Java adalah pilihan yang berdaya maju dan berkuasa untuk aplikasi IoT, terutamanya pada peranti seperti Raspberry Pi atau gerbang perindustrian yang boleh menjalankan Linux dan mempunyai memori yang mencukupi. 1. Kemerdekaan platformnya melalui JVM membolehkan kod untuk melintasi perkakasan yang pelbagai. 2. Ekosistem Java yang mantap menawarkan perpustakaan yang matang untuk integrasi rangkaian, keselamatan, dan awan dengan AWS, Azure, dan Google Cloud. 3. Ia cemerlang dalam persekitaran perusahaan dengan menghubungkan data IoT dengan lancar ke sistem backend dan pangkalan data yang sedia ada. 4. Untuk pembangunan IoT, gunakan Java Se Embedded atau OpenJDK 17 dengan JVM ringan seperti OpenJ9 atau GraalVM untuk mengurangkan jejak. 5. Perkakasan akses melalui fail sistem atau gunakan PI4J untuk kawalan GPIO, seperti yang ditunjukkan dalam contoh sensor suhu membaca dari/sys/bas/w1/peranti/. 6. Gunakan Eclipse Paho untuk pemesejan MQTT untuk menghantar data sensor kepada broker dengan cekap. 7. Jadual Tugas Berulang dengan Penjualan Penjelasan untuk pengumpulan data berkala. 8. Java menyokong semua lapisan seni bina IoT: pemprosesan kelebihan, komunikasi (MQTT/COAP), transformasi data melalui boot musim bunga, integrasi awan, dan backend analisis. 9. Alat yang disyorkan termasuk Jeti Eclipse untuk Perkhidmatan Web Ringan, Apache Kafka untuk Streaming Data, dan Spring Boot untuk Microservices. 10. Mengoptimumkan prestasi dengan menggunakan imej asli GraalVM, meminimumkan peruntukan objek, dan penalaan bendera JVM seperti -XMS64M -XMX128M -XX: USEZGC. Ringkasnya, sementara Java tidak sesuai untuk mikrokontroler yang terkawal sumber seperti Arduino, ia adalah pilihan yang sangat baik untuk peranti kelebihan dan sistem backend di mana kebolehpercayaan, skalabiliti, dan integrasi adalah kritikal, menjadikannya pesaing yang kuat dalam landskap IOT yang lebih luas apabila perkakasan menyokongnya.

Java dan Internet Perkara (IoT) mungkin bukan pasangan pertama yang datang ke fikiran -selepas semua, bahasa seperti C, Python, atau bahkan JavaScript sering menguasai perbincangan IoT. Tetapi Java, dengan mudah alih, ekosistem yang kuat, dan kehadiran lama dalam sistem perusahaan, adalah pilihan yang berkebolehan dan praktikal untuk banyak aplikasi IoT. Panduan ini memecah bagaimana Java sesuai dengan landskap IoT, di mana ia bersinar, dan alat dan strategi apa yang perlu anda pertimbangkan.

Mengapa Java masuk akal untuk IoT

Walaupun reputasinya menjadi "berat," Java moden -terutamanya dengan JVM yang ringan dan runtime yang dioptimumkan -boleh berjalan dengan cekap pada banyak peranti IoT, terutamanya di tepi tepi atau pintu masuk.

Kelebihan utama termasuk:

• Kemerdekaan Platform : Tulis sekali, jalankan di mana sahaja (terima kasih kepada JVM) masih menjadi manfaat yang besar apabila berurusan dengan perkakasan IoT yang heterogen.
• Ekosistem yang kuat : Perpustakaan untuk rangkaian, keselamatan, pemprosesan data, dan integrasi dengan platform awan (seperti AWS IoT, Azure IoT) adalah matang dan didokumentasikan dengan baik.
• Integrasi Enterprise : Java digunakan secara meluas dalam sistem backend, menjadikannya lebih mudah untuk menyambungkan saluran paip data IoT ke logik perniagaan, pangkalan data, dan perkhidmatan sedia ada.
• Kekukuhan dan keselamatan : Pengurusan memori terbina dalam, pengendalian pengecualian, dan ciri keselamatan mengurangkan pepijat dan kelemahan yang sama.

Nota: Java kurang sesuai untuk mikrokontroler dengan RAM/CPU yang sangat terhad (seperti Arduino Nano), tetapi berfungsi dengan baik pada komputer papan tunggal (contohnya, Raspberry PI), gerbang industri, atau pelayan tepi.

Memilih rasa java yang betul untuk IoT

Tidak semua Java dicipta sama ketika datang ke IoT. Inilah yang harus dipertimbangkan:

• Java Se Embedded : Versi padat standard Java Se, yang direka untuk peranti tertanam. Berjalan dengan baik pada sistem berasaskan lengan seperti Raspberry Pi.
• OpenJDK dengan JVMS ringan : Alat seperti OpenJ9 (dari Eclipse) atau GraalVM dapat mengurangkan jejak memori dan masa permulaan.
• Java ME (edisi mikro) : digunakan secara sejarah untuk peranti kecil, tetapi sebahagian besarnya sudah lapuk. Masih relevan dalam beberapa warisan atau sistem tertanam khusus.
• Projek Panama dan API Fungsi & Memori Asing (Java 17) : Ciri-ciri Java moden ini membolehkan interaksi yang lebih baik dengan kod asli dan perkakasan, berguna untuk komunikasi peranti peringkat rendah.

Petua Pro: Gunakan Raspberry Pi OS (64-bit) dengan OpenJDK 17 untuk persediaan IoT Java yang stabil.

Membina aplikasi IoT yang mudah di Java

Katakan anda membaca data suhu dari sensor yang disambungkan ke Raspberry Pi dan menghantarnya ke papan pemuka awan.

1. Persediaan Perkakasan

• Raspberry Pi 4
• Sensor suhu DS18B20 (disambungkan melalui GPIO)
• Gunakan modul kernel w1-gpio dan w1-therm untuk dibaca dari sensor

2. Baca data sensor di Java

Anda boleh mengakses data sensor melalui sistem fail (Linux mendedahkan peranti 1-wayar di bawah /sys/bus/w1/devices/ ):

 rentetan awam ReadTemperature () melemparkan ioException {
    String sensorpath = "/sys/bas/w1/peranti/28-011924a1d9ff/w1_slave";
    Senarai <string> lines = files.readAlllines (paths.get (sensorPath));
    String lastLine = lines.get (lines.size () - 1);

    jika (lastLine.contains ("t =")) {
        int startIndex = lastLine.indexOf ("t =");
        dua tempc = double.parsedouble (lastLine.substring (startIndex 2)) / 1000.0;
        kembali string.Format ("%2f ° C", tempc);
    }
    kembali "ralat";
}

3. Hantar data ke broker mqtt

Gunakan klien Eclipse Paho MQTT untuk pemesejan ringan:

 <!-ketergantungan maven->
<geterlihat>
    <groupId> org.eclipse.paho </groupId>
    <stifactid> org.eclipse.paho.client.mqttv3 </artifactid>
    <versi> 1.2.5 </versi>
</ketergantungan>

 Mqttclient client = new mqttclient ("tcp: //broker.hivemq.com: 1883", mqttclient.generateclientid ());
client.connect ();
Mesej mqttmessage = mqttmessage baru (readTemperature (). GetBytes ());
mesej.setqos (1);
client.publish ("IoT/Sensor/Suhu", mesej);

4. Jadual dan monitor

Gunakan ScheduledExecutorService untuk mengundi sensor setiap 30 saat:

 Penjualan SchedeXecutorservice = Executors.NewScheduledThreadPool (1);
Scheduler.ScheduleatFixedrate (ini :: PublishTemperature, 0, 30, TimeUnit.Seconds);

Java dalam lapisan seni bina IoT

Java memainkan peranan yang berbeza di seluruh timbunan IoT:

Alat dan kerangka untuk mengetahui

• Eclipse PAHO : Perpustakaan Pelanggan MQTT (penting untuk pemesejan IoT)
• Jeti Eclipse atau Undertow : Pelayan Web Ringan untuk API REST pada peranti tepi
• Spring Boot : Perkembangan pesat perkhidmatan backend IoT dengan keselamatan terbina dalam, pemantauan, dan integrasi awan
• Apache Kafka : Untuk mengendalikan aliran data sensor tinggi
• PI4J : Perpustakaan Java I/O untuk Raspberry Pi -menyediakan API Bersih untuk GPIO, I2C, SPI

   <geterlihat>
      <groupId> com.pi4j </groupId>
      <stifactid> pi4j--core </artifactid>
      <versi> 1.5 </versi>
  </ketergantungan>

Petua Prestasi untuk Java pada peranti IoT

Walaupun pada perkakasan yang mampu, perkara pengoptimuman:

• Gunakan Java 17 dengan imej asli GraalVM untuk permulaan yang lebih cepat dan memori yang lebih rendah (jika anda boleh berdagang membina kerumitan untuk kecekapan runtime).
• Elakkan kerangka berat pada peranti yang terkawal -mempunyai alternatif ringan.
• Hadkan tekanan pengumpulan sampah: menggunakan semula objek, elakkan peruntukan yang kerap dalam gelung.
• Jalankan JVM dengan bendera yang ditala:

   java -xms64m -xmx128m -xx: usezgc -jar iot-app.jar

• Memantau penggunaan sumber dengan alat seperti jstat atau VisualVM (melalui rangkaian).

---

Pemikiran terakhir

Java bukan pilihan lalai untuk setiap projek IoT -terutamanya bukan untuk sensor kecil. Tetapi untuk pengkomputeran tepi, gerbang, dan integrasi backend, ia menawarkan kebolehpercayaan, perkakas, dan kebiasaan pemaju yang tidak dapat ditandingi. Dengan penambahbaikan JVM moden dan perpustakaan pepejal seperti PI4J dan PAHO, Java boleh menjadi bahagian pintar dan berskala dari timbunan IOT anda.

Sama ada anda membina sistem kilang pintar, penyelesaian pemantauan armada, atau hab automasi rumah, jangan terlepas pandang Java. Ia mungkin hanya gam yang memegang seni bina IoT anda bersama -sama.

Pada asasnya, jika peranti anda boleh menjalankan Linux dan mempunyai beberapa ratus MB RAM, Java patut dipertimbangkan.

Atas ialah kandungan terperinci Java dan Internet Perkara (IoT): Panduan Praktikal. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!