写在前面
我从事消防物联行业，负责对接过各种物联网设备。通俗地讲，在这些设备中有比较传统的，我们采集到的这类设备的原始数据一般都是一串十六进制的数字，两个数字作为一个字节，然后根据已有协议对其进行解析。还有一类比较先进的，例如来自电信物联网平台的，拿到的数据直接就是json格式的，这类数据一般已经表达得很清晰了，参考给定协议很快就能解析出来各个字段。
由于使用java语言进行解析，对于传统设备，在此分享解析中遇到的一些比较实用的工具类；对于json格式的数据，大家可以使用各种json工具包进行快速解析。
进制转换
- 十六进制转十进制
/**
* 十六进制转为十进制
* @param strHex 要转换的十六进制字符串
* @return
*/
public static int hexToDec(String strHex) {
BigInteger bigInteger = new BigInteger(strHex, 16);
return bigInteger.intValue();
}- 十进制转十六进制（“%08X”的含义：8表示8位，0表示如果不够8位则往前面补0，X是大写，x是小写。大家可根据需要自行替换)
/**
* 十进制转为十六进制
* @param intDec 要转换的十进制数
* @return
*/
public static String decToHex(int intDec) {
return String.format("%08X", intDec);
}byte数组与十六进制字符串（jdk中提供了方法）
- byte数组转十六进制字符串
/**
* byte数组转十六进制字符串
* @param bytes 要转换的byte数组
* @return
*/
public static String bytesToHexStr(byte[] bytes) {
//HexBinaryAdapter的全类名为：javax.xml.bind.annotation.adapters.HexBinaryAdapter
HexBinaryAdapter hexBinaryAdapter = new HexBinaryAdapter();
return hexBinaryAdapter.marshal(bytes);
}- 十六进制字符串转byte数组
/**
* 十六进制字符串转byte数组
* @param hexStr 要转换的十六进制字符串
* @return
*/
public static byte[] hexStrToBytes(String hexStr) {
//HexBinaryAdapter的全类名为：javax.xml.bind.annotation.adapters.HexBinaryAdapter
HexBinaryAdapter hexBinaryAdapter = new HexBinaryAdapter();
return hexBinaryAdapter.unmarshal(hexStr);
}byte数组与base64编码（jdk中提供了方法）
- byte数组转base64编码字符串
/**
* byte数组转base64编码字符串
* @param bytes 要转换的byte数组
* @return
*/
public static String bytesToBase64Str(byte[] bytes) {
//DatatypeConverter的全类名为：javax.xml.bind.DatatypeConverter
return DatatypeConverter.printBase64Binary(bytes);
}- base64编码字符串转byte数组
/**
* base64编码字符串转byte数组
* @param base64Str 要转换的base64字符串
* @return
*/
public static byte[] base64StrToBytes(String base64Str) {
//DatatypeConverter的全类名为：javax.xml.bind.DatatypeConverter
return DatatypeConverter.parseBase64Binary(base64Str);
}byte数组与真实数据的转换
一般在报文中，有的是两个字节代表设备的某个值，有的是四个字节代表设备的某个值，还有的是八个字节代表设备的某个值，都需要经过咱们的转换才能得到真实值。转换的过程还不尽相同，有的比较简单，直接十六进制转十进制就可以了；有的则需要先转换大端模式或小端模式再进行进制转换；有复杂的则需要进行一系列运算才能得到真实数据。我把我遇到的写在下面，希望大家也能用上。
- 针对两个字节的，将其转换为byte数组，再使用以下方法转为short类型的数据
public static short bytesToShort(byte[] bytes) throws IOException {
DataInputStream dis = new DataInputStream(new ByteArrayInputStream(bytes));
short s = dis.readShort();
dis.close();
return s;
}- 针对四个字节的，将其转换为byte数组，再使用以下方法转为float类型的数据
public static float bytesToFloat(byte[] bytes) throws IOException {
DataInputStream dis = new DataInputStream(new ByteArrayInputStream(bytes));
float f = dis.readFloat();
dis.close();
return f;
}- 针对八个字节的，将其转换为byte数组，再使用以下方法转为double类型的数据
public static double bytesToDouble(byte[] bytes) throws IOException {
DataInputStream dis = new DataInputStream(new ByteArrayInputStream(bytes));
double d = dis.readDouble();
dis.close();
return d;
}大端模式与小端模式
大端模式中，字数据的高字节存储在低地址中，而字数据的低字节则存放在高地址中；在小端模式中，低地址中存放的是字数据的低字节，高地址存放的是字数据的高字节。如果需要转换，则使用以下方法将byte数组元素进行翻转。
/**
* byte数组翻转
* @param arr
*/
public byte[] reverse(byte[] arr){
//遍历数组
for(int i = 0; i < arr.length / 2; i++){
//交换元素，因为i从0开始所以这里一定要再减去1
byte temp = arr[arr.length - i - 1];
arr[arr.length - i - 1] = arr[i];
arr[i] = temp;
}
//返回翻转后的结果
return arr;
}校验和的计算
- 最原始的校验和计算（实质就是将报文中每个字节都相加，这里返回两个字节的结果）
/**
* 原始校验和
* @param hexStr 要计算校验和的报文的字符串形式
* @return
*/
public static String makeCheckSum(String hexStr) {
if (hexStr == null || hexStr.equals("")) {
return "00";
}
hexStr = hexStr.replaceAll(" ", "");
int total = 0;
int len = hexStr.length();
if (len % 2 != 0) {
return "00";
}
int num = 0;
while (num < len) {
String s = hexStr.substring(num, num + 2);
total += Integer.parseInt(s, 16);
num = num + 2;
}
return hexInt(total);
}
public static String hexInt(int total) {
int a = total / 256;
int b = total % 256;
if (a > 255) {
return hexInt(a) + format(b);
}
return format(a) + format(b);
}
public static String format(int hex) {
String hexa = Integer.toHexString(hex);
int len = hexa.length();
if (len < 2) {
hexa = "0" + hexa;
}
return hexa;
}- 另一种校验码的计算：就是在第1种结果的基础上进行以下运算：0x100 - sum(bytes[len]) & 0xff（"%02X"返回一个字节，有需要可自行更改）
/**
* 计算校验码
* @param hexStr 要计算校验码的报文的字符串形式
* @return
*/
public static String makeCheckCode(String hexStr) {
if (hexStr == null || hexStr.equals("")) {
return "00";
}
hexStr = hexStr.replaceAll(" ", "");
int total = 0;
int len = hexStr.length();
if (len % 2 != 0) {
return "00";
}
int num = 0;
while (num < len) {
String s = hexStr.substring(num, num + 2);
total += Integer.parseInt(s, 16);
num = num + 2;
}
int i = 0x100 - total & 0xff;
return String.format("%02X", i);
}- 二进制反码求和（这里传入和返回的均为byte数组，如果需要转换为十六进制字符串，参照我上面的方法即可）
/**
* 二进制反码求和
* @param bytes
* @return 一字节校验和
*/
public static byte[] sumBinInverseCode(byte[] bytes) {
int mSum = 0;
for (byte byteMsg : bytes) {
int mNum = (byteMsg >= 0) ? byteMsg : (byteMsg + 256);
mSum += mNum;
}
int sum = (mSum >> 8) + (mSum & 0xff);
String s = Integer.toHexString(~sum);
int length = s.length();
return new HexBinaryAdapter().unmarshal(s.substring(length-2, length));
}- CRC16校验码（一般用在像MODBUS这样一问一答的协议中）
/**
* 计算CRC16校验码
* @param hexStr 要计算CRC16校验码的报文的字符串形式
* @return
*/
public static String getCRC(String hexStr) {
hexStr = hexStr.replace(" ", "");
int len = hexStr.length();
if (!(len % 2 == 0)) {
return "0000";
}
int num = len / 2;
byte[] para = new byte[num];
for (int i = 0; i < num; i++) {
int value = Integer.valueOf(hexStr.substring(i * 2, 2 * (i + 1)), 16);
para[i] = (byte) value;
}
return getCRC(para);
}
/**
* 计算CRC16校验码
* @param bytes 要计算CRC16校验码的报文的byte数组形式
* @return
*/
public static String getCRC(byte[] bytes) {
//CRC寄存器全为1
int CRC = 0x0000ffff;
//多项式校验值
int POLYNOMIAL = 0x0000a001;
int i, j;
for (i = 0; i < bytes.length; i++) {
CRC ^= ((int) bytes[i] & 0x000000ff);
for (j = 0; j < 8; j++) {
if ((CRC & 0x00000001) != 0) {
CRC >>= 1;
CRC ^= POLYNOMIAL;
} else {
CRC >>= 1;
}
}
}
//结果转换为16进制
String result = Integer.toHexString(CRC).toUpperCase();
if (result.length() != 4) {
StringBuffer sb = new StringBuffer("0000");
result = sb.replace(4 - result.length(), 4, result).toString();
}
//交换高低位
return result.substring(2, 4) + result.substring(0, 2);
}结尾
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