如何将 Java 嵌入到微控制器中？答案

【问题标题】：How do you embed Java into a microcontroller?如何将 Java 嵌入到微控制器中？
【发布时间】：2013-06-29 06:08:50
【问题描述】：

我有一个微控制器，当发生事件时，我希望它发送电子邮件。我知道如何在 Java 中使用电子邮件，但是如何将 Java 代码放在微控制器的 C 代码中呢？

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

int main(void)
{
DDRB |= 1 << PINB0; // = 0b00000001
DDRB &= ~(1 << PINB1);
PORTB |= 1 << PINB1;
DDRB |= 1 << PINB2;

while(1)
{
    PORTB ^= 1 << PINB0;
    if(bit_is_clear(PINB, 1)){
        PORTB &= ~(1 << PINB2);
        _delay_ms(100); //SLOW
    }           
    else{
        _delay_ms(10); //FAST
        /////I want the Java code in here/////

        PORTB ^= 1 << PINB2;
    }
}
}

编辑

我使用的是 Atmel Atmega8A 微控制器。我正在制作一个简单的警报系统，如果引脚 B1 的电线断开，我想收到电子邮件或文本通知。

而且我只是一个高中生，所以请不要太过分......

哦，如果有人可以为我淡化 C 中的多线程，那就太好了。我来自 Java 背景，因为这是他们在高中教的内容。

【问题讨论】：

你的微控制器是什么？
只是为了获得更多信息，如果您希望能够在 Linux 上运行完整且不受特定硬件的束缚，请查看 Gumstix

标签： java c embed microcontroller

【解决方案1】：

好吧，您的“问题”是将 Java 嵌入到您的 AVR 中……但您真正想要的是发送电子邮件。有一些实现可以运行 Java 字节码（或者至少我是这么认为的），但我相信没有一个能够发送电子邮件。

您需要了解 AVR 的功能非常有限。要发送电子邮件，您的设置将需要使用 TCP/IP 连接到 Internet。如此复杂的事情，ATmega8A 本身无法完成。也许可以找到可以通过 UART 进行通信以发送电子邮件的硬件，或者您可以简单地将其连接到 PC 并运行应用程序来监听 COM 端口并发送电子邮件，或者...无论如何您需要额外的硬件。

您可能想研究其他微控制器。我相信有一些支持网络，但它们可能会非常昂贵。或者，您可以只使用 Raspberry Pi。

【讨论】：

【解决方案2】：

Java 和 C 是 very、very 不同的语言。

您需要为您的微控制器找到支持 Java 的编译器。

但是，如果您的控制器可以通过 GCC 编译 C，那么使用 GCJ 可能会在目标平台上使用某些内存限制。您需要生成正确架构的目标文件，并使用与微控制器兼容的 gcc 链接它。

这不值得花时间。我建议改为在 C 中实现它。

此外，由于微控制器通常不提供超出硬件访问某些方面的任何内核例程，因此可能不会打开文件和套接字。 libc 也可能不存在或很少。

您也可能没有网络硬件。如果您能告诉我们哪个微控制器，我们可以提供帮助。

【讨论】：

【解决方案3】：

Alvin Wong 已经对这个问题给出了更直接的答案，但我觉得你的问题太模糊了，帮助你重新调整焦点可能会很好。

当您从 Java 程序发送邮件时，您应该开始了解实际发生了什么，然后了解您的微控制器实际上可以完成其中的哪些部分，以及如何完成。

那么，当您运行邮件发送 Java 程序时会发生什么？

您用 Java 语言编写程序，编译成 Java 字节码，由 Java 虚拟机解释，该虚拟机将调用 Java 运行时提供的某个库，
这将（可能间接）启动“网络通信”，这将利用操作系统网络设施，...
将使用网络硬件，
使用某种邮件协议与邮件服务器通信，并向其发送一些特定的字节序列，使其了解正在向某人发送邮件消息。

(1) 部分由 Java 平台的所有层介导。（请记住：Java 不仅仅是一种语言）。
(2) 是 Java 平台下的一个（或几个）层，包括您的所有操作系统（Windows、Linux、Mac OS X 等）。
(3) 是一个由您的硬件组成的层，其中包括其他子层，例如您的网卡中的固件，它仍然是可以管理诸如以太网/Wifi 协议的详细信息之类的更多软件。
(4) 层是在某些通信通道（以太网、WiFi 等）中打开和关闭的位和字节。

现在，您的微控制器可以完成哪一部分？
微控制器位于 (3) 的下部。在你的情况下，Atmega 甚至没有任何网络硬件支持，所以......我不知道你打算如何连接到网络。反正就算你有，你也离(4)那么近，想上(1)还不如发疯。 (1) 是大象的说法，(4) 可以由蚂蚁来完成，而微控制器大约有瓢虫大小，参考 Atmel 的吉祥物 :P。

所以：不要像大象一样思考。实际上，您必须努力实现目标，但如果您采取大象的方式，您可能会做大量不必要的工作 - 如果可以完成的话，我对此表示怀疑。

（如果无论如何我不得不采取大象的方式，即在 AVR 中使用 Java，我将从查看 GCJ 或 LLVM 选项开始。我知道已经完成了一些工作来将极简 JVM 移植到 8 位微控制器上十年前，但不知道它是如何演变的）

【讨论】：

【解决方案4】：

就像其他人所说的那样，以这种方式发送电子邮件真的离你的微机很远（我假设你主要想发送邮件，而不是在其中运行 Java VM）。要让邮件正常发送，您需要使用 TCP/IP 连接到 Internet，然后使用例如 SMTP 协议，您也许可以完成此操作。

有问题的部分是连接到互联网。为此，您需要将设备连接到“合适的线路”上，通常是以太网，但也可能存在基于无线电的解决方案。然后，您必须实现在那条线上进行通信所需的一切（整个网络堆栈，直到 TCP/IP）。这不能合理地全部由您自己完成。一种方法是使用具有一些内置以太网连接功能的微型计算机，并根据您的喜好使用例如lwip 或Contiki 来发挥作用。另一种方法是使用额外的硬件来为你做这件事，例如this Moxa product，但你可能无法通过它实现 SMTP。

然后你将“只”需要实现一个合适的SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 层来正确发送你的邮件（我上面介绍的一个或另一个解决方案可能已经为你提供了这个）。

【讨论】：

【解决方案5】：

您的微控制器需要支持 JDK 或 Java ME（可能是 Sun SPOT）。 http://www.inonit.com/cygwin/jni/invocationApi/c.html 有一个使用 JNI 启动 JVM 并调用您的类的示例。

【讨论】：

【解决方案6】：

微控制器通常是在 C 环境中开发的，因为在微控制器中，硬件能力方面的资源是有限的。使用 C 是因为它允许最大的灵活性并允许微调，因为在微控制器环境中实时计算机是非常重要的。但这并不是说，微控制器世界中使用了 java。非常令人费解的是，android 在一些 java 上运行，这些 java 在最低端可能使用 ARM 处理器（由您决定是否真的想将其称为微控制器）。所以总而言之，是的，我建议你学习 C。如果你真的想走 java 的路，我个人还没有遇到很多资源可以让你在 AVR 微控制器上使用 java。这可能是可能的，但预计会影响性能。

如果您没有微控制器方面的经验，我建议您研究 Arduino (arduino.cc)。

祝你好运！

【讨论】：