代码收藏家技术教程 2023-11-09

Java物联网中的BACnet设备属性查询：从主动到被动

BACnet

使用软件

资源

模拟器

使用Java主动查

引入maven

创建网络对象

获取远程设备

获取设备属性

使用DeviceEventAdapter订阅

初始化本地BACnet设备和IP网络配置：

启动本地设备和添加监听器：

搜寻远程设备：

发送订阅COV报文：

修改值并等待：

SubscribeDevice监听器：

BACnet

BACnet（Building Automation and Control Network）是一种常用于楼宇自动化和控制系统的通信协议，它允许设备在楼宇管理系统中进行相互通信和控制。在Java中进行BACnet物联网操作，我们可以使用BACnet4J库，它是一个用于BACnet通信的Java库。

使用软件

资源

由于是个人学习，所以一般不会有真实硬件可以测试，所以我们还需要准备模拟器。

在这方面，我已经准备好了资源。

链接：https://pan.baidu.com/s/1Pd1cTpOkYZ9p4tbrAUihUg
提取码：w62j

模拟器

拿其中一个模拟器Yabe来配合这次学习

安装好后，我们只需要用到这两个功能即可。

我们点击Simulator功能,会弹出这么一个模拟框。

这是模拟一个真实设备温度设备，底下的deviceId则为设备唯一标识。

我们同时打开多台，就可以发现他们的唯一标识不一样。

接下来打开Yabe

选择Add device，然后输入本机ip地址

然后你就会发现，它把我们刚刚打开的两台模拟设备扫描进去了。

选中其中一台设备后，下面Address Space会显示几行数据，对某个数据右键选择订阅后，你会发现，我们可以拿到模拟设备中的某个值的实时数据。

从而，我们能判断出，哪个属性值对应的是模拟设备中的什么，基于软件对设备的通讯到此就结束了。

重点在于我们如何使用Java来使用BACnet进行设备之间的通讯。

使用Java主动查

引入maven

在开始示例之前，请确保已经下载并配置了BACnet4J库。

        <!-- https://github.com/infiniteautomation/BACnet4J -->
        <dependency>
            <groupId>com.infiniteautomation</groupId>
            <artifactId>bacnet4j</artifactId>
            <version>6.0.0</version>
            <scope>system</scope>
            <systemPath>${project.basedir}/lib/bacnet/bacnet4j-6.0.0.jar</systemPath>
        </dependency>

通过测试，单引用bacnet4j依赖，是远远不够的。使用起来会报各种异常，

比如

slf4j的 NoClassDefFoundError: org/slf4j/LoggerFactory

warp的 NoClassDefFoundError: lohbihler/warp/WarpScheduledExecutorService

commons的 NoClassDefFoundError: org/apache/commons/lang3/StringUtils

因此还需要引入以下maven依赖

        <dependency>
            <groupId>org.slf4j</groupId>
            <artifactId>slf4j-api</artifactId>
            <version>1.7.32</version> 
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-lang3</artifactId>
            <version>3.12.0</version> 
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>ai.serotonin.oss</groupId>
            <artifactId>sero-scheduler</artifactId>
            <version>1.1.0</version>
        </dependency>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/ai.serotonin.oss/sero-warp -->
        <dependency>
            <groupId>ai.serotonin.oss</groupId>
            <artifactId>sero-warp</artifactId>
            <version>1.0.0</version>
        </dependency>

创建网络对象

首先获取网段内的模拟设备，

//创建网络对象
IpNetwork ipNetwork = new IpNetworkBuilder()
    //本机的ip
    .withLocalBindAddress("192.168.1.12")
    //掩码和长度，如果不知道本机的掩码和长度的话，可以使用代码的工具类IpNetworkUtils获取
    .withSubnet("255.255.255.0", 24)
    //默认的UDP端口
    .withPort(47808)
    .withReuseAddress(true)
    .build();
//创建虚拟的本地设备，随意设置一个deviceId 设备的唯一标识
LocalDevice localDevice = new LocalDevice(LOCAL_DEVICE_ID, new DefaultTransport(ipNetwork));
//初始化本地设备
localDevice.initialize();
//搜寻网段内远程设备
localDevice.startRemoteDeviceDiscovery();

如果是ubuntu的情况下，建议去掉 withLocalBindAddress("192.168.1.12")，它会默认监听"0.0.0.0"这个地址，达到一样的效果。

跨网段的话，修改withSubnet()方法

获取远程设备

可以使用 LocalDevice 对象来获取远程设备，根据业务来选择以下方法：

//某个远程设备的id
private static final Integer REMOTE_DEVICE_ID = 311400;

//获取某个远程设备，REMOTE_DEVICE_ID是远程设备ID
RemoteDevice remoteDevice = localDevice.getRemoteDeviceBlocking(REMOTE_DEVICE_ID);

//获取所有远程设备
List<RemoteDevice> remoteDevices = localDevice.getRemoteDevices();

通过debug得知，获取到的数据没有区别。

获取设备属性

在物联网中，有一个叫物模型的抽象思想，其中有一个概念叫做属性，简单的说，一个温度检测设备里，它的在线离线是一个属性，温度也是一个属性。

接下来我们就去获取这个设备的所有属性。

//获取远程设备的标识符对象
List<ObjectIdentifier> objectList = RequestUtils.getObjectList(localDevice,remoteDevice).getValues();

通过debug可以看到这个属性集合中的数据

是否觉得眼熟呢？是的，他就是对应上面进行订阅步骤的Address Space数据

这里就是它的属性。

通过对比，我们可以知道Analog_Input:0是我们需要的温度属性。

使用Java8获取温度属性对象

List<ObjectIdentifier> filter = objectList.stream().filter(e -> e.getObjectType().equals(ObjectType.analogInput) && e.getInstanceNumber() == 0).collect(Collectors.toList());

然后循环不断的获取该属性值的实时数据

while (true) {
                //根据对象属性标识符的类型进行取值操作 [测试工具模拟的设备点位的属性有objectName、description、present-value等等]
                //analog-input
                PropertyValues pvAiObjectName = readValueByProperty(localDevice, remoteDevice, filter, null, PropertyIdentifier.objectName);
                PropertyValues pvAiPresentValue = readValueByProperty(localDevice, remoteDevice, filter, null, PropertyIdentifier.presentValue);
                PropertyValues pvAiDescription = readValueByProperty(localDevice, remoteDevice, filter, null, PropertyIdentifier.description);
                for (ObjectIdentifier oi : filter) {
                    //取出点位对象不同类型分别对应的值
                    System.out.println(oi.getObjectType().toString() + " " + oi.getInstanceNumber() + " Name: " + pvAiObjectName.get(oi, PropertyIdentifier.objectName).toString());
                    System.out.println(oi.getObjectType().toString() + " " + oi.getInstanceNumber() + " PresentValue: " + pvAiPresentValue.get(oi, PropertyIdentifier.presentValue).toString());
                    System.out.println(oi.getObjectType().toString() + " " + oi.getInstanceNumber() + " Description: " + pvAiDescription.get(oi, PropertyIdentifier.description).toString());
                }
                Thread.sleep(1000);
}

抽一个通用的方法 readValueByProperty

public static PropertyValues readValueByProperty(final LocalDevice localDevice, final RemoteDevice d,final List<ObjectIdentifier> ois, final ReadListener callback, PropertyIdentifier propertyIdentifier) throws BACnetException
    {
        if (ois.size() == 0) {
            return new PropertyValues();
        }

        final PropertyReferences refs = new PropertyReferences();
        for (final ObjectIdentifier oid : ois) {
            refs.add(oid, propertyIdentifier);
        }

        return RequestUtils.readProperties(localDevice, d, refs, false, callback);
}

然后不断的读取和打印

这样就可以不断获取最新的实时值。

使用DeviceEventAdapter订阅

初始化本地BACnet设备和IP网络配置：

//创建网络对象
IpNetwork ipNetwork = new IpNetworkBuilder()
    //本机的ip
    .withLocalBindAddress("192.168.1.12")
    //掩码和长度，如果不知道本机的掩码和长度的话，可以使用代码的工具类IpNetworkUtils获取
    .withSubnet("255.255.255.0", 24)
    //默认的UDP端口
    .withPort(47808)
    .withReuseAddress(true)
    .build();
//创建虚拟的本地设备，随意设置一个deviceId 设备的唯一标识
LocalDevice localDevice = new LocalDevice(LOCAL_DEVICE_ID, new DefaultTransport(ipNetwork));

首先，它创建了一个本地BACnet设备，并指定设备号为123，并为其分配了一个默认的传输实例（DefaultTransport）。
然后，它使用IpNetworkBuilder构建了一个IP网络配置，包括本地绑定地址、子网掩码和长度、默认UDP端口和地址重用等，
启动本地设备和添加监听器：

接下来，它初始化本地设备，然后添加了一个SubscribeDevice的监听器，该监听器继承自DeviceEventAdapter。

//初始化本地设备
localDevice.initialize();
//添加监听器
localDevice.getEventHandler().addListener(new SubscribeDevice());

搜寻远程设备：
调用localDevice.startRemoteDeviceDiscovery()方法，搜寻网段内的远程BACnet设备。
```
//搜寻网段内远程设备
localDevice.startRemoteDeviceDiscovery();
```
发送订阅COV报文：
接下来，它使用localDevice.send方法发送了一个订阅COV请求（SubscribeCOVRequest）到远程设备，以订阅特定对象的变化。
订阅COV请求包括订阅标识、被监视对象的对象标识符、是否要发送确认报文以及订阅的时长。

 //发送订阅COV报文 对应为订阅标识（不可为0）,订阅对象,是否要发送确认报文,订阅时长(0为永久)
localDevice.send(remoteDevice, new SubscribeCOVRequest(new UnsignedInteger(1), new ObjectIdentifier(ObjectType.analogInput, 0), Boolean.TRUE, new UnsignedInteger(0))).get();

修改值并等待：
之后，进入一个无限循环，每隔2秒向远程设备的某个对象（ObjectType.analogInput, 0）写入值77。
这会触发远程设备发送COV通知给本地设备。

while (true){
       //修改值为77
       RequestUtils.writePresentValue(localDevice, remoteDevice, new ObjectIdentifier(ObjectType.analogValue, 0), new Real(77));
       Thread.sleep(2000);
}

SubscribeDevice监听器：
SubscribeDevice是一个自定义的监听器类，继承自DeviceEventAdapter。
它实现了covNotificationReceived方法，该方法在收到COV通知时被调用，处理实时数据更新。

class SubscribeDevice extends DeviceEventAdapter {
    @Override
    public void covNotificationReceived(final UnsignedInteger subscriberProcessIdentifier,
                                        final ObjectIdentifier initiatingDevice, final ObjectIdentifier monitoredObjectIdentifier,
                                        final UnsignedInteger timeRemaining, final SequenceOf<PropertyValue> listOfValues)
    {

        if (listOfValues.get(0).getPropertyArrayIndex()!=null) {
            System.out.println(listOfValues.get(0).getValue());
            System.out.println("===========================================================");
        }
    }
}

通过这种方法不断的获取最新值。