與Azure IoTHub進行交互

    Azure IoTHub的目標是為物聯網的應用場景提供方便的設備接入，完成消息的發送和接收（C2D和D2C）。經過持續不斷的努力，目前Azure IoTHub已經支持多種操作系統設備的接入，包括Android、Linux、mbed、TI RTOS、Windows等等，通過微軟官方認證的設備更是多達上百種，大家可以通過網站（https://catalog.azureiotsuite.com/）查找設備。

    目前，Andorid設備的占據了移動設備市場頭把交椅。微軟也為Android設備接入Azure IoTHub提供了SDK。本篇文章講述如何利用Android接入Azure IoTHub，完成消息的發送和接收。

1. 開發環境和工具需求

    開發環境和Android的開發環境一致，目前的標准配置就是JDK+Android Studio。

    需要使用的工具是Device Explore，可以去（https://github.com/Azure/azure-iot-sdks/releases）下載，用於Azure IoTHub設備的創建和消息的發送接收監控。

2. 利用Device Explore創建設備

    設備接入Azure IoTHub需要提供認證，該步驟可以通過Device Explore完成，具體方法如下：

• 首先，參考文檔（https://docs.microsoft.com/zh-cn/azure/iot-hub/iot-hub-create-through-portal）完成Azure IoTHub的創建。
• 其次，打開Device Explore，在Configuration頁面，配置Connect String，然后點擊Update進行更新。
• 最后，在管理（Management）頁面，通過Create創建新的設備，輸入名稱（以MyAndroidDevice為例），點擊創建，如下圖所示。

3. 創建Android工程

    創建Andorid工程，在build.gradle文件中，加入對“iot-device-client:1.1.25”的依賴，如下：

    dependencies {
        // Remote binary dependency
        compile 'com.microsoft.azure.sdk.iot:iot-device-client:1.1.25'
    }

4. 編寫xml界面文件

   為Activity_main.xml文件加入按鈕控件和信息顯示控件，如下圖所示。

 

5. 編寫后台java文件

    首先，在默認生成的代碼基礎上，引入如下幾個需要用的包：

   import android.widget.Button;
   import android.widget.TextView;
   import com.microsoft.azure.sdk.iot.device.*;
   import android.os.Handler;

    其次，在MainActivity類中申明全局的變量如下：

   String connString = "此處需要填寫Device Explore生成的連接字符串";
   String deviceId = "MyAndroidDevice";
   double temperature;
   double humidity;
   TextView info;
   static String rxinfo;

    其中，connString是步驟2中生成的Android設備的連接字符串，可以通過右鍵“Copy ConnectString”進行拷貝，復制到這里來。設備名稱是MyAndroidDevice，后面申明了兩個全局的變量，用於存放模擬的溫度和濕度；rxinfo用於存放接收的Azure IotHub的數據。

    接着，為發送消息Send Message按鈕添加監聽事件，在用戶點擊時，完成模擬溫濕度消息的發送，其代碼如下：

   public void btnSendOnClick(View v) throws URISyntaxException, IOException {
    Button button = (Button) v;

    IotHubClientProtocol protocol = IotHubClientProtocol.MQTT;

    DeviceClient client = new DeviceClient(connString, protocol);

    try {
        client.open();
    }
    catch(IOException e1)
    {
        System.out.println("Exception while opening IoTHub connection: " + e1.toString());
    }
    catch(Exception e2)
    {
        System.out.println("Exception while opening IoTHub connection: " + e2.toString());
    }

    temperature = 20.0 + Math.random() * 10;
    humidity = 30.0 + Math.random() * 20;

    String msgStr = "{\"deviceId\":\"" + deviceId + ",\"temperature\":"+ temperature +",\"humidity\":"+ humidity +"}";
    try
    {
        Message msg = new Message(msgStr);
        msg.setProperty("temperatureAlert", temperature > 28 ? "true" : "false");
        msg.setMessageId(java.util.UUID.randomUUID().toString());
        System.out.println(msgStr);
        EventCallback eventCallback = new EventCallback();
        client.sendEventAsync(msg, eventCallback,null);
    }
    catch (Exception e)
    {
    }

    client.close();
   }

   然后，為接收數據Receive Message添加監聽事件，在用戶點擊時，接收Azure IoTHub的數據，其代碼如下：

  public void btnReceiveOnClick(View v) throws URISyntaxException, IOException {
    Button button = (Button) v;


    IotHubClientProtocol protocol = IotHubClientProtocol.MQTT;

    DeviceClient client = new DeviceClient(connString, protocol);

    if (protocol == IotHubClientProtocol.MQTT)
    {
        MessageCallbackMqtt callback = new MessageCallbackMqtt();
        Counter counter = new Counter(0);
        client.setMessageCallback(callback, counter);
    }
    else
    {
        MessageCallback callback = new MessageCallback();
        Counter counter = new Counter(0);
        client.setMessageCallback(callback, counter);
    }

    try {
        client.open();
    }
    catch(IOException e1)
    {
        System.out.println("Exception while opening IoTHub connection: " + e1.toString());
    }
    catch(Exception e2)
    {
        System.out.println("Exception while opening IoTHub connection: " + e2.toString());
    }

    try {
        Thread.sleep(2000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    client.close();
  }

    之后，在接收消息的回調函數中，進行數據的接收，並賦給全局的rxinfo，其代碼如下：

protected static class MessageCallbackMqtt implements com.microsoft.azure.sdk.iot.device.MessageCallback
  {
    public IotHubMessageResult execute(Message msg, Object context)
    {
        Counter counter = (Counter) context;
        rxinfo= "Received message " + counter.toString() + " with content: " + new String(msg.getBytes(), Message.DEFAULT_IOTHUB_MESSAGE_CHARSET);      
        counter.increment();

        return IotHubMessageResult.COMPLETE;
    }
  }

    另外，為了接收的數據能夠更新到界面的textview控件，需要在MainActivity類中設置一個Handle，其代碼如下：

   Handler mTimeHandler = new Handler() {
    public void handleMessage(android.os.Message msg) {
        if (msg.what == 0) {
            info.setText(rxinfo);
            sendEmptyMessageDelayed(0, 1000);
        }
    }
   };

    最后，在MainActivity的onCreate生命周期事件中啟動它，代碼如下：

   protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);

    info=(TextView)findViewById(R.id.info);
    rxinfo="no rx message";
    mTimeHandler.sendEmptyMessageDelayed(0, 1000);
   }

6. 調試結果

    本應用程序在模擬器和Nexus 5設備上調試通過，應用程序啟動以后，點擊Send Message按鍵，發送一次消息給Azure IoTHub，可以在Device Explore的Data中進行監視，如下圖所示。

    同樣，為了演示Android設備接收Azure IoTHub的消息，可以在Device Explore的Message to Device中，發送一個hello world的消息，然后在Android應用程序中點擊Receive Message進行數據的接收，顯示在TextView控件上，如下圖所示。

    源代碼下載：鏈接