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

目录

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

巴法云云平台官网

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

  1. 进入巴法云平台登录注册
  2. 点击TCP设备云

  1. 在最右边输入框中输入主题名，主题命名并无强制性要求，也可以参考主题类型命名说明：

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
  1. /*
  2.  * Copyright (c) 2022 Hunan OpenValley Digital Industry Development Co., Ltd.
  3.  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  4.  * you may not use this file except in compliance with the License.
  5.  * You may obtain a copy of the License at
  6.  *
  7.  *    http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  8.  *
  9.  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  10.  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  11.  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  12.  * See the License for the specific language governing permissions and
  13.  * limitations under the License.
  14.  */
  15. #include <stdio.h>
  16. #include <string.h>
  17. #include <unistd.h>
  18. #include "securec.h"
  19. #include "cmsis_os2.h"
  20. #include "ohos_init.h"
  21. #include "wifi_device.h"
  22. #include "lwip/ip4_addr.h"
  23. #include "lwip/netif.h"
  24. #include "lwip/netifapi.h"
  25. #include "wifi_error_code.h"
  26.  
  27. #define DEF_TIMEOUT 15
  28. #define ONE_SECOND 1
  29. #define SELECT_WLAN_PORT "wlan0"
  30. #define SELECT_WIFI_SECURITYTYPE WIFI_SEC_TYPE_OPEN
  31. #define STD_TIMEZONE_OFFSET (+8)
  32. #define OD_DELAY_100 100
  33. #define OD_DELAY_200 200
  34.  
  35. static int g_staScanSuccess = 0;
  36. static int g_ConnectSuccess = 0;
  37. static int ssid_count = 0;
  38. static WifiErrorCode wifi_error;
  39. static WifiEvent g_wifiEventHandler = {0};
  40. static int wifi_sta_init_state = 0;
  41. int sock_fd;
  42. int addr_length;
  43. const int timeZone = 8;
  44.  
  45. static void WiFiInit(void);
  46. static void WaitScanResult(void);
  47. static int WaitConnectResult(void);
  48. static void OnWifiScanStateChangedHandler(int state, int size);
  49. static void OnWifiConnectionChangedHandler(int state, WifiLinkedInfo *info);
  50. static void OnHotspotStaJoinHandler(StationInfo *info);
  51. static void OnHotspotStateChangedHandler(int state);
  52. static void OnHotspotStaLeaveHandler(StationInfo *info);
  53.  
  54. void DisableWIFI(void)
  55. {
  56.     DisableWifi();
  57. }
  58.  
  59. static void OnHotspotStaJoinHandler(StationInfo *info)
  60. {
  61.     (void)info;
  62.     printf("STA join AP\n");
  63.     return;
  64. }
  65.  
  66. static void OnHotspotStaLeaveHandler(StationInfo *info)
  67. {
  68.     (void)info;
  69.     printf("HotspotStaLeave:info is null.\n");
  70.     return;
  71. }
  72.  
  73. static void OnHotspotStateChangedHandler(int state)
  74. {
  75.     printf("HotspotStateChanged:state is %d.\n", state);
  76.     return;
  77. }
  78.  
  79. static void WiFiInit(void)
  80. {
  81.     printf("<--Wifi Init-->\r\n");
  82.     g_wifiEventHandler.OnWifiScanStateChanged = OnWifiScanStateChangedHandler;
  83.     g_wifiEventHandler.OnWifiConnectionChanged = OnWifiConnectionChangedHandler;
  84.     g_wifiEventHandler.OnHotspotStaJoin = OnHotspotStaJoinHandler;
  85.     g_wifiEventHandler.OnHotspotStaLeave = OnHotspotStaLeaveHandler;
  86.     g_wifiEventHandler.OnHotspotStateChanged = OnHotspotStateChangedHandler;
  87.     wifi_error = RegisterWifiEvent(&g_wifiEventHandler);
  88.     if (wifi_error != WIFI_SUCCESS)
  89.     {
  90.         printf("register wifi event fail!\r\n");
  91.     }
  92.     else
  93.     {
  94.         printf("register wifi event succeed!\r\n");
  95.     }
  96. }
  97.  
  98. static void OnWifiScanStateChangedHandler(int state, int size)
  99. {
  100.     (void)state;
  101.     if (size > 0)
  102.     {
  103.         ssid_count = size;
  104.         g_staScanSuccess = 1;
  105.     }
  106.     return;
  107. }
  108.  
  109. static int result;
  110. int WifiConnect(const char *ssid, const char *psk)
  111. {
  112.     WifiScanInfo *info = NULL;
  113.     unsigned int size = WIFI_SCAN_HOTSPOT_LIMIT;
  114.     static struct netif *g_lwip_netif = NULL;
  115.     WifiDeviceConfig select_ap_config = {0};
  116.     osDelay(OD_DELAY_200);
  117.     printf("<--System Init-->\r\n");
  118.     WiFiInit();
  119.     if (EnableWifi() != WIFI_SUCCESS)
  120.     {
  121.         printf("EnableWifi failed, wifi_error = %d\n", wifi_error);
  122.         return -1;
  123.     }
  124.     if (IsWifiActive() == 0)
  125.     {
  126.         printf("Wifi station is not actived.\n");
  127.         return -1;
  128.     }
  129.     info = malloc(sizeof(WifiScanInfo) * WIFI_SCAN_HOTSPOT_LIMIT);
  130.     if (info == NULL)
  131.     {
  132.         printf("faild to create wifiscanInfo.\n");
  133.         return -1;
  134.     }
  135.     do
  136.     {
  137.         ssid_count = 0;
  138.         g_staScanSuccess = 0;
  139.         Scan();
  140.         WaitScanResult();
  141.         wifi_error = GetScanInfoList(info, &size);
  142.     } while (g_staScanSuccess != 1);
  143.     strcpy_s(select_ap_config.ssid, sizeof(select_ap_config.ssid), ssid);
  144.     printf("[%s][%s] \r\n", select_ap_config.ssid, select_ap_config.preSharedKey);
  145.     select_ap_config.securityType = SELECT_WIFI_SECURITYTYPE;
  146.     if (AddDeviceConfig(&select_ap_config, &result) == WIFI_SUCCESS)
  147.     {
  148.         if (ConnectTo(result) == WIFI_SUCCESS && WaitConnectResult() == 1)
  149.         {
  150.             printf("WiFi connect succeed!\r\n");
  151.             wifi_sta_init_state = 1;
  152.         }
  153.     }
  154.     osDelay(OD_DELAY_100);
  155.     return 0;
  156. }
  157.  
  158. static int WaitConnectResult(void)
  159. {
  160.     int ConnectTimeout = DEF_TIMEOUT;
  161.     while (ConnectTimeout > 0)
  162.     {
  163.         sleep(1);
  164.         ConnectTimeout--;
  165.         if (g_ConnectSuccess == 1)
  166.         {
  167.             printf("WaitConnectResult:wait success[%d]s\n", (DEF_TIMEOUT - ConnectTimeout));
  168.             break;
  169.         }
  170.     }
  171.     if (ConnectTimeout <= 0)
  172.     {
  173.         printf("WaitConnectResult:timeout!\n");
  174.         return 0;
  175.     }
  176.     return 1;
  177. }
  178.  
  179. static void OnWifiConnectionChangedHandler(int state, WifiLinkedInfo *info)
  180. {
  181.     (void)info;
  182.     if (state > 0)
  183.     {
  184.         g_ConnectSuccess = 1;
  185.         printf("callback function for wifi connect\r\n");
  186.     }
  187.     else
  188.     {
  189.         g_ConnectSuccess = 0;
  190.         printf("connect wifi_error, please check password, state:%d, try connect again\r\n", state);
  191.         esp_wifi_connect();
  192.     }
  193.     return;
  194. }
  195.  
  196. static void WaitScanResult(void)
  197. {
  198.     int scanTimeout = DEF_TIMEOUT;
  199.     while (scanTimeout > 0)
  200.     {
  201.         sleep(ONE_SECOND);
  202.         scanTimeout--;
  203.         if (g_staScanSuccess == 1)
  204.         {
  205.             printf("WaitScanResult:wait success[%d]s\n", (DEF_TIMEOUT - scanTimeout));
  206.             break;
  207.         }
  208.     }
  209.     if (scanTimeout <= 0)
  210.     {
  211.         printf("WaitScanResult:timeout!\n");
  212.     }
  213. }

wifi_sta_example.c
  1. /*
  2.  * Copyright (c) 2022 Hunan OpenValley Digital Industry Development Co., Ltd.
  3.  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  4.  * you may not use this file except in compliance with the License.
  5.  * You may obtain a copy of the License at
  6.  *
  7.  *    http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  8.  *
  9.  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  10.  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  11.  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  12.  * See the License for the specific language governing permissions and
  13.  * limitations under the License.
  14.  */
  15. #include <stdio.h>
  16. #include "securec.h"
  17. #include "cmsis_os2.h"
  18. #include "ohos_run.h"
  19. #include "lwip/sockets.h"
  20. #include "lwip/ip_addr.h"
  21. #include "wifi_device.h"
  22.  
  23. #include <string.h>
  24.  
  25. #define OPEN_WIFI_NAME "test"
  26. // #define SERVER_IP	"192.168.31.67"
  27. #define SERVER_IP "119.91.109.180"
  28. #define SERVER_PORT 8344
  29. #define OD_DELAY_1000 1000
  30. #define OD_DELAY_100 100
  31. #define RECV_LEN 511
  32. #define STACK_SIZE 4096
  33. #define PRIORITY 25
  34.  
  35. osThreadId_t wifi_test_id = NULL;
  36.  
  37. void wifi_test(void)
  38. {
  39.   int sock = -1;
  40.   struct sockaddr_in client_addr;
  41.   char recv_data[512] = {0};
  42.   int recv_data_len;
  43.   WifiConnect(OPEN_WIFI_NAME);
  44.   printf("start wifi_test test\r\n");
  45.   while (1)
  46.   {
  47.     sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  48.     if (sock < 0)
  49.     {
  50.       printf("Socket error\n");
  51.       osDelay(OD_DELAY_100);
  52.       continue;
  53.     }
  54.     memset_s(&(client_addr), sizeof(client_addr), 0, sizeof(client_addr));
  55.     client_addr.sin_family = AF_INET;
  56.     client_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
  57.     client_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);
  58.     printf("try connect to server " SERVER_IP " :%d \n", SERVER_PORT);
  59.     if (connect(sock, (struct sockaddr *)&client_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)
  60.     {
  61.       closesocket(sock);
  62.       osDelay(OD_DELAY_1000);
  63.       continue;
  64.     }
  65.     printf("Connect to tcp server successful!\n");
  66.     write(sock, "cmd=1&uid=4e2a189d769e4511bd5885742aa3edcb&topic=ledtest\r\n", strlen("cmd=1&uid=4e2a189d769e4511bd5885742aa3edcb&topic=ledtest\r\n"));
  67.     while (1)
  68.     {
  69.       recv_data_len = recv(sock, recv_data, RECV_LEN, 0);
  70.       if (recv_data_len <= 0)
  71.       {
  72.         break;
  73.       }
  74.       else
  75.       {
  76.         recv_data[recv_data_len] = '\0';
  77.         printf("recv: %s\n", recv_data);
  78.       }
  79.     }
  80.   }
  81. }
  82.  
  83. static void wifi_test_example(void)
  84. {
  85.   osThreadAttr_t attr;
  86.   attr.name = "wifi_test";
  87.   attr.attr_bits = 0U;
  88.   attr.cb_mem = NULL;
  89.   attr.cb_size = 0U;
  90.   attr.stack_mem = NULL;
  91.   attr.stack_size = STACK_SIZE;
  92.   attr.priority = PRIORITY;
  93.   wifi_test_id = osThreadNew((osThreadFunc_t)wifi_test, NULL, &attr);
  94.   if (wifi_test_id == NULL)
  95.   {
  96.     printf("Failed to create wifi_test thread!\n");
  97.   }
  98. }
  99.  
  100. OHOS_APP_RUN(wifi_test_example);

BUILD.gn

  1. # Copyright (c) 2022 Hunan OpenValley Digital Industry Development Co., Ltd.
  2. # Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  3. # you may not use this file except in compliance with the License.
  4. # You may obtain a copy of the License at
  5. #
  6. #     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  7. #
  8. # Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  9. # distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  10. # WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  11. # See the License for the specific language governing permissions and
  12. # limitations under the License.
  13. import("//kernel/liteos_m/liteos.gni")
  14.  
  15. module_name = get_path_info(rebase_path("."), "name")
  16. kernel_module(module_name) {
  17.     sources = [
  18.         "wifi_sta_example.c",
  19.         "wifi_sta_connect.c"
  20.     ]
  21.     include_dirs = [
  22.         "//foundation/communication/wifi_lite/interfaces/wifiservice",
  23.         "//device/board/esp/esp32/liteos_m/hals/driver/wifi_lite"
  24.     ]
  25. }

移植步骤

移植本代码中有几个部分需要注意：

  1. 所连接的热点必须是开放的2.4G热点（没有密码）

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

  1. 参考巴法云平台接入文档 - TCP协议中 接口地址应是：

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

  1. 巴法云提供的TCP服务器是基于订阅/发布（简化版MQTT）的服务，我们可以通过向服务器发送命令的方式对主题进行订阅与发布。

巴法云TCP客户端接入详解

命令字段说明

cmd：消息类型

  1. 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
  2.  
  3. cmd=2 时为发布消息，向订阅该主题的设备发送消息
  4.  
  5. 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
  6.  
  7. cmd=7 是获取时间，获取当前北京时间
  8.  
  9. 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

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

心跳说明

  1. 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。
  2. 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
  1. type=1 获取当前日期和时间，例如：2021-06-11 17:20:54
  2.  
  3. type=2 获取当前时间，例如：17:20:54
  4.  
  5. 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

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