Microsoft Azure IoTHub Serials 1 - 使用Android设备与Azure IoTHub进行交互

Azure IoTHub的目标是为物联网的应用场景提供方便的设备接入，完成消息的发送和接收（C2D和D2C）。经过持续不断的努力，目前Azure IoTHub已经支持多种操作系统设备的接入，包括Android、Linux、mbed、TI RTOS、Windows等等，通过微软官方认证的设备更是多达上百种，大家可以通过网站（https://catalog.azureiotsuite.com/）查找设备。

目前，Andorid设备的占据了移动设备市场头把交椅。微软也为Android设备接入Azure IoTHub提供了SDK。本篇文章讲述如何利用Android接入Azure IoTHub，完成消息的发送和接收。

1. 开发环境和工具需求

开发环境和Android的开发环境一致，目前的标准配置就是JDK+Android Studio。

需要使用的工具是Device Explore，可以去（https://github.com/Azure/azure-iot-sdks/releases）下载，用于Azure IoTHub设备的创建和消息的发送接收监控。

2. 利用Device Explore创建设备

设备接入Azure IoTHub需要提供认证，该步骤可以通过Device Explore完成，具体方法如下：

• 首先，参考文档（https://docs.microsoft.com/zh-cn/azure/iot-hub/iot-hub-create-through-portal）完成Azure IoTHub的创建。
• 其次，打开Device Explore，在Configuration页面，配置Connect String，然后点击Update进行更新。
• 最后，在管理（Management）页面，通过Create创建新的设备，输入名称（以MyAndroidDevice为例），点击创建，如下图所示。

3. 创建Android工程

创建Andorid工程，在build.gradle文件中，加入对“iot-device-client:1.1.25”的依赖，如下：

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

4. 编写xml界面文件

   为Activity_main.xml文件加入按钮控件和信息显示控件，如下图所示。

5. 编写后台java文件

首先，在默认生成的代码基础上，引入如下几个需要用的包：

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

其次，在MainActivity类中申明全局的变量如下：

   String connString = "此处需要填写Device Explore生成的连接字符串";
   String deviceId = "MyAndroidDevice";
   double temperature;
   double humidity;
   TextView info;
   static String rxinfo;

其中，connString是步骤2中生成的Android设备的连接字符串，可以通过右键“Copy ConnectString”进行拷贝，复制到这里来。设备名称是MyAndroidDevice，后面申明了两个全局的变量，用于存放模拟的温度和湿度；rxinfo用于存放接收的Azure IotHub的数据。

接着，为发送消息Send Message按钮添加监听事件，在用户点击时，完成模拟温湿度消息的发送，其代码如下：

   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，为接收数据Receive Message添加监听事件，在用户点击时，接收Azure IoTHub的数据，其代码如下：

  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，在接收消息的回调函数中，进行数据的接收，并赋给全局的rxinfo，其代码如下：

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，为了接收的数据能够更新到界面的textview控件，需要在MainActivity类中设置一个Handle，其代码如下：

   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生命周期事件中启动它，代码如下：

   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. 调试结果

    本应用程序在模拟器和Nexus 5设备上调试通过，应用程序启动以后，点击Send Message按键，发送一次消息给Azure IoTHub，可以在Device Explore的Data中进行监视，如下图所示。

    同样，为了演示Android设备接收Azure IoTHub的消息，可以在Device Explore的Message to Device中，发送一个hello world的消息，然后在Android应用程序中点击Receive Message进行数据的接收，显示在TextView控件上，如下图所示。

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