下一代物聯網全棧開發
Java數據展示開源項目匯總
D3（https://github.com/d3/d3）是基于SVG的矢量圖操作工具。通過使用Java，D3將數據以矢量圖形式展示出來并提供了任意伸縮的能力，在HTML5出現之前，D3是二維可視化的底層標準。通常許多繪制圖表與數據可視化工具都使用D3作為底層驅動引擎，在其之上提供用戶友好的API接口。
three.js（https://github.com/mrdoob/three.js/）是基于WebGL的Java3D繪圖工具。通過WebGL擴展，Java語言實現了直接驅動底層顯卡進行3D繪圖。three.js在3D圖像基礎上還提供了VR支持，可以方便的使用Java來實現VR數據展示。
ionic（https://github.com/driftyco/ionic）是基于AngularJS的移動端跨平臺開發環境，能夠在一個統一的框架下使用Java HTML CSS，同時完成開發iOS、Android、Window Phone程序，并根據各個環境的不同UI做自動適配。
Electron（https://github.com/electron/electron）是基于Node.js與chrome的跨平臺桌面開發環境，electron通過將瀏覽器內核和后臺Node.js服務進行打包，實現了一個使用Java的全棧開發環境，無需任何修改就能夠將程序部署到Windows、macOS、Linux平臺上。
nw（https://github.com/nwjs/nw.js）是輕量級的Java跨平臺桌面開發環境，它實現了在HTML代碼中直接調用Node.js的各種API函數，提供了一個平滑自然的桌面應用開發環境，隱藏了客戶端服務器編程的細節。
物聯網Java實例講解
為更好理解Java物聯網開發，下面以筆者設計的物聯網系統為例，詳細介紹物聯網系統的設計。所有設計資料都是開源的，讀者可以對照源碼網頁與文檔。（ http://openfpgaduino.github.io）
● 物聯網網關最小系統硬件設計
對于應用于物聯網的嵌入式系統，系統的硬件設計是重要的組成部分，通常來說應對不同的應用，嵌入式硬件的系統設計會有所不同，每個系統都會按照相應的應用場景進行調整。但是物聯網的核心系統通常是一個設計構架可以應用于一大類的系統，所需要調整的通常是外圍設備。
圖1
如圖1所示是筆者設計的物聯網網關最小系統，在系統設計思想上首先保證了核心系統的通用性，采用了ARM處理器。因為是網關節點，設計上需要網關直接連接IP網絡并提供全功能的網絡服務，因此選擇了能夠完整運行Linux系統的ARM9處理器，運行完整的Linux也是能夠運行Node.js與完整Java的必要條件。由于采用了標準Linux，雖然Linux內核提供了一些實時性補丁，但由于編程模型復雜而且也不適合與Node.js集成，因此在最小核心系統中加入了FPGA。FPGA能夠在硬件層面完成實時響應，解決了系統的實時響應需求，其次由于FPGA是一種可配置系統，能夠根據應用需要進行設計與配置，所以引入FPGA也極大提高了系統的適配能力，為靈活適配各種不同物聯網應用提供了基礎。
● 物聯網網關系統軟件設計
物聯網網關的軟件設計完全是基于硬件設計的構架，最大限度發揮硬件的功能，設計流程如下：
1.首先在ARM9處理器上運行完整的Linux系統，其擁有完整的網絡服務，并能根據需要通過APT-GET命令來安裝所需要的軟件包。
2.在Linux系統基礎上，運行Node.js+MongoDB來提供所有網絡服務。
3.在Node.js里運行HTTP服務器來提供基于Restful API的各種本地服務，包括各種外設與I/O的控制。
4.運行HTTP服務器，基于RESTful API，實現了基于HTML5的云IDE開發環境。方便技術極客對網關的功能進行定制，這些IDE包括了Java的IDE，基于圖形編程的Blockly IDE和可以配置FPGA模塊功能和引腳定義的Web設計工具，當然也包括較為底層的c語言IDE。
有了這些功能，用戶就可以根據自己的需要，編寫簡單的程序來控制與物聯網網關連接的任何設備，實現自己的智能物聯網。
在板子內部，通過實現Linux內核驅動的用戶空間模式，實現了Node.js直接訪問FPGA內存空間、控制FPGA內部邏輯，并最終控制與FPGA相連接的各種物聯網外設的功能。同時還實現了Node.js對FPGA的現場再配置，這樣直接通過網絡下載FPGA配置文件，即可現場改變整個核心系統。
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