下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
窄带物联网可以应用于燃气表、电子牌、交通灯等各类项目，这些窄带物联网项目的传输方式都是相同的，因此这些项目中的网络通信层也应当是通用的。HCICom 类就是按照这种思想设计的。它被抽象出来，与各类项目的繁琐细节脱离，只留下与数据传输相关的内容，具有项目间易复用、易移植的特点。
HCICom 类对外的接口与传输方式无关。对于侦听程序乃至于人机交互系统的开发者而言，HCICom 类的存在使得开发者不再需要与信息邮局打交道，而只需要学会 HCICom类的使用方法就可以完成数据的上行与下行传输。当把项目更改为非窄带物联网项目，即更改传输方式时，只需要编写一个与现有HCICom类对外接口一致的类替换它，便可以在上层的程序中屏蔽掉这种更改，使上层程序具有跨传输方式通用的特点。
HCICom 类是人机交互系统（HCI）和信息邮局（MPO）间的一个通信接口类，是人机交互系统（HCI）对外沟通的桥梁。HCICom类与底层UECom构件配合，实现了终端（UE）的数据与上层HCI之间的数据交互。设计HCICom类时，应当综合考虑其易用性、可移植性和可复用性，屏蔽通信协议（如 TCP、UDP、HTTP 等）的差异，对外提供最简单、最直接的接口参数。
HCICom类应用于人机交互系统（HCI）的相关应用程序，主要应用包括用户服务器侦听程序 US-Monitor、云服务器端的侦听程序 CS-Monitor 以及客户端程序 CS-Client。作为通信接口类，其主要功能是建立连接、完成数据的发送和接收。
HCICom 类的设计主要围绕 使用方便性、数据完整性、安全性、交互性、多通道 五个方面。
1.使用方便性
HCICom类可工作在服务器端的侦听程序和客户端程序。在服务器端时的主要工作为：侦听来自客户端的连接请求；为每一个连接请求开启一个新的数据通道；对每一个数据通道的数据进行接收、解析以及相关数据发送等操作。在客户端时的主要工作为：向服务器端（IP地址和端口已知）发起连接请求；成功建立连接之后，在建立的数据通道上进行数据的发送、解析以及接收等操作。
因此，设计时要考虑这两个工作场景、为屏蔽两者之间差异、封装中间的过程、对外提供连接的目标地址和接收到的数据帧数两个属性，以及初始化、接收与发送数据的方法。
2.数据完整性
与UECom构件相对应，在人机交互系统的HCICom类中同样使用了帧结构，对数据进行自封自解，与用户编程无关。同时为了配合 UECom 构件，保证数据传输的正确性和完整性，在该类中同样采用了CRC16检验。
3.安全性
在安全性方面，HCICom 类与 UECom 构件相配合，形成了应用层的“自我加密、自我解密”：上行时，UECom 构件将传入的用户数据加密，HCICom类在收到密文并解密后交给应用层；下行时则相反，通过构件层及应用层两层加密机制，再加上信息邮局（MPO）的加密，进一步增强了数据传输的安全性。
4.交互性
由于不知道连接请求或数据什么时候会从外部传输过来，若循环等待，将导致大量时间的浪费，会大大降低程序的交互性，因此需要采用异步通信方式。
异步接收：开启异步接收之后，当接收到指定字节的数据后，接收回调操作（ReceiveCallBack）将被执行。在接收回调操作中，将结束本次接收，解析接收到的数据，并将解析得到的数据帧和IMSI放到数据缓冲区，更新或添加通信列表，然后继续开始异步接收。
异步监（侦）听：服务器端开启侦听之后，当接收到连接请求时，侦听回调操作（AcceptCallBack）将被执行。侦听回调操作将会结束本次侦听，并在获得客户端的连接，然后开启对新客户端连接的异步接收，并且重新开始侦听。
5.多通道
在NB-IoT系统中，国际移动用户识别码（IMSI）是区别终端（UE）的唯一标识，其总长度不超过15 位。使用者只需知道设备的IMSI，就可以将数据发送到对应的设备上。而多个客户端监听同一个终端（UE）时，会出现一个IMSI与多个数据通道相对应的情况，因此采用了一个IMSI与Socket相对应的结构体，结构体中包含1个IMSI和一个Socket的列表。当有侦听同一个IMSI的客户端加入时，相应结构体中的Socket列表便会更新，并在发送数据时，会根据IMSI把数据发给所有对应的Socket接口。
通过4.4.1节对HCICom类设计要点的分析可知，HCICom类可提供一定的对外属性、方法和事件，利用这些方法可以实现PC的数据接收与发送。
1.HCICom类的对外属性
在面向对象的编程中，属性用于提供对对象或类的特性的访问权限。在HCICom类中，对外属性有两个：HCIComTarget（连接方式和连接目标地址）和recvCount（接收到的数据帧数，只读属性）。对于不同的连接方式，HCIComTarget 对应的字符串不一致，如果用于侦听本地端口，则对应的字符串为“local：端口号”；若用于侦听服务器端口，则对应的字符串为“ip地址：端口号”。
2.HCICom类的对外方法
在面向对象的编程中，方法是指可以由对象或类执行的计算或操作的成员。HCICom类的对外方法有三个：init（HCICom类的初始化）、Read（读取缓冲区的一帧数据）、Send （发送数据）。借助这些方法可以建立通信连接、读取数据和发送数据。
3.HCICom类的对外事件
事件是使对象或类能够提供通知的成员。HCICom 类设置了一个对外事件，即DataReceivedEvent（数据接收事件）。类通过提供事件声明来定义事件，类似于字段声明，但类增加了 event 关键字和一组可选的事件访问器，并且此声明的类型必须先定义为委托类型。此处定义的事件用于接收数据，使用时与具体方法绑定，即可在触发事件时执行对应的函数方法。
1.HCICom类的基本使用步骤
云服务器侦听程序、云服务器转发程序与用户服务器侦听程序的对外通信都需要依赖HCICom类的方法。下面介绍HCICom类的基本使用步骤。
（1）初始化HCICom类。载入属性值，设置侦听的IP地址和端口，并根据传入的IMSI建立通信连接。
（2）读出缓冲区数据。在数据接收事件中，读出缓冲区中的一帧数据，并通过传入参数传出。
（3）发送数据。根据侦听方式，将组帧好的数据，发送给用户服务器侦听程序、终端设备或客户端。
2.HCICom类的基本使用步骤样例
下面给出HCICom类的一个使用样例，此样例用于实现基于HCICom类的发送与接收过程。
（1）初始化HCICom类的对象。创建一个HCICom类的对象，设置目标地址及端口，并初始化该对象。
（2）读取缓冲区数据。调用注册接收处理函数 IoT_recv，在该事件处理函数中可读出接收到的数据。
（3）发送数据。若本样例的侦听方式为本地侦听方式，则表示云服务器转发程序或云服务器侦听程序在调用该方法，程序需要查找所有侦听该IMSI对应设备的用户服务器侦听程序或终端设备，并向它们发送数据帧。
3.HCICom类的基本使用例程代码
基于上述HCICom类的对外属性方法和事件，下面给出HCICom类的一个使用样例。此样例可对目标地址进行侦听，实现对数据的接收和原样返回。
