TCP/UDP接口使用

一、TCP与UDP优缺点

1、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。
2、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付。TCP通过校验和，重传控制，序号标识，滑动窗口、确认应答实现可靠传输。如丢包时的重发控制，还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。
3、UDP具有较好的实时性，工作效率比TCP高，适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。
4、每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信。
5、TCP对系统资源要求较多，UDP对系统资源要求较少。

二、TCP客户端

TCP&UDP 接口位于 ESP8266_NONOS_SDK/include/espconn.h。

注意：充当TCP客户端，必须要知道服务端的IP地址。

Step 1) 包含头文件

#include "osapi.h"
#include "user_interface.h"
#include "espconn.h"
#include "mem.h"

Step 2) 定义一个TCP连接结构体

struct espconn tcp_client_conn;

Step 3) 定义TCP客户端初始化函数

/**
 @brief 初始化TCP客户端
 @param remote_port 远程端口
 @return 无
*/
void ICACHE_FLASH_ATTR
user_tcpclient_init(uint32 remote_port)
{
    
    
    // 1. 定义相关结构体
    struct ip_info local_info;                                  //  定义一个用于存放本地IP信息的结构体
    struct ip_addr remote_ip;                                   //  定义一个用于存放远程IP地址的结构体

    // 2.配置TCP客户端相关参数
    char remote_ipbuffer[32] = "192.168.100.1";
    remote_ip.addr = ipaddr_addr(remote_ipbuffer);                // 点分十进制写入IP结构体

    tcp_client_conn.type = ESPCONN_TCP;                        // 设置类型为TCP协议
    tcp_client_conn.state = ESPCONN_NONE;                      // 设置为无连接状态
    tcp_client_conn.proto.tcp = (esp_tcp *) os_zalloc(sizeof(esp_tcp));  

    wifi_get_ip_info(STATION_IF, &info);                       // 查询连接路由器后分配的IP地址
    os_memcpy(tcp_client_conn.proto.tcp->local_ip, &local_info.ip, 4);  // 设置本地IP地址
    os_memcpy(tcp_client_conn.proto.tcp->remote_ip, &remote_ip, 4);     // 设置远程IP地址

    tcp_client_conn.proto.tcp->local_port = espconn_port();    // 获取可用端口作为本地端口
    tcp_client_conn.proto.tcp->remote_port = remote_port;      // 设置远程端口

    // 3.注册连接成功和重连的回调函数
    espconn_regist_connectcb(&tcp_client_conn, tcp_client_connect_cb);
    espconn_regist_reconcb(&tcp_client_conn, tcp_client_recon_cb);

    // 4.连接服务器
    espconn_connect(&tcp_client_conn);
}

Step 4) 定义相关回调函数

/**
 @brief 成功连接到服务器的回调函数
 @param arg 指向传入参数的指针
 @return 无
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR
tcp_client_connect_cb(void *arg)
{
    
    
    struct espconn *pespconn = arg;
    espconn_regist_recvcb(pespconn, tcp_client_recv_cb);        // 注册接收回调函数
    espconn_regist_sentcb(pespconn, tcp_client_send_cb);        // 注册发送回调函数
    espconn_regist_disconcb(pespconn, tcp_client_discon_cb);    // 注册断连回调函数
    espconn_sent(pespconn, "8226", strlen("8226"));             // 发送消息  
}

/**
 @brief 连接失败的回调函数
 @param arg 指向传入参数的指针
 @param err 为错误代码
 @return 无
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR
tcp_client_recon_cb(void *arg, sint8 err)
{
    
    
    os_printf("tcpclient connect error, error number:%d\r\n", err);
    espconn_connect((struct espconn *) arg);                   // 连接服务器
}

/**
 @brief 成功接收到服务器返回数据的回调函数
 @param arg 指向传入参数的指针
 @param pdata 字符串数组
 @param len 字符串数组长度
 @return 无
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR
tcp_client_recv_cb(void *arg, char *pdata, unsigned short len)
{
    
    
    os_printf("tcpclient_recvdata:\t%s\n", pdata);
}

/**
 @brief 发送数据到服务器成功的回调函数
 @param arg 指向传入参数的指针
 @return 无
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR
tcp_client_send_cb(void *arg)
{
    
    
    os_printf("tcpclient_send succeed!\n");
}

/**
 @brief 断开服务器成功的回调函数
 @param arg 指向传入参数的指针
 @return 无
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR
tcp_client_discon_cb(void *arg)
{
    
    
    os_printf("tcpclient_disconnect!\n");
}

三、TCP服务端

注意：充当服务端时候，要自身开启WIFI热点，等待设备接入，好比一个网关。

Step 1) 包含头文件

#include "osapi.h"
#include "user_interface.h"
#include "espconn.h"
#include "mem.h"

Step 2) 定义一个TCP连接结构体

struct espconn tcp_server_conn;

Step 3) 定义TCP服务端初始化函数

/**
 @brief 初始化TCP服务端
 @param local_port 本地端口
 @return 无
*/
void ICACHE_FLASH_ATTR
user_tcpserver_init(uint32 local_port)
{
    
    
    // 1.配置TCP服务端相关参数
    tcp_server_conn.type = ESPCONN_TCP;                        // 设置类型为TCP协议
    tcp_server_conn.state = ESPCONN_NONE;                      // 设置为无连接状态
    tcp_server_conn.proto.tcp = (esp_tcp *) os_zalloc(sizeof(esp_tcp));  

    tcp_server_conn.proto.tcp->local_port = local_port;           // 设置本地端口

    // 2.注册监听成功和重连的回调函数
    espconn_regist_connectcb(&tcp_server_conn, tcp_server_listen_cb);
    espconn_regist_reconcb(&tcp_server_conn, tcp_server_recon_cb);

    // 3.开始监听
    espconn_accept(&tcp_server_conn);                          // 创建 TCP server，建立监听
    espconn_regist_time(&tcp_server_conn, 180, 0);             // 设置超时断开时间 单位：秒，最大值：7200 秒
}

Step 4) 定义相关回调函数

/**
 @brief 成功连接到客户端的回调函数
 @param arg 指向传入参数的指针
 @return 无
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR
tcp_server_listen_cb(void *arg)
{
    
    
    struct espconn *pespconn = arg;
    espconn_regist_recvcb(pespconn, tcp_server_recv_cb);        // 注册接收回调函数
    espconn_regist_sentcb(pespconn, tcp_server_send_cb);        // 注册发送回调函数
    espconn_regist_disconcb(pespconn, tcp_server_discon_cb);    // 注册断连回调函数
}

/**
 @brief 连接失败的回调函数
 @param arg 指向传入参数的指针
 @param err 为错误代码
 @return 无
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR
tcp_server_recon_cb(void *arg, sint8 err)
{
    
    
    os_printf("tcpserver connect error, error number:%d\r\n", err);
}

/**
 @brief 成功接收到客户端发来数据的回调函数
 @param arg 指向传入参数的指针
 @param pdata 字符串数组
 @param len 字符串数组长度
 @return 无
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR
tcp_server_recv_cb(void *arg, char *pdata, unsigned short len)
{
    
    
    os_printf("tcpserver_recvdata:\t%s\n", pdata);
    espconn_sent((struct espconn *) arg, "this is 8266", strlen("this is 8266"));  // 发送消息
}

/**
 @brief 发送数据成功的回调函数
 @param arg 指向传入参数的指针
 @return 无
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR
tcp_server_send_cb(void *arg)
{
    
    
    os_printf("tcpserver_send succeed!\n");
}

/**
 @brief 断开连接成功的回调函数
 @param arg 指向传入参数的指针
 @return 无
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR
tcp_server_discon_cb(void *arg)
{
    
    
    os_printf("tcpserver_disconnect!\n");
}

四、UDP客户端

注意：充当客户端时候，可用于广播消息。

Step 1) 包含头文件

#include "osapi.h"
#include "user_interface.h"
#include "espconn.h"
#include "mem.h"

Step 2) 定义一个UDP连接结构体

struct espconn udp_client_conn;

Step 3) 定义UDP客户端初始化函数

/**
 @brief 初始化UDP客户端
 @param remote_port 远程端口
 @return 无
*/
void ICACHE_FLASH_ATTR
user_udpclient_init(uint32 remote_port)
{
    
    
    // 1. 定义相关结构体和变量
    struct ip_info ipconfig;                                   //  定义一个用于存放IP信息的结构体
    const char udp_remote_ip[4] = {
    
    0};                         //  定义一个用于存放远端IP地址的字符串数组

    // 2.设置广播模式
    wifi_set_broadcast_if(STATION_MODE);                       // 仅在sta模式udp广播

    // 3.配置UDP客户端相关参数
    udp_client_conn.type = ESPCONN_UDP;                        // 设置类型为UDP协议
    udp_client_conn.proto.udp = (esp_udp *) os_zalloc(sizeof(esp_udp));  

    udp_client_conn.proto.udp->local_port = espconn_port();       // 获取可用端口作为本地端口
    udp_client_conn.proto.udp->remote_port = remote_port;      // 设置远程端口

    wifi_get_ip_info(STATION_IF, &ipconfig);                   // 查询连接路由器后分配的IP地址
    udp_remote_ip[4] = {
    
     192, 168, ip4_addr3(&ipconfig.ip), 255 };    // 目标IP地址（广播）
    os_memcpy(udp_client_conn.proto.udp->remote_ip, udp_remote_ip, 4);

    // 4.注册发送和接收的回调函数
    espconn_regist_sentcb(&udp_client_conn, udp_client_send_cb);
    espconn_regist_recvcb(&udp_client_conn, udp_client_recv_cb);

    // 5.建立UDP传输    
    espconn_connect(&udp_client_conn);

    // 6.发送消息    
    espconn_sent(&udp_client_conn, "8266", strlen("8266"));
}

Step 4) 定义相关回调函数

/**
 @brief 成功接收到服务端返回数据的回调函数
 @param arg 指向传入参数的指针
 @param pdata 字符串数组
 @param len 字符串数组长度
 @return 无
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR
udp_client_recv_cb(void *arg, char *pdata, unsigned short len)
{
    
    
    os_printf("udpclient_recvdata:\t%s\n", pdata);
}

/**
 @brief 发送数据到服务端成功的回调函数
 @param arg 指向传入参数的指针
 @return 无
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR
udp_client_send_cb(void *arg)
{
    
    
    os_printf("udpclient_send succeed!\n");
}

五、UDP服务端

注意：充当UDP服务端时候，要自身开启WIFI热点，等待设备接入，好比一个网关。

Step 1) 包含头文件

#include "osapi.h"
#include "user_interface.h"
#include "espconn.h"
#include "mem.h"

Step 2) 定义一个UDP连接结构体

struct espconn udp_server_conn;

Step 3) 定义UDP服务端初始化函数

/**
 @brief 初始化UDP服务端
 @param local_port 本地端口
 @param remote_port 远程端口
 @return 无
*/
void ICACHE_FLASH_ATTR
user_udpserver_init(uint32 local_port, uint32 remote_port)
{
    
    
      // 1.配置UDP服务端相关参数
    udp_server_conn.type = ESPCONN_UDP;                        // 设置类型为UDP协议
    udp_server_conn.proto.udp = (esp_udp *) os_zalloc(sizeof(esp_udp));  

    udp_server_conn.proto.udp->local_port = local_port;           // 设置本地端口
    udp_server_conn.proto.udp->remote_port = remote_port;      // 设置远程端口

    // 2.注册发送和接收的回调函数
    espconn_regist_sentcb(&udp_server_conn, udp_server_send_cb);
    espconn_regist_recvcb(&udp_server_conn, udp_server_recv_cb);

    // 3.建立UDP传输    
    espconn_connect(&udp_server_conn);
}

Step 4) 定义相关回调函数

/**
 @brief 成功接收到客户端返回数据的回调函数
 @param arg 指向传入参数的指针
 @param pdata 字符串数组
 @param len 字符串数组长度
 @return 无
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR
udp_server_recv_cb(void *arg, char *pdata, unsigned short len)
{
    
    
    os_printf("udpserver_recvdata:\t%s\n", pdata);
    espconn_sent((struct espconn *) arg, "this is 8266", strlen("this is 8266"));  // 发送消息
}

/**
 @brief 发送数据到客户端成功的回调函数
 @param arg 指向传入参数的指针
 @return 无
*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR
udp_server_send_cb(void *arg)
{
    
    
    os_printf("udpserver_send succeed!\n");
}

接入私有云服务器

一、简介

1、一种方案是自己搭建设计这么一个中心服务器，只是费时费力；
2、另一种方案，就是直接使用大厂提供的物联网平台服务，使设计方案Pass化。
上网搜寻物联网平台方案，百度、阿里、腾讯早就推出了自己的物联网平台了.

二、代码分析

2.1 平台初始化
在 user_main.c 中

void ICACHE_FLASH_ATTR
user_init(void)
{
    
    
	TcpCloudInit();							// 南京云服务初始化
}

2.2 检查是否被分配IP
在 user_smartconfig.h 中

static os_timer_t s_tcpCloudCheckIpTimer;
static const uint32 TCP_CLOUD_CHECK_IP_PERIOD = 1000;

/**
 @brief TCP平台TCP客户端初始化
 @param 无
 @return 无
*/
void ICACHE_FLASH_ATTR
TcpCloudInit(void)
{
    
    
	startTcpCloudCheckIpTimer();
}

/**
 @brief 开始TCP云平台检查IP的定时器
 @param 无
 @return 无
*/
static void ICACHE_FLASH_ATTR
startTcpCloudCheckIpTimer(void)
{
    
    
    os_timer_disarm(&s_tcpCloudCheckIpTimer);
    os_timer_setfn(&s_tcpCloudCheckIpTimer, (os_timer_func_t *) tcpCloudCheckIpTimerCallback, NULL);
    os_timer_arm(&s_tcpCloudCheckIpTimer, TCP_CLOUD_CHECK_IP_PERIOD, false);
}

/**
 @brief 停止TCP云平台检查IP/DNS的定时器
 @param 无
 @return 无
*/
static void ICACHE_FLASH_ATTR
stoptcpCloudCheckIpTimer(void)
{
    
    
	os_timer_disarm(&s_tcpCloudCheckIpTimer);
}

startTcpCloudCheckIpTimer();开启定时器，周期检查是否被分配IP



/**
 @brief TCP云平台检查IP定时器的回调函数
 @param  无
 @return 无
*/
static void ICACHE_FLASH_ATTR
tcpCloudCheckIpTimerCallback(void)
{
    
    
	stoptcpCloudCheckIpTimer();

	if(wifi_station_get_connect_status() == STATION_GOT_IP)
	{
    
    
		//TCP客户端初始化
		tcpCloudClientInit();
		//启动PING定时器
		startSendPingTimer();
	}
	else
	{
    
    
		startTcpCloudCheckIpTimer();
    }
}

2.3 TCP客户端初始化
在 wifi_station_get_connect_status() == STATION_GOT_IP 检查到获取IP后


/**
 @brief TCP客户端初始化
 @param 无
 @return 无
*/
static void ICACHE_FLASH_ATTR
tcpCloudClientInit(void)
{
    
    
	s_tcpCloudCheckIpEspconn.type = ESPCONN_TCP;
	s_tcpCloudCheckIpEspconn.state = ESPCONN_NONE;
	s_tcpCloudCheckIpEspconn.proto.tcp = (esp_tcp *) os_zalloc(sizeof(esp_tcp));

	struct ip_info ipInfo;
	wifi_get_ip_info(STATION_IF, &ipInfo);
	char ip[16] = "115.29.202.58";
	g_tcpCloudServerConfig.ip.addr = ipaddr_addr(ip);
	g_tcpCloudServerConfig.port = 8000;
	connectEspPlatformByIp();
}

/**
 @brief 通过IP连接云平台
 @param 无
 @return 无
*/

static void ICACHE_FLASH_ATTR
connectEspPlatformByIp(void)
{
    
    
	//断开原来的服务器
	espconn_disconnect(&s_tcpCloudCheckIpEspconn);

	os_memcpy(s_tcpCloudCheckIpEspconn.proto.tcp->remote_ip, (uint8 *)(&g_tcpCloudServerConfig.ip.addr), 4);
	s_tcpCloudCheckIpEspconn.proto.tcp->remote_port = g_tcpCloudServerConfig.port;
	s_tcpCloudCheckIpEspconn.proto.tcp->local_port = espconn_port();

	espconn_regist_connectcb(&s_tcpCloudCheckIpEspconn, connectCallback);
	espconn_regist_disconcb(&s_tcpCloudCheckIpEspconn, disconnectCallback);
	espconn_regist_reconcb(&s_tcpCloudCheckIpEspconn, reconnectCallback);
	espconn_connect(&s_tcpCloudCheckIpEspconn);
}

可选择通过IP和端口进行连接 connectEspPlatformByIp()或选择通过DNS域名解析连接 onnectEspPlatformByDns()

2.4 注册连接/重连/断连函数


/**
 @brief 连接成功的回调函数
 @param arg -[in] 指向传递给这个回调函数来使用的参数
 @return 无
*/
static void ICACHE_FLASH_ATTR
connectCallback(void *arg)
{
    
    
	struct espconn *pEspconn = arg;
    espconn_regist_recvcb(pEspconn, receiveDataCallback);
	//启动PING定时器
	startSendPingTimer();
}

/**
 @brief 重连的回调函数
 @param arg -[in] 指向传递给这个回调函数来使用的参数
 @param error -[in] 错误码
 @return 无
*/
static void ICACHE_FLASH_ATTR
reconnectCallback(void *arg, sint8 error)
{
    
    
	struct espconn *pEspconn = arg;

    startTcpCloudCheckReconnectTimer();
    stopSendPingTimer();
}


/**
 @brief 断连的回调函数
 @param arg -[in] 指向传递给这个回调函数来使用的参数
 @return 无
*/
static void ICACHE_FLASH_ATTR
disconnectCallback(void *arg)
{
    
    
    struct espconn *pEspconn = arg;

	stopSendPingTimer();

    if(pEspconn == NULL)
    {
    
    
    	return ;
    }

    pEspconn->proto.tcp->local_port = espconn_port();

    tcpCloudCheckReconnectTimerCallback();
}

2.5 注册接收回调函数


/**
 @brief 接收数据的回调函数
 @param arg -[in] 指向传递给这个回调函数来使用的参数
 @param pData -[in] 接收的数据
 @param len -[in] 接收的数据长度
 @return 无
*/
static void ICACHE_FLASH_ATTR
receiveDataCallback(void *arg, char *pData, unsigned short len)
{
    
    
	static uint32 s_dfu_index = 0;

	os_printf("\n ========================================================== \n ");
	os_printf(" Nanjing tcpCloudCheck recvData: %s \n",pData);

	//转16进制
	uint8 buffer[256] = {
    
    0};
	smartconfigHexStr2Bytes(pData, 6, buffer);

	if((buffer[0] == 0X5A) && (buffer[1] == 0Xa5))
	{
    
    
		//字符转十六进制
		mscpWifiToI2cHexStr2Bytes(&I2ctReceiveServerMsg_t, pData, strlen(pData));
	}
	else
	{
    
    
		os_printf("\n Err: Nanjing tcpCloudCheck recvData does not start with 0x5A 0XA5 ! ");
		os_printf("\n ========================================================== \n ");
	}

	stopSendPingTimer();
	startSendPingTimer();
}

2.6 接收云平台响应后开启周期PingreceiveDataCallback()中调用 startSendPingTimer()


/**
 @brief 开始发送PING的定时器
 @param 无
 @return 无
*/
static void ICACHE_FLASH_ATTR
startSendPingTimer(void)
{
    
    
	os_timer_disarm(&s_tcpPingTimer);
	os_timer_setfn(&s_tcpPingTimer, (os_timer_func_t *) sendPingTimerCallback, NULL);
    os_timer_arm(&s_tcpPingTimer, TCP_PLATFORM_PING_PERIOD, true);
}

/**
 @brief 停止发送PING的定时器
 @param 无
 @return 无
*/
static void ICACHE_FLASH_ATTR
stopSendPingTimer(void)
{
    
    
	os_timer_disarm(&s_tcpPingTimer);
}

/**
 @brief 发送PING定时器的回调函数
 @param 无
 @return 无
*/
static void ICACHE_FLASH_ATTR
sendPingTimerCallback(void)
{
    
    
	os_printf("\n ========================================================== \n ");
	os_printf("\n Nanjing tcpcli_cloud disconnect ! \n");
	os_printf("\n ========================================================== \n ");
	espconn_disconnect(&s_tcpCloudCheckIpEspconn);
}

由 ChiKong_Tam 写于 2020 年 7 月 24 日

ESP8266学习笔记（2）——TCP/UDP接口使用 - 接入私有云服务器

TCP/UDP接口使用

一、TCP与UDP优缺点

二、TCP客户端

三、TCP服务端

四、UDP客户端

五、UDP服务端

接入私有云服务器

一、简介

二、代码分析

猜你喜欢