Trabalho da Jessica

Etapas da Fase 1

1. Estudar e implementar um exemplo básico de programa Java transmissor-receptor (periódico) de um dado simples (struct com time stamp e valor float) usando o protocolo UDP;
2. Instalar uma base de dados MySQL e criar uma tabela para armazenamento dos dados do sensor;
3. Modificar o programa Java para inserir o dado na base de dados;
4. Modificar o programa Java receptor para receber o dado transmitido pelo programa do Arduíno;
5. Usar um cliente MySQL para consultar a base e verificar o correto armazenamento;
6. Avaliar o sistema em conjunto com o Giulio e com a equipe

Bibliografia

1. Exemplo de programa Java UDP [1]
2. Instalação e criação de tabela MySQL no Linux [2];

Etapas

Data:26/09 - última reunião

Data:27/09 - 05/10 - Pesquisa e estudo de conceitos novos em Java, conceitos de redes,entre outros.

305/10- 7/10 - implementação da Aplicação Java com Banco de Dados (erro para conexão da aplicação Java com o Banco).

08/10 - Erro com a conexão RESOLVIDO!

SEMANA DO DIA 26/09 ­ 08/10

Atualmente o projeto se resume em duas partes:

• A parte onde teremos o sensor e o Arduino enviando Dados para uma máquina(Giulio), para fins de melhor compreensão essa máquina será o “cliente”, dentro do que chamamos de arquitetura Cliente/Servidor.
• A outra parte seria as aplicações em Java rodando no “cliente” e no servidor. Essas aplicações vão se comunicar por um protocolo (TCP/UDP) que ainda não foi definido. No lado da máquina “cliente” teremos uma aplicação Java que será responsável por:
  • Receber dados do sensor e do Arduino;
  • Tratar esses dados(que tipo de dado?,quais dados?...);
  • enviar essas dados para a Aplicação Java que está no Servidor via a algum protocolo ainda não definido (como TCP ou UDP);
• O servidor será responsável por:
  • receber os dados do “cliente”;
  • enviar esses dados para o Banco de Dados (SQL+JAVA);
  • OBS: para a aplicação Java poder se comunicar com o Banco de Dados é preciso instalar um Drive de comunicação, é este drive que será a interface da aplicação Java com o Banco de Dados. Requisitos:
  • Servidor MySQL ( Já está Instalado!);
  • PHPMyAdmin ­ gerenciador do Banco de Dados(Já está Instalado!);
  • Drive de Conexão com o MySql (Já instalado!);
  • Aplicação Java ­ Servidor (Iniciado mas ainda não terminado!);

Problemas encontrados:

• Driver de Conexão com o MySql: como já havia citado anteriormente para a aplicação Java que está “rodando” no servidor se comunicar o Banco de Dados precisa ser instalado um Driver de acordo com o Banco Usado, no nosso caso um driver específico para o MySql, esse driver assim como toda a interface que fará essa comunicação será o JDBC e seu driver será o msql.JDBC.Driver, que pode ser baixado no site do mySql:

     http://dev.mysql.com/downloads/connector/j/#downloads

• Escolha a plataforma de acordo com o sistema operacional que está sendo usado, como no nosso projeto estamos usando Linux, escolhemos plataforma independente, extraimos o arquivo escolhemos o arquivo já compilado .jar e adicionamos no Eclipse (editor de código para Java): Project > Properties > Java Build Path > Add External JARs.

Terá duas possibilidades de Driver o da Oracle ou do MySql, a principio o problema de comunicação que estava dando é que estava sendo usado o Driver errado (o da Oracle ao invés do MySql), esse driver deve ser adicionado no código java de conexão assim como se segue:

        “com.mysql.jdbc.Driver”

A imagem a seguir demonstra como o projeto está estruturado atualmente:

Código de Conexão com o Banco:

package conexao;

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;

public class ConBanco {

	Connection conexao = null;

	public ConBanco(Connection con) {

		con = this.conexao;
	}

	public Connection getConnection() {

		try {

			String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/"; // 3306 e a porta do MySql
								 
			String dbName = "energia";
			String driver = "com.mysql.jdbc.Driver";
			String user = "root";
			String senha = "jessica2604"; // senha do banco de dados

			Class.forName(driver).newInstance();
			this.conexao = DriverManager.getConnection(url + dbName, user, senha);
			System.out.println("Conectado " + this.conexao + ".");

		} catch (Exception e) {
			System.out.println("Erro ao se conectar com o Banco");
			e.printStackTrace();
		}
		return this.conexao;
	}

}

Código do Servidor - armazena na base um dado simples passado no objeto da classe principal:

package conexao;

import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;

import conexao.ConBanco;

public class Servidor {

	double pot;
	int identificador;

	public Servidor(int id, double dado) {

		this.pot = dado;
		this.identificador = id;
	}

	public void EnviaDado() {

		Connection con = null;
		ConBanco conecta = new ConBanco(con);
		Statement stmt;

		con = conecta.getConnection();
		try {

			stmt = con.createStatement();
			stmt.executeQuery("Use energia");
			String sql = "INSERT INTO Dado(id,potencia) " + "VALUES('" + this.identificador + "', '" + this.pot + "')";
			stmt.executeUpdate(sql);
			stmt.close();

		} catch (SQLException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("Dado Enviado");

	}

}

Class MainServidor:

package conexao;

public class MainServidor {

	public static void main(String args[]) {

		Servidor server = new Servidor(1,23); //passa o id e o valor da potência
		server.EnviaDado();

	}
}

Etapas da Comunicação Serial com o Java

Assim como no Banco de Dados com o Java, para o Java poder reconhecer e trabalhar com as portas seriais como a COM1,COM2 e USB foi preciso instalar uma API especifica do JAVA para este fim. Há duas APIs disponíveis a Javacomm (da SUN) e a RXTX, a escolhida neste projeto foi a RXTX (versão 2.2pre2). Abaixo está o link para download desta API:

• http://rxtx.qbang.org/wiki/index.php/Download

Linux

Tive muitos problemas para a instalação desta API no linux, primeiramente tentei usar o arquivo .jar no Eclipse assim como tinha feito com o JDBC (Banco de Dados), tentei o próprio plugin do eclipse que é oferecido no link, mas não tive bons resultados. Outro problema encontrado é que o Linux versão 12.04 -64 bits não aceita qualquer versão da API, a única que não deu problema foi a citada anteriormente e 2.2pre2. A seguir está descrito todos os passos necessário para a instalação correta da API RXTX.

Instalação (Linux - 64 bits)

• Após o download entre no diretório e descompacte o arquivo com o seguinte comando (neste caso o arquivo é .zip):
  • unzip nome_do_arquivo.zip

• Entre dentro da pasta descompactada com o seguinte comando:
  • cd nome_da_pasta ou cd caminho_relativo/nome_da_pasta

• Copie o arquivo RXTXcomm.jar para os seguintes diretórios:
  • 1°: usr/share/java com o seguinte comando: cp nome_do_arquivo /usr/share/java
  • 2°: /usr/lib/jvm/java-versao-do-java/jre/lib/ext/ com o comando cp nome_do_arquivo /usr/lib/jvm/java-versao-do-java/jre/lib/ext/

• Copie o arquivo librxtxSerial.so para o jvm (máquina virtual do Java). Mas tome cuidado esse arquivo tem que ser de acordo com a arquitetura do processador, no nosso caso o arquivo teve que ser referente a arquitetura x86_64 que estava no diretório de mesmo nome.
  • Entre na pasta x86_64.. e copie o arquivo com o seguinte comando: cp librxtxSerial.so /usr/lib/jvm/java-versao-do-java/jre/lib/amd64/

Códigos

• 1° código: Listagem das portas seriais

import gnu.io.*;

public class ListCommPorts {

    @SuppressWarnings("unchecked")
    static void listPorts()
    {
        java.util.Enumeration<CommPortIdentifier> portEnum = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();
        while ( portEnum.hasMoreElements() ) 
        {
            CommPortIdentifier portIdentifier = portEnum.nextElement();
            System.out.println(portIdentifier.getName()  +  " - " +  getPortTypeName(portIdentifier.getPortType()) );
        }        
    }
    
    static String getPortTypeName ( int portType )
    {
        switch ( portType )
        {
            case CommPortIdentifier.PORT_I2C:
                return "I2C";
            case CommPortIdentifier.PORT_PARALLEL:
                return "Parallel";
            case CommPortIdentifier.PORT_RAW:
                return "Raw";
            case CommPortIdentifier.PORT_RS485:
                return "RS485";
            case CommPortIdentifier.PORT_SERIAL:
                return "Serial";
            default:
                return "unknown type";
        }
    }

	public static void main(String[] args) {
		listPorts();
	}
}

• 2° código: leitura de dados da porta serial

import gnu.io.CommPort;
import gnu.io.CommPortIdentifier;
import gnu.io.SerialPort;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;

public class ReadSerialPort {

	public ReadSerialPort() {
		super();
	}
	
    void connect (String portName) throws Exception {
        CommPortIdentifier portIdentifier = CommPortIdentifier.getPortIdentifier(portName);
	System.out.println("Conectou");
        if ( portIdentifier.isCurrentlyOwned() ){
            System.out.println("Error: Port is currently in use");
        } else {
            CommPort commPort = portIdentifier.open(this.getClass().getName(),2000);
            
            if ( commPort instanceof SerialPort ) {
                SerialPort serialPort = (SerialPort) commPort;
                serialPort.setSerialPortParams(9600,SerialPort.DATABITS_8,SerialPort.STOPBITS_1,SerialPort.FLOWCONTROL_NONE);
                
                InputStream in = serialPort.getInputStream();
                (new Thread(new SerialReader(in))).start();

            } else {
                System.out.println("Error: Only serial ports are handled by this example.");
            }
        }     
    }

    
    /** */
    public static class SerialReader implements Runnable {
        InputStream in;
        BufferedReader reader;
        
        public SerialReader ( InputStream in ) {
            this.in = in;
            this.reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
        }
        
        public void run () {
            String line = null;
            try{
               while ((line = reader.readLine()) != null) {
            	   System.out.println("Read line with " + line.length() + " characters: \"" + line + "\"");
               }
            }
            catch ( IOException e ) {
                e.printStackTrace();
            }            
        }
    }

	public static void main(String[] args) {
        try {
            (new ReadSerialPort()).connect("/dev/ttyS0");
        } catch ( Exception e ) {
            e.printStackTrace();
        }
	}
}

Compilação

Os códigos foram compilados e executados via terminal com os seguintes comandos:

• Compilação : javac -cp /usr/share/java/RXTXcomm.jar:. Nome_do_Código.java
• Execução: java -Djava.library.path=/usr/lib/jni -cp /usr/share/java/RXTXcomm.jar:. Código_compilado

Problemas Encontrados

No Linux as portas COM1,COM2 e USB são reconhecidas da seguinte forma: ttyS0 - COM1; ttyS1 - COM2; ttyUSB0 - USB;

Como em nosso projeto estamos usando o Arduino e o módulo Xbee, a placa do Arduino é reconhecida pelo sistema como ACM0, mas como o Java reconhece apenas ttyUSB0 tivemos que criar um link para que a ACM0 apontasse para a ttyUSB0, através do seguinte comando:

ln -sf /dev/ttyACM0 /dev/ttyUSB0

OBS: O Arduino as vezes para de reconhecer a porta ttyUSB0.

Possível Solução

Ao invés de baixar os arquivos binários foi baixado outro pacote com os arquivos ainda não compilados no mesmo link citado no começo do texto. A parte da biblioteca continua a mesma a única diferença é que na pasta onde fica as classes seriais no gnu.io foi modificado o arquivo RXTXCommDriver.java foi uncluido na linha 581: "ttyACM", Desse jeito o RXTX deverá reconhecer esta porta sem precisar mais do link simbólico. Depois disso na pasta raiz do RXTX foi feito os seguintes comandos para configurar e compilar a alteração feita:

• sh ./configure
• make

Depois de feito isso será gerado o RXTX.jar, apague o RXTX.jar anterior dos diretórios citados nos passos da instalação e coloque esse novo arquivo gerado no lugar deles.