NodeJS数据接收总结(接收嵌入式设备socket包)

字节流的认识

项目的终端设备是通过socket接口传输数据的,到应用层就只有单纯的数据了。数据是以字节流的形式被后台程序接收的,那么什么是字节流呢?

字节流是由字节组成的,字节流是由字符组成的. Java里字符由两个字节组成.字节流是最基本的,所有的InputStream和OutputStream的子类都是,主要用在处理二进制数据,它是按字节来处理的但实际中很多的数据是文本,又提出了字符流的概念,它是按虚拟机的encode来处理,也就是要进行字符集的转化。

而最早的encode方式就是ASCII码,车流量项目的终端发出的socket的也是采用ASCII。
接着说字节流,字节流的最小单位是Byte,在NodeJS中我们data event监听接收到的data(或者在Java中的InputStream)实际上是Byte[],

一个byte型整数在内存中占8位,也就是一个字节. 表数范围:-128 --127

他们是ASCII码编码的,数值都是每个字符对应的ASCII码值[http://www.asciitable.com/]

Net模块

安装nodejs后自带的module可直接使用。

Node.js Net 模块提供了一些用于底层的网络通信的小工具,包含了创建服务器/客户端的方法,我们可以通过以下方式引入该模块:
var net = require("net")

net模块主要有两种对象供我们使用

net.Server

net.Server通常用于创建一个 TCP 或本地服务器。这里用到了回调函数, 参考[http://www.jianshu.com/p/fa9601753942].

net.Socket

net.Socket 对象是 TCP 或 UNIX Socket 的抽象。net.Socket 实例实现了一个双工流接口。 他们可以在用户创建客户端(使用 connect())时使用, 或者由 Node 创建它们,并通过 connection 服务器事件传递给用户。项目是建立一个服务端,所以没有使用net.Socket,按下不表。

项目注意点

从设计的角度看,为了节省空间,如果是表示数值(Int,Float),都是发送的byte内容对应数值,举个栗子,一个三位数123,我们实际用的8位一个字节就能表达出,但是如果用ASCII码对应的字符表示,就需要三个Bytes。所以我们的socket内容如果需要用字符串表达,那么就需要转换成char。总结一下:

String类型:

var str_crossid = new String();
str_crossid = String.fromCharCode(data[i]);

Int类型:

这里有个坑,因为它是用2 Bytes表示的,所以要考虑真实数值对应2个byte的计算关系,高八位就要×2^8的权值。还需要考虑大端小端模式的。

var interval = data[14]+data[15]*256;

Float类型:

参考资料:

浮点数据就是按下表的格式存储在4个字节中:
Address+0 Address+1 Address+2 Address+3
Contents SEEE EEEE EMMM MMMM MMMM MMMM MMMM MMMM S: 表示浮点数正负,1为负数,0为正数
E: 指数加上127后的值的二进制数
M: 24-bit的底数(只存储23-bit)
[http://wiki.jikexueyuan.com/project/nodejs/buffer.html]

代码:

buffer_instance.readFloatLE(0);

Date类型:

String.fromCharCode(data[i]); //还原 原格式
var date_time = new Date(str_date_time); //ISO format

附:接收的数据


image.png

处理后的数据


image.png

17/06/2017 更新

  • 加了一个应用层的加总异或校验
  • 关于数据包,数据报,帧
    https://segmentfault.com/a/1190000008449308
    所以在车流量项目,是(很少见的?)多数据包一个帧,说更精确的话就是多个数据包负载一个帧。

负载——也称为数据包正文或数据。这是数据包向目的地发送的实际数据。

  • 防止低八位溢出,低八位变负数,将:

var interval = data[14]+data[15]*256;

更改为:
 var buf_interval = new Buffer(2);
            for(var i = 0; i<=1; i++){
                buf_interval[i] = data[14+59*k+i]; 
            }
            console.log('-interval: '+buf_interval.readUInt16LE(0));

然而实际测试过程两种写法结果一样。且16位范围上限是2^15-1。

22/06/2017更新

  • 对可能的多负载加入num_packet, 用来区分不同的packet payload,因为我们的存储是以单个数据包payload为单位的。
  • 借助mongoose将数据用定义好的Schema转化为Json格式并存储。

23/06/2017更新

  • prototype的用法:实例方法
    User.save = function(){......}
    是这样调用的:
    User.save()
    User.prototype.save = function(){.......} 是这样调用的:
var user = new User();
user.save();

10/07/2017更新

实现3个新功能:
1.与设备测试提出一个问题:就是如何保证不重复存车数据。了解后使用LaneNo和DateTime决定一个复合唯一索引。即,只是LaneNo或者DateTime相同,依旧存储。仅仅当数据库已存数据与新数据二属性值均相同,才拒绝存储。
Mongo shell:

Unique Compound Index[]:
You can also enforce a unique constraint on [compound indexes]db.collection.createIndex( { a: 1, b: 1 }, { unique: true } )

node代码:

FlowSchema.index({"CrossTrafficData.DateTime":1,"CrossTrafficData.DataList.Data.LaneNo":1},{unique: true});

2.保存浮点数保留两位小数

 AveQueueLength: buf_ave_ql.readFloatLE(0).toFixed(2)

3.回复数据包头

        buf_packetInfo.writeUIntLE(0x2, 0, 4);
            var res_sec = Buffer.concat([buf_crossid, buf_packet_type, buf_packetInfo]);
            socket.write(res_sec);
        }

第一句表示写入2,表示接收成功。
第二句合并包头各个组成

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