9c6833e49b567c3f7e5ff88248d27dc7

图像比文字来的更直白！

物联网(Internet of things)：顾名思义，所有的物体都能够联网。

那么怎么建立一个这样的通信网络呢？我们今天以搭建提供tcp实时通信服务的服务器为例子。

有人感觉到物联网很神秘，也有人感觉到tcp很陌生，提到http大家可能都很熟悉，其实http就是建立在tcp基础上的一层协议，今天跟着本节课的教程，大家甚至可以自己创建属于自己的通信协议。

让我们开始吧！

github

开发准备
- [x] vscode or sublime 码农的武器
- [x] Node.js 基础知识
- [x] es6 相关语法
- [x] 善学、勤思的良好品质

搭建一个最基础的tcp服务器

 import net from 'net'

 var server = net.createServer((conn) => {
     conn.on('data', (data) => {
         console.log('from client> ', data)
     })
 })

 server.on('error', (err) => {
     console.log(err)
     return process.exit(0)
 })

 server.listen(3000)

10行代码完成了一个最基础的tcp服务器搭建。

我们写一个简单的客户端来验证一下

 import net from 'net'

 var client = net.createConnection({port: 3000}, (err) => {
     if (err) {
         console.log(err)
     } else {
         client.write('hello world')
     }
 })

 client.on('data', (data) => {
     console.log('from server> ', data)
 })

我们运行下服务端和客户端的代码，发现服务端收到了客户端发来的数据
```
 from client>  <Buffer 68 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64>
```
或许很多人都对这种格式的数据很陌生，其实这是一最基础的底层数据表达方式，即字节流，又称字节数组。

上述的每一个字节都可以通过查询ascii码表来解释，转换成字符串就是 hello world
说了这么多难道就是为了让我们搞个 hello world?说好的自定义协议呢？
okok！I 服了 U！在设计自定义协议之前，我需要缺人你们是否了解大端和小端的概念！

楼主不是在讲天书！

在计算机系统中，大家都知道有int8,int16,int32等等这些数字不同形式，但是在计算机中是怎么表示这些数字的，大家清楚吗？如果不清楚的话，请跟我来。
大端？小端？不再神秘！

所谓的大端模式，是指数据的低位保存在内存的高地址中，而数据的高位，保存在内存的低地址中；

所谓的小端模式，是指数据的低位保存在内存的低地址中，而数据的高位保存在内存的高地址中。

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！我们来写几个例子！我们直接用Node.js 的repl功能即可，命令行输入 node，进入该模式（该模式下enter代表一次输入）
```
 var a = 16
 var b = Buffer.alloc(2) // 给b分配2个字节，表示uint16数字
 var c = Buffer.alloc(2) // 同样给c分配2个字节，表示uint16数字
 b.writeUInt16LE(a)  // 以小端写入 
 c.writeUInt16BE(a)  // 以大端写入
```
大家能才到b、c的运行结果分别是什么吗？这里不卖官子。
```
 b: <buffer 10 00>
 c: <buffer 00 10>
```
细心聪明的大家肯定发现了，对照我们刚才讲的大端小端的概念，I think you got it!

2017.9.20 有点困了

明天继续ok,早起上班，先把这篇blog写完

自定义协议

知道了大小端，对我们自定义协议有什么帮助呢？【首先我们明确使用小端模式】

假设我们要和gps模块[具有4g或者无线通信功能]

字段	字段描述	字节	备注
lat	纬度	4	放大10000000倍传输,int32
lng	经度	4	放大10000000倍传输 ,int32
sat_num	卫星数量	1	无,uint8
alt	卫星高度	2	放大10倍传输,int16

2.那么我们该怎么定义协议呢？这里我仅提供一个简单的协议模版供参考。

序号	内容	字节	必需	描述
1	de1e	2	是	协议头[固定]
2	C	1	是	数据指令，代表数据来源,这里我们规定0x01为我们的gps模块
3	L	1	是	数据包长度,最长255
4	D	可变长	是	数据包内容
5	K	2	是	CRC校验字节

crc校验码是为了对数据完整性进行校验的一种方式。网上有很多教程，大家自行查阅。

这里我提供一个简单的生成crc16校验码程序


```
function crc16 (buffer) {
    var wCRC_Table = [
        0x0000, 0xCC01, 0xD801, 0x1400, 0xF001, 0x3C00, 0x2800, 0xE401,
        0xA001, 0x6C00, 0x7800, 0xB401, 0x5000, 0x9C01, 0x8801, 0x4400
    ]

    var crcWord = 0xFFFF
    var result = Buffer.alloc(2)
    var start = 0
    var length = buffer.length

    function Drv_Crc_Acc(data) {
        var temp

        temp = wCRC_Table[(data ^ crcWord) & 15] ^ (crcWord >> 4)
        crcWord = wCRC_Table[((data >> 4) ^ temp) & 15] ^ (temp >> 4)
    }
    while (start < length) {
        Drv_Crc_Acc(buffer[start]);
        start++
        if (start == length) {
            result.writeUInt16LE(crcWord)
            return result
        }
    }
}
```

3.hi，小伙伴们，一份简单的自定义的协议就是如此简单哟！下面让我们简单的来验证一下吧。

//server.js
import net from 'net'


function crc16 (buffer) {
    var wCRC_Table = [
        0x0000, 0xCC01, 0xD801, 0x1400, 0xF001, 0x3C00, 0x2800, 0xE401,
        0xA001, 0x6C00, 0x7800, 0xB401, 0x5000, 0x9C01, 0x8801, 0x4400
        ]

    var crcWord = 0xFFFF
    var result = Buffer.alloc(2)
    var start = 0
    var length = buffer.length

    function Drv_Crc_Acc(data) {
        var temp

        temp = wCRC_Table[(data ^ crcWord) & 15] ^ (crcWord >> 4)
        crcWord = wCRC_Table[((data >> 4) ^ temp) & 15] ^ (temp >> 4)
    }


    while (start < length) {
        Drv_Crc_Acc(buffer[start]);
        start++
        if (start == length) {
            result.writeUInt16LE(crcWord)
            return result
        }
    }
}

function parser(buffer) {
    let head = buffer.slice(0,2)
    let gps = buffer.slice(2,3)
    let length = buffer.slice(3,4)
    let data_buffer = buffer.slice(4,15)
    let crc = buffer.slice(15)
    let crc_vali = crc16(buffer.slice(0,15))
    if (crc.compare(crc_vali) == 0) {
        console.log('crc校验成功')
        let lat = data_buffer.readInt32LE(0) / 10000000
        let lng = data_buffer.readInt32LE(4) / 10000000
        let sat_no = data_buffer.readUInt8(8)
        let alt = data_buffer.readInt16LE(9) / 10

        console.log(`gps location is lat:${lat},lng:${lng},height:${alt}m,current sat Num: ${sat_no}`)
    }
} 

var server = net.createServer((conn) => {
    conn.on('data', (data) => {
        parser(data)
    })
})


server.on('error', (err) => {
    console.log(err)
    return process.exit(0)
})

server.listen(4000, (e) => {
    console.log(e, `running`)
})

//client.js
import net from 'net'

function crc16 (buffer) {
    var wCRC_Table = [
        0x0000, 0xCC01, 0xD801, 0x1400, 0xF001, 0x3C00, 0x2800, 0xE401,
        0xA001, 0x6C00, 0x7800, 0xB401, 0x5000, 0x9C01, 0x8801, 0x4400
        ]

    var crcWord = 0xFFFF
    var result = Buffer.alloc(2)
    var start = 0
    var length = buffer.length

    function Drv_Crc_Acc(data) {
        var temp

        temp = wCRC_Table[(data ^ crcWord) & 15] ^ (crcWord >> 4)
        crcWord = wCRC_Table[((data >> 4) ^ temp) & 15] ^ (temp >> 4)
    }


    while (start < length) {
        Drv_Crc_Acc(buffer[start]);
        start++
        if (start == length) {
            result.writeUInt16LE(crcWord)
            return result
        }
    }
}

var client = net.createConnection({port: 4000}, () => {
    let head = new Buffer('de1e','hex')  // 固定头
    let gps = new Buffer('01','hex') // gps协议 0x01

    let length = new Buffer('0b','hex') // 数据段长度为11，16进制表示就是 0x0b

    let lat = 32.083  // 模拟纬度
    let lng = 118.32019  // 模拟经度 
    let sat_num = 12 // 模拟搜星数
    let alt = 5.3 // 模拟高度

    let data_buffer = Buffer.alloc(11) //根据gps协议，总共有11个字节的数据段长度
    data_buffer.writeInt32LE(lat * 10000000,0)    
    data_buffer.writeInt32LE(lng * 10000000,4)
    data_buffer.writeUInt8(sat_num,8)
    data_buffer.writeInt16LE(alt * 10, 9)

    let crc = crc16(Buffer.concat([head, gps, length ,data_buffer]))

    let cmd = Buffer.concat([head,gps,length,data_buffer,crc])
    console.log(cmd)
    client.write(cmd)

})

client.on('data', (data) => {
    console.log('from server> ', data)
})

别偷懒，跟着我撸撸代码，你将会提升更多。

到这里，我们的自定义协议的tcp通信服务器已经搞定了，善于思考和实践的同学可能会应用到各种智能硬件中，或者想着去应用了。但是我们的这段代码离真正的应用级还差的很远，可能会碰到很多很多的坑，下回我在带你们一起填坑。