RVB2601开发板试用3——以太网通讯测试

2021-09-07 00:07:52

本文作者：我爱下载


1、概述

RVB2601中集成的CH2601通过W800提供了AT透传的wifi 功能，可以完成和外界进行数据交换的需要。


2、驱动描述

2.1 硬件接口原理

RVB2601开发板试用3——以太网通讯测试


CH2601采用SPI接口和W800进行数据交换，如图所示。


序号

W800

GPIO

1

SPI CS

PA15（SPI0_CS）

2

SPI MOSI

PA17（SPI0_MOSI）

3

SPI MISO

PA18（SPI0_MISO）

4

SPI  CLK

PA16(SPI0_CLK)

5

RST_N

PA21

6

WAKEUP

PA25


2.2 软件驱动设计

2.2.1 网络管理

网络管理支持有线网络、无线网络、GPRS网络、NB-IOT网络。我们只涉及到无线网络，所以这里就研究和网线网络相关的接口。网络管理接口如下所示：

函数

说明

netmgr_dev_wifi_init

无线设备初始化

netmgr_service_init

服务初始化

netmgr_config_wifi

无线配置

netmgr_start

使能网络设备

netmgr_reset

重置网络设备

netmgr_stop

停止网络链接

netmgr_is_gotip

网络设备是否获取到ip


1）网络管理接口详细说明

  • 网络设备初始化
netmgr_hdl_t netmgr_dev_wifi_init()


函数说明：

该函数会注册netmgr_dev_t结构中的provision配网等回调函数。同时打开已注册的wifi设备节点，调用该设备实现的hal层初始化接口。同时将该设备加入到网络设备列表中统一管理。


返回值：

调用失败时返回NULL


  • 服务初始化
void netmgr_service_init(utask_t *task)

初始化网络管理微服务。若外部微任务task为空，则内部创建微任务。同时将微服务加入到微任务中。


  • 无线网络设备配置
int netmgr_config_wifi(netmgr_hdl_t hdl, char *ssid, uint8_t ssid_length, char *psk, uint8_t psk_length)

配置无线设备的ssid名称和对应的秘钥psk。


若定义了CONFIG_KV_SMART配置，如在某solution下的package.yaml中配置了CONFIG_KV_SMART: 1，则ssid和psk同时会被存储到kv文件系统中。对应的key定义如下：

#define KV_WIFI_SSID        "wifi_ssid"
#define KV_WIFI_PSK         "wifi_psk"


返回值：

调用成功时返回0，否则返回-1。


  • 使能网络设备
int netmgr_start(netmgr_hdl_t hdl)

当网络参数配置后，就可以调用该接口使能指定网络设备开始正常工作。该函数最终会调用到对应网络设备初始化配置的provision配网回调。


该接口是非阻塞的，网络连接成功后，网络管理器会上报EVENT_NETMGR_GOT_IP事件，否则上报EVENT_NETMGR_NET_DISCON事件。应用开发者可通过event_subscribe接口订阅这两个消息来判断网络是否连接成功。用户也可通过调用netmgr_is_gotip判断是否正常获取到ip。


返回值：

调用成功时返回0，否则返回-1。


  • 重置网络设备
int netmgr_reset(netmgr_hdl_t hdl, uint32_t sec)

复位网络设备连接，并在指定sec秒后自动重连。当sec为0时，复位后立即重连。该函数最终会调用到对应网络设备初始化配置的reset配网回调。该接口是非阻塞的。


返回值：

调用成功时返回0，否则返回-1。


  • 停止网络设备
int netmgr_stop(netmgr_hdl_t hdl)

停止指定网络设备运行。该函数最终会调用到对应网络设备初始化配置的unprovision配网回调。该接口是阻塞的。


返回值：

调用成功时返回0，否则返回-1。


  • 网络设备是否获取到ip
int netmgr_is_gotip(netmgr_hdl_t hdl)

指定hdl的网络设备是否获取到ip。


返回值：

当前网络设备已经成功获取到ip时返回1，否则返回0


2） SAL套接字适配层

SAL组件完成对不同网络实现接口的抽象并对上层提供一组标准的 BSD Socket API，开发者只需关心和使用标准网络接口，而无需关心底层具体实现，极大的提高了系统的兼容性，方便开发者完成协议栈的适配和网络通信相关的开发。


如下图所示，本次试用的RVB2601评估板采用的AT通道透传与W800芯片通讯完成以太网通讯功能。

RVB2601开发板试用3——以太网通讯测试


系统中提供了W800模块驱动中已经完成了SAL层接口的移植工作，因此在完成W800设备注册后，软件打开该设备的时候，驱动自动注册进SAL接口。后续的使用过程中，上层软件就感受不到ATPaser的存在了。


如下代码：

static int w800_dev_open(aos_dev_t *dev)
{
    // power on device
    sal_module_register(&w800_sal_driver);
    sal_init();
    return 0;
}


3、测试程序

本测试程序通过RVB2601建立一个TCPclient测试程序，与TCPServer通讯，完成TCPClient向TCPServer定时数据传递的功能。


3.1 初始化

注册的以太网事件回调接口函数

static void network_event(uint32_t event_id, const void *param, void *context)
{
    switch(event_id) {
    case EVENT_NETMGR_GOT_IP: {
        LOGD(TAG, "EVENT_NETMGR_GOT_IP");
    }
        break;
    case EVENT_NETMGR_NET_DISCON:
        LOGD(TAG, "EVENT_NETMGR_NET_DISCON");
        break;
    }
    /*do exception process */
    // app_exception_event(event_id);
}
以太网设备初始化函数
static void network_init()
{
    w800_wifi_param_t w800_param;
    /* init wifi driver and network */
    w800_param.reset_pin      = PA21;
    w800_param.baud           = 1*1000000;
    w800_param.cs_pin         = PA15;
    w800_param.wakeup_pin     = PA25;
    w800_param.int_pin        = PA22;
    w800_param.channel_id     = 0;
    w800_param.buffer_size    = 4*1024;
    wifi_w800_register(NULL, &w800_param);
    app_netmgr_hdl = netmgr_dev_wifi_init();
    if (app_netmgr_hdl) {
        utask_t *task = utask_new("netmgr", 2 * 1024, QUEUE_MSG_COUNT, AOS_DEFAULT_APP_PRI);
        netmgr_service_init(task);
        netmgr_config_wifi(app_netmgr_hdl, "Baidu-jy", 10, "12345678", 10);
        netmgr_start(app_netmgr_hdl);
        event_subscribe(EVENT_NETMGR_GOT_IP, network_event, NULL);
        event_subscribe(EVENT_NETMGR_NET_DISCON, network_event, NULL);
    }
}


3.2 TCPClient程序

static char lan_buf[1600];
int tcpclient(void)
{
    int                 iCounter;
    struct sockaddr_in  sAddr;
    int                 iAddrSize;
    int                 iSockFD;
    int                 iStatus;
    long                lLoopCount = 0;
    char            *cBsdBuf = NULL;
    int time_ms = aos_now_ms();
    int time_ms_step = aos_now_ms();
    int send_bytes = 0;
     running = 1;
    cBsdBuf = lan_buf;
    //filling the TCP server socket address
    FD_ZERO(&sAddr);
    sAddr.sin_family = AF_INET;
    sAddr.sin_port = htons(26666);
    sAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.95.5");
    iAddrSize = sizeof(struct sockaddr_in);
    // creating a TCP socket
    iSockFD = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (iSockFD < 0) {
        LOGE(TAG, "TCP ERROR: create tcp client socket fd error!");
        goto Exit1;
    }
    LOGD(TAG, "ServerIP=%s port=%d.", "192.168.95.5", 26666);
    LOGD(TAG, "Create socket %d.", iSockFD);
    // connecting to TCP server
   iStatus = connect(iSockFD, (struct sockaddr *)&sAddr, iAddrSize);
    if (iStatus < 0) {
        LOGE(TAG, "TCP ERROR: tcp client connect server error! ");
        goto Exit;
    }
    LOGD(TAG, "TCP: Connect server successfully.");
    // sending multiple packets to the TCP server
    printf("[  ID] Interval       Transfer     Bandwidth\n");
    while (running) {
         sprintf(cBsdBuf,"%02d",lLoopCount);
        // sending packet
        iStatus = send(iSockFD, cBsdBuf, strlen(cBsdBuf)+1, 0);
        if (iStatus <= 0) {
            printf("TCP ERROR: tcp client send data error!  iStatus:%d", iStatus);
            goto Exit;
        }
        lLoopCount++;
        aos_msleep(100);
        if ((aos_now_ms() - time_ms) / 1000 >  2) {
            break;
        }
    }
    LOGD(TAG, "TCP: Sent packets successfully.");
Exit:
    //closing the socket after sending 1000 packets
    close(iSockFD);
return 0;
}


3.3 通过console中断调用

int tcpclient(void);
static void cmd_tcp_client_handler(char *wbuf, int wbuf_len, int argc, char **argv)
{
    tcpclient();
}
int cli_reg_cmd_ft(void)
{
    static const struct cli_command tcp_cmd_info = {
        "tcptest",
        "tcp client test",
        cmd_tcp_client_handler,
    };
    aos_cli_register_command(&tcp_cmd_info);
    return 0;
}
3.4 Linux系统端的TCPServer测试程序
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#define SERVPORT 26666
#define BACKLOG 10
#define MAXDATASIZE 1024
int main() {
    struct sockaddr_in server_sockaddr;//声明服务器socket存储结构
    int sin_size,recvbytes;
    int sockfd,client_fd;//socket描述符
    char buf[MAXDATASIZE];//传输的数据
    //1.建立socket
    //AF_INET 表示IPV4
    //SOCK_STREAM 表示TCP
    if((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) < 0) {
        perror("Socket");
        exit(1);
    }
    printf("Socket successful!,sockfd=%d\n",sockfd);
    //以sockaddt_in结构体填充socket信息
    server_sockaddr.sin_family       = AF_INET;//IPv4
    server_sockaddr.sin_port         = htons(SERVPORT);//端口
    server_sockaddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;//本主机的任意IP都可以使用
    bzero(&(server_sockaddr.sin_zero),8);//保留的8字节置零
    //2.绑定 fd与 端口和地址
    if((bind(sockfd,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,sizeof(struct sockaddr))) < 0) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }
    printf("bind successful !\n");
    //3.监听
    if(listen(sockfd,BACKLOG) < 0) {
        perror("listen");
       exit(1);
    }
    printf("listening ... \n");
     //4.接收请求,函数在有客户端连接时返回一个客户端socket fd,否则则阻塞
     //优化：这里同样可以使用select,以及poll来实现异步通信
     if((client_fd = accept(sockfd,NULL,&sin_size)) == -1) {
         perror("accept");
         exit(1);
     }
     printf("accept success! client_fd:%d\n",client_fd);
    while(1){
     //5.接收数据
     //注意：这里传入的fd，不是建立的socket fd，而是accept返回的连接客户端 socket fd
     if((recvbytes = read(client_fd,buf,MAXDATASIZE)) == -1) {
         perror("recv");
         exit(1);
     }
    if(recvbytes == 0)
    {
     printf("client quit\n");
    break;
    }
    printf("received data %d: %s\n",recvbytes,buf);
   }
    //6.关闭
    close(sockfd);
}


4、实测效果演示：

RVB2601链接wifi并获取IP地址，IP地址为192.168.95.2

RVB2601开发板试用3——以太网通讯测试


服务器的IP地址为：192.168.95.5

RVB2601开发板试用3——以太网通讯测试


为了更好的展示通讯过程，在linux机器上运行tcpdump工具来抓取对应端口的网络数据包，通过wireshark分析这些数据包。


我们在linux系统上打开两个终端。


一个终端运行tcpdump：

sudo tcpdump tcp port 26666 and host 192.168.95.5 -i wlan0 -w ./1.cap


另一个终端运行tcpserver软件。

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在RVB2601评估板的console中执行tcptest命令

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通过wireshark分析tcpdump抓取的以太网TCP数据帧分析

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5、特殊情况总结

RVB2061这种协议栈运行在W800的情况，无法实现TCPServer中accept和listen这些函数，因此，也就无法实现TCPServer这种功能了，只能采用TCPClient方式通讯。

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本文源自：平头哥芯片开放社区（OCC）

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