ESP32移植Openharmony物联网实战 - LwIP+巴法云TCP服务器

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巴法云平台域名

巴法云平台搭建

TCP简介

订阅、发布简介

代码示例

wifi_sta_connect.c

wifi_sta_example.c

移植步骤

巴法云TCP客户端接入详解

命令字段说明

订阅主题

发布

订阅主题，并获取一条历史消息

获取一次时间

获取一次已发消息

发送心跳

set 指令

up 指令

app 指令

编译并烧录

实验现象

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巴法开放平台_巴法云_巴法物联网云平台

巴法云云平台搭建

比如我们这里将主题命名为ledtest，点击新建主题

创建成功后可以看到下面出现了一个主题

TCP简介

TCP 是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，传输层协议常用的有TCP和UDP，像常见的http协议或mqtt协议，都是在TCP上传输的，TCP用途广泛，一般可以联网的设备，都支持TCP协议传输。

订阅、发布简介

通俗的来讲，订阅、发布是两种不同的信号 订阅：订阅某一个主题，订阅之后，就可以收到发往该主题的消息。 发布：向某个主题发送消息。 例如：当某个设备订阅了主题“X”，这时向主题“X”发送的任何消息，设备都可以收到，因为设备已经订阅上了该主题。

直接上干货！

代码示例

wifi_sta_connect.c

/*
* Copyright (c) 2022 Hunan OpenValley Digital Industry Development Co., Ltd.
* Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
* you may not use this file except in compliance with the License.
* You may obtain a copy of the License at
*
* http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
*
* Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
* distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
* WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
* See the License for the specific language governing permissions and
* limitations under the License.
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include "securec.h"
#include "cmsis_os2.h"
#include "ohos_init.h"
#include "wifi_device.h"
#include "lwip/ip4_addr.h"
#include "lwip/netif.h"
#include "lwip/netifapi.h"
#include "wifi_error_code.h"

#define DEF_TIMEOUT 15
#define ONE_SECOND 1
#define SELECT_WLAN_PORT "wlan0"
#define SELECT_WIFI_SECURITYTYPE WIFI_SEC_TYPE_OPEN
#define STD_TIMEZONE_OFFSET (+8)
#define OD_DELAY_100 100
#define OD_DELAY_200 200

static int g_staScanSuccess = 0;
static int g_ConnectSuccess = 0;
static int ssid_count = 0;
static WifiErrorCode wifi_error;
static WifiEvent g_wifiEventHandler = {0};
static int wifi_sta_init_state = 0;
int sock_fd;
int addr_length;
const int timeZone = 8;

static void WiFiInit(void);
static void WaitScanResult(void);
static int WaitConnectResult(void);
static void OnWifiScanStateChangedHandler(int state, int size);
static void OnWifiConnectionChangedHandler(int state, WifiLinkedInfo *info);
static void OnHotspotStaJoinHandler(StationInfo *info);
static void OnHotspotStateChangedHandler(int state);
static void OnHotspotStaLeaveHandler(StationInfo *info);

void DisableWIFI(void)
{
DisableWifi();
}

static void OnHotspotStaJoinHandler(StationInfo *info)
{
(void)info;
printf("STA join AP\\n");
return;
}

static void OnHotspotStaLeaveHandler(StationInfo *info)
{
(void)info;
printf("HotspotStaLeave:info is null.\\n");
return;
}

static void OnHotspotStateChangedHandler(int state)
{
printf("HotspotStateChanged:state is %d.\\n", state);
return;
}

static void WiFiInit(void)
{
printf("<–Wifi Init–>\\r\\n");
g_wifiEventHandler.OnWifiScanStateChanged = OnWifiScanStateChangedHandler;
g_wifiEventHandler.OnWifiConnectionChanged = OnWifiConnectionChangedHandler;
g_wifiEventHandler.OnHotspotStaJoin = OnHotspotStaJoinHandler;
g_wifiEventHandler.OnHotspotStaLeave = OnHotspotStaLeaveHandler;
g_wifiEventHandler.OnHotspotStateChanged = OnHotspotStateChangedHandler;
wifi_error = RegisterWifiEvent(&g_wifiEventHandler);
if (wifi_error != WIFI_SUCCESS)
{
printf("register wifi event fail!\\r\\n");
}
else
{
printf("register wifi event succeed!\\r\\n");
}
}

static void OnWifiScanStateChangedHandler(int state, int size)
{
(void)state;
if (size > 0)
{
ssid_count = size;
g_staScanSuccess = 1;
}
return;
}

static int result;
int WifiConnect(const char *ssid, const char *psk)
{
WifiScanInfo *info = NULL;
unsigned int size = WIFI_SCAN_HOTSPOT_LIMIT;
static struct netif *g_lwip_netif = NULL;
WifiDeviceConfig select_ap_config = {0};
osDelay(OD_DELAY_200);
printf("<–System Init–>\\r\\n");
WiFiInit();
if (EnableWifi() != WIFI_SUCCESS)
{
printf("EnableWifi failed, wifi_error = %d\\n", wifi_error);
return -1;
}
if (IsWifiActive() == 0)
{
printf("Wifi station is not actived.\\n");
return -1;
}
info = malloc(sizeof(WifiScanInfo) * WIFI_SCAN_HOTSPOT_LIMIT);
if (info == NULL)
{
printf("faild to create wifiscanInfo.\\n");
return -1;
}
do
{
ssid_count = 0;
g_staScanSuccess = 0;
Scan();
WaitScanResult();
wifi_error = GetScanInfoList(info, &size);
} while (g_staScanSuccess != 1);
strcpy_s(select_ap_config.ssid, sizeof(select_ap_config.ssid), ssid);
printf("[%s][%s] \\r\\n", select_ap_config.ssid, select_ap_config.preSharedKey);
select_ap_config.securityType = SELECT_WIFI_SECURITYTYPE;
if (AddDeviceConfig(&select_ap_config, &result) == WIFI_SUCCESS)
{
if (ConnectTo(result) == WIFI_SUCCESS && WaitConnectResult() == 1)
{
printf("WiFi connect succeed!\\r\\n");
wifi_sta_init_state = 1;
}
}
osDelay(OD_DELAY_100);
return 0;
}

static int WaitConnectResult(void)
{
int ConnectTimeout = DEF_TIMEOUT;
while (ConnectTimeout > 0)
{
sleep(1);
ConnectTimeout–;
if (g_ConnectSuccess == 1)
{
printf("WaitConnectResult:wait success[%d]s\\n", (DEF_TIMEOUT – ConnectTimeout));
break;
}
}
if (ConnectTimeout <= 0)
{
printf("WaitConnectResult:timeout!\\n");
return 0;
}
return 1;
}

static void OnWifiConnectionChangedHandler(int state, WifiLinkedInfo *info)
{
(void)info;
if (state > 0)
{
g_ConnectSuccess = 1;
printf("callback function for wifi connect\\r\\n");
}
else
{
g_ConnectSuccess = 0;
printf("connect wifi_error, please check password, state:%d, try connect again\\r\\n", state);
esp_wifi_connect();
}
return;
}

static void WaitScanResult(void)
{
int scanTimeout = DEF_TIMEOUT;
while (scanTimeout > 0)
{
sleep(ONE_SECOND);
scanTimeout–;
if (g_staScanSuccess == 1)
{
printf("WaitScanResult:wait success[%d]s\\n", (DEF_TIMEOUT – scanTimeout));
break;
}
}
if (scanTimeout <= 0)
{
printf("WaitScanResult:timeout!\\n");
}
}

wifi_sta_example.c

/*
* Copyright (c) 2022 Hunan OpenValley Digital Industry Development Co., Ltd.
* Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
* you may not use this file except in compliance with the License.
* You may obtain a copy of the License at
*
* http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
*
* Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
* distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
* WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
* See the License for the specific language governing permissions and
* limitations under the License.
*/
#include <stdio.h>
#include "securec.h"
#include "cmsis_os2.h"
#include "ohos_run.h"
#include "lwip/sockets.h"
#include "lwip/ip_addr.h"
#include "wifi_device.h"

#include <string.h>

#define OPEN_WIFI_NAME "test"
// #define SERVER_IP"192.168.31.67"
#define SERVER_IP "119.91.109.180"
#define SERVER_PORT 8344
#define OD_DELAY_1000 1000
#define OD_DELAY_100 100
#define RECV_LEN 511
#define STACK_SIZE 4096
#define PRIORITY 25

osThreadId_t wifi_test_id = NULL;

void wifi_test(void)
{
int sock = -1;
struct sockaddr_in client_addr;
char recv_data[512] = {0};
int recv_data_len;
WifiConnect(OPEN_WIFI_NAME);
printf("start wifi_test test\\r\\n");
while (1)
{
sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sock < 0)
{
printf("Socket error\\n");
osDelay(OD_DELAY_100);
continue;
}
memset_s(&(client_addr), sizeof(client_addr), 0, sizeof(client_addr));
client_addr.sin_family = AF_INET;
client_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
client_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);
printf("try connect to server " SERVER_IP " :%d \\n", SERVER_PORT);
if (connect(sock, (struct sockaddr *)&client_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)
{
closesocket(sock);
osDelay(OD_DELAY_1000);
continue;
}
printf("Connect to tcp server successful!\\n");
write(sock, "cmd=1&uid=4e2a189d769e4511bd5885742aa3edcb&topic=ledtest\\r\\n", strlen("cmd=1&uid=4e2a189d769e4511bd5885742aa3edcb&topic=ledtest\\r\\n"));
while (1)
{
recv_data_len = recv(sock, recv_data, RECV_LEN, 0);
if (recv_data_len <= 0)
{
break;
}
else
{
recv_data[recv_data_len] = '\\0';
printf("recv: %s\\n", recv_data);
}
}
}
}

static void wifi_test_example(void)
{
osThreadAttr_t attr;
attr.name = "wifi_test";
attr.attr_bits = 0U;
attr.cb_mem = NULL;
attr.cb_size = 0U;
attr.stack_mem = NULL;
attr.stack_size = STACK_SIZE;
attr.priority = PRIORITY;
wifi_test_id = osThreadNew((osThreadFunc_t)wifi_test, NULL, &attr);
if (wifi_test_id == NULL)
{
printf("Failed to create wifi_test thread!\\n");
}
}

OHOS_APP_RUN(wifi_test_example);

BUILD.gn

# Copyright (c) 2022 Hunan OpenValley Digital Industry Development Co., Ltd.
# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
# you may not use this file except in compliance with the License.
# You may obtain a copy of the License at
#
# http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
#
# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
# See the License for the specific language governing permissions and
# limitations under the License.
import("//kernel/liteos_m/liteos.gni")

module_name = get_path_info(rebase_path("."), "name")
kernel_module(module_name) {
sources = [
"wifi_sta_example.c",
"wifi_sta_connect.c"
]
include_dirs = [
"//foundation/communication/wifi_lite/interfaces/wifiservice",
"//device/board/esp/esp32/liteos_m/hals/driver/wifi_lite"
]
}

移植步骤

移植本代码中有几个部分需要注意：

修改连接热点名方法：将wifi_sta_example.c中OPEN_WIFI_NAME的宏定义修改为热点名即可

但经笔者测试，直接填入"bemfa.com"无法连接上该服务器，推测是无法进行DNS解析，所以我们直接连接IP地址，可以通过cmd打开windows终端 – ping bemfa.com查看域名对应的IP地址

巴法云TCP客户端接入详解

命令字段说明

cmd：消息类型

cmd=1 时为订阅消息，当设备发送一次此消息类型，之后就可以收到发往该主题的消息

cmd=2 时为发布消息，向订阅该主题的设备发送消息

cmd=3 是订阅消息，和cmd=1相同，并且会拉取一次已发送过的消息

cmd=7 是获取时间，获取当前北京时间

cmd=9 为遗嘱消息，拉取一次已经发送的消息

uid：用户私钥

可在控制台获取

topic：用户主题

可以在控制台创建主题，格式为英文或数字，相当于设备标识

msg: 为消息体

用户想要发送到某个主题的数据

符号说明

\\r\\n: 为回车换符，每条指令后都需要有回车换行。
&: 为连接符，各字段间用'&'隔离。

心跳说明

发送任意数据 为心跳消息,包括上述指令也算是心跳，但要以回车换行结尾。
心跳消息是告诉服务器设备还在线，建议60秒发送一次，超过65秒未发送心跳会掉线。

订阅主题

订阅主题，单次最多订阅八个主题

cmd=1&uid=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx&topic=xxx1,xxx2,xxx3,xxx4\\r\\n

正常返回：

cmd=1&res=1

发布

cmd=2&uid=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx&topic=light002&msg=off\\r\\n

正常返回：

cmd=2&res=1

订阅主题，并获取一条历史消息

cmd=3&uid=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx&topic=light002\\r\\n

正常返回：

cmd=3&uid=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx&topic=light002&msg=on

获取一次时间

cmd=7&uid=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx&type=1\\r\\n

正常返回：

2021-06-11 16:39:27
type=1 获取当前日期和时间，例如：2021-06-11 17:20:54

type=2 获取当前时间，例如：17:20:54

type=3 获取当前时间戳，例如：1623403325

获取一次已发消息

cmd=9&uid=7d54f85af42976ee3c2693e6xxxxxxxx&topic=light002\\r\\n

正常返回：

cmd=9&uid=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx&topic=light002&msg=on

发送心跳

ping\\r\\n

正常返回：

cmd=0&res=1

发送任意数据，并以\\r\\n结尾，都为心跳消息,包括上述发布、订阅指令也都算是心跳。 心跳消息是告诉服务器设备还在线，建议60秒发送一次，超过65秒未发送心跳会掉线。

set 指令

推送消息时：主题名后加/set推送消息，表示向所有订阅这个主题的设备们推送消息，假如推送者自己也订阅了这个主题，消息不会被推送给它自己，以防止自己推送的消息被自己接收。 例如向主题 light002推送数据，可为 light002/set 。

示例：

cmd=2&uid=4d9ec352e0376f2110a0c601a2857225&topic=light002/set&msg=on

up 指令

推送消息时：主题名后加/up推送消息，表示只更新云端数据，不进行任何推送。 例如向主题 light002推送数据，可为light002/up。

示例：

cmd=2&uid=4d9ec352e0376f2110a0c601a2857225&topic=light002/up&msg=on

app 指令

订阅时：主题名后加/app订阅主题，不会占用设备在线状态，即不会显示设备在线，可用于app、小程序等订阅时使用。

示例：

cmd=1&uid=4d9ec352e0376f2110a0c601a2857225&topic=light002/app

编译并烧录

在源码根目录下使用hb工具对写好的代码进行编译

选择mini级系统

同理 产品选择esp公司下的esp32

选择完毕后在源码根目录下执行hb build -f 进行编译

编译完成后会有如下界面,并且编译后的代码固件位于：out\\esp32\\esp32

使用烧录软件进行烧录：

点击start，等待烧录完成

实验现象

按下ESP32开发板上的EN键,即可观察到实验现象:

可以看到我们已经成功连接上TCP服务器，我们打开云平台查看是否有客户端对主题ledtest进行了订阅

我们尝试在云平台进行手动发布信息：hello openharmony！

在串口助手上成功打印出了该信息

后续大家自行将手动发布信息改成使用命令的方式进行发布即可！订阅相同主题的设备都可以收到发布的信息！​​​​​​​ 本项目代码已上传至gitee：ESP32_Oh: ESP32移植Openharmony