NB-IoT驱动开发一
1、驱动框架设计
2、AT指令发送
3、AT指令接收
驱动框架设计
数据结构设计:
如何用数据结构来完成AT指令的发送、应答、超时、状态、重发:(新建 nbiotdriver.h 和 nbiotdriver.c 文件用于AT相关)
发送->其实就是发送字符串“AT\r\n”
解析->其实就是接收字符串“OK”
超时->其实就是超时时间
状态->其实就是成功,超时,未收到
重发->其实就是重发次数
typedef enum //枚举类型:接收的状态{SUCCESS_REC = 0, //成功TIME_OUT, //超时NO_REC//未收到}teATStatus;typedef struct //定义的数据结构,用数据结构来完成AT指令的发送、应答、超时、状态、重发{char *ATSendStr; //向NB-IOT发送字符串(AT命令)char *ATRecStr; //NB-IOT返回给MCU的字符串uint16_t TimeOut; //设置超时teATStatus ATStatus; //接收状态uint8_t RtyNum; //重发次数}tsATCmds;
AT指令:
AT+CFUN=0关闭射频功能(不进行无线通讯)
AT+CGSN=1查询IMEI号(一般出厂已经设置好)
AT+NRB软重启
AT+NCDP=180.101.147.115,5683设置IoT 平台IP 地址(非COAP 协议可以不配置)
AT+CFUN=1开启射频功能
AT+CIMI查询SIM卡信息
AT+CMEE=1开启错误提示
AT+CGDCONT=1,“IP”,“ctnb”设置APN
AT+NNMI=1开启下行数据通知
AT+CGATT=1自动搜网
AT+CGPADDR查询核心网分配的ip 地址
tsATCmds ATCmds[] = {//参数分别为 向NB-IOT发送字符串(AT命令)、NB-IOT返回给MCU的字符串、设置超时(毫秒)、接收状态、设置重发次数{"AT+CFUN=0\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//关闭射频功能(不进行无线通讯){"AT+CGSN=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//查询IMEI号(一般出厂已经设置好){"AT+NRB\r\n","OK",8000,NO_REC,3},//软重启。重启使用时间比较长,所以这里设置为8秒钟{"AT+NCDP=180.101.147.115,5683\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//设置 IoT 平台 IP 地址(非 COAP 协议可以不配置){"AT+CFUN=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//开启射频功能{"AT+CIMI\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//查询SIM卡信息{"AT+CMEE=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//开启错误提示{"AT+CGDCONT=1,\"IP\",\"ctnb\"\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//设置APN.注意AT命令中字符串的书写格式:\"IP\",\"ctnb\"(表示电信){"AT+NNMI=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//开启下行数据通知{"AT+CGATT=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},//自动搜网{"AT+CGPADDR\r\n","+CGPADDR:1,1",2000,NO_REC,30},//查询核心网分配的 ip 地址{"AT+NMGS=","OK",3000,NO_REC,3},//发送数据};
AT指令发送
typedef enum //枚举类型,用于与上方的数组 ATCmds 下标相对应{AT_CFUN0 = 0, //ATCmds[AT_CFUN0] 就是 ATCmds[0],代表数据结构 {"AT+CFUN=0\r\n","OK",2000,NO_REC,3} 以下类推AT_CGSN,AT_NRB,AT_NCDP,AT_CFUN1,AT_CIMI,AT_CMEE,AT_CGDCONT,AT_NNMI,AT_CGATT,AT_CGPADDR,AT_NMGS,AT_IDIE}teATCmdNum;
#include "time.h"#include "led.h"static tsTimeType TimeNB;//获取定时器的起始时间和时间间隔,具体见下面讲解char NbSendData[100];//发送数据指令中数据的存储区void ATSend(teATCmdNum ATCmdNum){//清空接收缓存区memset(Usart2type.Usart2RecBuff,0,USART2_REC_SIZE);ATCmds[ATCmdNum].ATStatus = NO_REC;ATRecCmdNum = ATCmdNum;//ATRecCmdNum是在nbiotdriver.c中定义的静态全局变量if(ATCmdNum == AT_NMGS)//判断是否为发送数据的指令{memset(NbSendData,0,100);//清空数据的存储区//第一个%s为发送数据的指令:"AT+NMGS="//第二个%d为发送数据的个数是两个(字节的长度)//第三和第四个%x是两个要发送的16进制的数据//最终得到NbSendData的数据为:AT+NMGS=2,0x10,0x10\r\nsprintf(NbSendData,"%s%d,%x%x\r\n",ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,2,0x10,0x10);//发送NbSendData到NB芯片HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)NbSendData,strlen(NbSendData),100);//发送NbSendData到NB芯片HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)NbSendData,strlen(NbSendData),100);//发送NbSendData到串口1,用于调试}else{HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,strlen(ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr),100);HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,strlen(ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr),100);}//打开超时定时器,这里主要用来判断接收超时使用SetTime(&TimeNB,ATCmds[ATCmdNum].TimeOut);//获取定时器的起始时间和时间间隔,具体见下面讲解//打开发送指示灯,配合LedTask函数的使用可以产生一个100毫秒的亮灯,具体函数下文有讲解//如果100毫秒之内又有数据发送,则定时器重新计时,LED灯继续延长点亮时间SetLedRun(LED_TX);}
AT指令接收
串口接收:
串口回调函数:
AT指令解析:
#define USART2_DMA_REC_SIZE 256 #define USART2_REC_SIZE 1024 typedef struct //用来处理DMA接收到的数据,解析缓存区的数据{uint8_t Usart2RecFlag;//数据接收到的标志位uint16_t Usart2DMARecLen;//获取接收DMA数据的长度uint16_t Usart2RecLen;//获取解析缓存区的长度uint8_t Usart2DMARecBuff[USART2_DMA_REC_SIZE];//DMA的缓冲区uint8_t Usart2RecBuff[USART2_REC_SIZE]; //用于解析接收数据的缓存区}tsUsart2type;extern tsUsart2type Usart2type;//该变量在uart.c中声明,但是在其他文件中需要使用,所以需要外部声明
//uint8_t Usart1Rx = 0;//uint8_t Usart2Rx = 0;//__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_RXNE);//打开UART1接收中断(接收寄存器不为空则产生中断)////HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &Usart1Rx, 1);//UART1接收使能,Usart1Rx:接收数据的缓存区////__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2, UART_IT_RXNE);//打开UART2接收中断(接收寄存器不为空则产生中断)////HAL_UART_Receive_IT(&huart2, &Usart2Rx, 1);//UART2接收使能,Usart2Rx:接收数据的缓存区
uint8_t Usart1Rx = 0;tsUsart2type Usart2type;//该数据类型用来设置DMA的缓冲区和解析接收数据的缓冲区,上面已经给出具体定义void EnableUartIT(void){//串口1__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_RXNE);//打开UART1接收中断(接收寄存器不为空则产生中断)HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &Usart1Rx, 1);//UART1接收使能,Usart1Rx:接收数据的缓存区//串口2//串口空闲中断:当连续接收字符时不会产生中断,但是如果中途出现一个字节的空闲则就产生中断(避免每接收一个字节就出现一次中断)__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2, UART_IT_IDLE);//需要注意:每次设备一上电就会产生一次空闲中断__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart2);//清除UART2的空闲中断标志HAL_UART_Receive_DMA(&huart2,Usart2type.Usart2DMARecBuff,USART2_DMA_REC_SIZE);//开启DMA的接收/*(以上三行代码功能:将uart2接收到的数据通过DMA传递给Usart2type.Usart2DMARecBuff,然后产生串口空闲中断,在中断中做进一步处理)*/}
extern void EnableUartIT(void);
EnableUartIT();
extern DMA_HandleTypeDef hdma_usart2_rx;/*hdma_usart2_rx在CubeMX中添加UART2的DMA时创建的一个变量,在uart.c中定义,所以需要外部声明之后才能在该文件中使用*/void USART2_IRQHandler(void){uint32_t temp;if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart2,UART_FLAG_IDLE) == SET)//判断UART2是否为空闲中断{__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart2);//清除空闲中断标志位HAL_UART_DMAStop(&huart2);//停止DMA接收数据temp = huart2.Instance->ISR;temp = huart2.Instance->RDR;//以上两行代码用于清除DMA的接收中断(只需要读取一次ISR和RDR寄存器的值)temp = USART2_DMA_REC_SIZE - hdma_usart2_rx.Instance->CNDTR;/*CNDTR为DMA通道接收数据的计数器(注意是一个递减计数器,所以需要将DMA的缓存区的总长度减去该计数器的值才是DMA通道接收数据的长度)*/Usart2type.Usart2DMARecLen = temp;//将DMA接收数据的长度赋值给上面定义的结构体变量HAL_UART_RxCpltCallback(&huart2);//串口中断的回调函数,具体函数见下方}HAL_UART_IRQHandler(&huart2);HAL_UART_Receive_DMA(&huart2,Usart2type.Usart2DMARecBuff,USART2_DMA_REC_SIZE);}void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) //串口中断的回调函数{if(huart->Instance == USART2){if(Usart2type.Usart2RecLen > 0)//判断解析缓存区是否有未处理的数据{memcpy(&Usart2type.Usart2RecBuff[Usart2type.Usart2RecLen],Usart2type.Usart2DMARecBuff,Usart2type.Usart2DMARecLen);Usart2type.Usart2RecLen += Usart2type.Usart2DMARecLen;}else{memcpy(Usart2type.Usart2RecBuff,Usart2type.Usart2DMARecBuff,Usart2type.Usart2DMARecLen);Usart2type.Usart2RecLen = Usart2type.Usart2DMARecLen;}memset(Usart2type.Usart2DMARecBuff,0,Usart2type.Usart2DMARecLen);//清空DMA的接收缓存区Usart2type.Usart2RecFlag = 1;//数据标志位的置位}}
void ATRec(void){if(Usart2type.Usart2RecFlag)//是否接收到一个完整的数据包{//判断解析缓存区中是否存在对应指令返回的正确参数(字符串),strstr的使用方法见下方if(strstr((const char*)Usart2type.Usart2RecBuff,ATCmds[ATRecCmdNum].ATRecStr) != NULL){ATCmds[ATRecCmdNum].ATStatus = SUCCESS_REC;//接收状态赋值为成功}SetLedRun(LED_RX);//打开接收指示灯,配合LedTask函数的使用可以产生一个100毫秒的亮灯,具体见下文HAL_UART_Transmit(&huart1,Usart2type.Usart2RecBuff,Usart2type.Usart2RecLen,100);//打印到串口Usart2type.Usart2RecFlag = 0;//清空标志位Usart2type.Usart2RecLen = 0;//设置解析缓存区字符串长度为0}}strstr: 原型:extern char *strstr(char *haystack, char *needle);用法:#include <string.h>功能:从字符串haystack中寻找needle第一次出现的位置(不比较结束符NULL)。说明:返回指向第一次出现needle位置的指针,如果没找到则返回NULL。
NB-IoT驱动开发二
1、软件定时器设计
2、LED驱动设计
软件定时器设计
软件定时器需求:
AT指令超时判断
定时采集传感器
定时上报数据
软件定时器设计:(新建两个文件 time.c 和 time.h 用于存储定时器相关)
设置定时器
比较定时器
参考HAL_Delay:
设置定时器:
比较定时器:
#ifndef _TIME_H#define _TIME_H#include "stm32f0xx.h"typedef struct{uint32_t TimeStart;//获取起始时间uint32_t TimeInter;//间隔时间}tsTimeType;void SetTime(tsTimeType *TimeType,uint32_t TimeInter);//打开超时定时器uint8_t CompareTime(tsTimeType *TimeType);//比较函数#endif
#include "time.h"void SetTime(tsTimeType *TimeType,uint32_t TimeInter){TimeType->TimeStart = HAL_GetTick();//获取起始时间TimeType->TimeInter = TimeInter;//获取间隔时间}uint8_t CompareTime(tsTimeType *TimeType)//每隔1毫秒,计数器就会增加1{return ((HAL_GetTick()-TimeType->TimeStart) >= TimeType->TimeInter);}
LED驱动设计
LED需求:
网络指示灯
接收指示灯
发送指示灯
LED设计:(新建两个文件 led.h 和 led.c 用于存储led相关)
LED打开
LED关闭
LED初始化
LED触发闪烁
LED闪烁任务
LED数据结构:
LED数量(入网、发送、接收)
LED闪烁任务状态(运行、延时、停止)
LED GPIO封装(用数组表示LED IO信息)
LED打开/关闭/初始化:
根据原理图,LED为低电平驱动,上电要全部关闭:
打开->HAL_GPIO_WritePin(X,X,RESET)
关闭-> HAL_GPIO_WritePin(X,X,SET)
LED触发闪烁:
设置LED状态为运行
开启LED定时器
LED闪烁任务:
#ifndef _LED_H#define _LED_H#include "stm32f0xx.h"#define LED_NUMBER 3 //定义LED数量typedef enum //枚举类型,LED对应功能{LED_NET = 0,LED_RX,LED_TX}teLedNums;typedef enum//LED闪烁任务状态{LED_STOP = 0,LED_RUN,LED_DELAY}teLedTaskStatus;void LedOn(teLedNums LedNums);//打开LED灯void LedOff(teLedNums LedNums);//关闭LED灯void LedInit(void);//LED灯的初始化void SetLedRun(teLedNums LedNums);//设置LED为运行态void LedTask(void);//指示灯如果在运行态在,则闪烁一次#endif
#include "led.h"#include "time.h"const uint16_t LedPins[LED_NUMBER] = {GPIO_PIN_0, //对应LED_NETGPIO_PIN_1, //对应LED_RXGPIO_PIN_2 //对应LED_TX};static tsTimeType TimeLeds[LED_NUMBER];//获取起始时间和间隔时间static teLedTaskStatus LedTaskStatus[LED_NUMBER];//LED任务状态void LedOn(teLedNums LedNums) //打开对应LED灯{HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,LedPins[LedNums],GPIO_PIN_RESET);}void LedOff(teLedNums LedNums) //关闭对应LED灯{HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,LedPins[LedNums],GPIO_PIN_SET);}void LedInit(void)//LED灯初始化,关闭所有灯{int i;for(i = 0;i < LED_NUMBER;i++){LedOff(i);}}void SetLedRun(teLedNums LedNums)//设置对应LED为运行态{LedTaskStatus[LedNums] = LED_RUN;}void LedTask(void)//指示灯如果在运行态在,则闪烁一次{int i;for(i = 0;i < LED_NUMBER;i++){if(LedTaskStatus[i] == LED_RUN){LedOn(i);SetTime(&TimeLeds[i],100);LedTaskStatus[i] = LED_DELAY;}else if(LedTaskStatus[i] == LED_DELAY){if(CompareTime(&TimeLeds[i])){LedOff(i);LedTaskStatus[i] = LED_STOP;}}}}
#include "time.h"#include "led.h"static tsTimeType TimeNB;//获取定时器的起始时间和时间间隔void ATSend(teATCmdNum ATCmdNum){//清空接收缓存区memset(Usart2type.Usart2RecBuff,0,USART2_REC_SIZE);ATCmds[ATCmdNum].ATStatus = NO_REC;ATRecCmdNum = ATCmdNum;if(ATCmdNum == AT_NMGS){memset(NbSendData,0,100);sprintf(NbSendData,"%s%d,%x%x\r\n",ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,2,0x10,0x10);HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)NbSendData,strlen(NbSendData),100);HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)NbSendData,strlen(NbSendData),100);}else{HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,strlen(ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr),100);HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,strlen(ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr),100);}//打开超时定时器,这里主要用来判断接收超时使用SetTime(&TimeNB,ATCmds[ATCmdNum].TimeOut);//获取定时器的起始时间和时间间隔//打开发送指示灯,配合LedTask函数的使用可以产生一个100毫秒的亮灯//如果100毫秒之内又有数据发送,则定时器重新计时,LED灯继续延长点亮时间SetLedRun(LED_TX);}
void ATRec(void)//AT接收字符串的解析{if(Usart2type.Usart2RecFlag)//是否接收到一个完整的数据包{//判断解析缓存区中是否存在对应指令返回的正确参数(字符串),strstr的使用方法见下方if(strstr((const char*)Usart2type.Usart2RecBuff,ATCmds[ATRecCmdNum].ATRecStr) != NULL){ATCmds[ATRecCmdNum].ATStatus = SUCCESS_REC;//接收状态赋值为成功}SetLedRun(LED_RX);//打开接收指示灯,配合LedTask函数的使用可以产生一个100毫秒的亮灯HAL_UART_Transmit(&huart1,Usart2type.Usart2RecBuff,Usart2type.Usart2RecLen,100);//打印到串口Usart2type.Usart2RecFlag = 0;//清空标志位Usart2type.Usart2RecLen = 0;//设置解析缓存区字符串长度为0}}strstr: 原型:extern char *strstr(char *haystack, char *needle);用法:#include <string.h>功能:从字符串haystack中寻找needle第一次出现的位置(不比较结束符NULL)。说明:返回指向第一次出现needle位置的指针,如果没找到则返回NULL。
main函数中测试:...LedInit();//初始化:所有灯关闭HAL_Delay(2000);//延时2秒SetLedRun(0);//设置入网指示灯为运行态SetLedRun(1);//设置接收指示灯为运行态SetLedRun(2);//设置发送指示灯为运行态while(1){LedTask();}...
NB-IoT入网开发
1、NB-IoT入网流程
2、NB-IoT入网设计
NB-IoT入网流程
NB-IoT模块驱动流程:
AT+CFUN=0关闭射频功能(不进行无线通讯)
AT+CGSN=1查询IMEI号(一般出厂已经设置好)
AT+NRB软重启
AT+NCDP=180.101.147.115,5683设置IoT 平台IP 地址(非COAP 协议可以不配置)
AT+CFUN=1开启射频功能
AT+CIMI查询SIM卡信息
AT+CMEE=1开启错误提示
AT+CGDCONT=1,“IP”,“ctnb”设置APN
AT+NNMI=1开启下行数据通知
AT+CGATT=1自动搜网
AT+CGPADDR查询核心网分配的ip 地址
NB-IoT入网设计
NB-IoT入网任务算法:
有限状态机编程
-->裸机编程效率最高的编程模式
入网任务状态机(空闲、指令发送,等待响应、入网完成)
typedef enum //NB任务的状态{NB_IDIE = 0, //NB空闲NB_SEND, //NB的发送NB_WAIT, //NB的等待NB_ACCESS //NB的入网完成}teNB_TaskStatus;
指令发送:
等待响应:
AT超时:
NB初始化:
入网完成:
static uint8_t CurrentRty;//当前重发的次数static teATCmdNum ATRecCmdNum;//static teATCmdNum ATCurrentCmdNum;//当前的指令static teATCmdNum ATNextCmdNum;//下一条指令static teNB_TaskStatus NB_TaskStatus;//声明任务的状态static tsTimeType TimeNBSendData;//NB发送数据时的起始时间获取 和 接收超时时间的设置void NB_Task(void)//NB不同任务状态的处理程序,一般开始时NB_TaskStatus状态为NB_SEND,故可以从NB_SEND开始分析{while(1)//死循环,为了高效率处理{switch(NB_TaskStatus){case NB_IDIE://if(CompareTime(&TimeNBSendData))//判断发送指令是否超时//{//ATCurrentCmdNum = AT_NMGS;//当前指令设置为AT_NMGS//ATNextCmdNum = AT_IDIE;//下一条指令设置为空闲指令//NB_TaskStatus = NB_SEND;//任务状态设置为发送//SetTime(&TimeNBSendData,10000);//发送超时设置//break;//跳转到发送状态//}return;case NB_SEND:if(ATCurrentCmdNum != ATNextCmdNum)//如果当前指令不等于下一条指令,则该指令是第一次运行{CurrentRty = ATCmds[ATCurrentCmdNum].RtyNum;//获取当前指令的重发次数}ATSend(ATCurrentCmdNum);//发送指令NB_TaskStatus = NB_WAIT;//更改为等待态return;//因为有超时case NB_WAIT:ATRec();//AT接收字符串的解析if(ATCmds[ATCurrentCmdNum].ATStatus == SUCCESS_REC)//判断接收状态是否成功{if(ATCurrentCmdNum == AT_CGPADDR)//判断当前指令是否为入网指令{NB_TaskStatus = NB_ACCESS;//如果是则状态设置为入网完成break;//跳转指令}//else if(ATCurrentCmdNum == AT_NMGS)//判断当前指令是否为AT_NMGS指令//{//NB_TaskStatus = NB_IDIE;//设置任务状态为空闲状态//return;//}else{ATCurrentCmdNum += 1;//如果不是入网指令,则当前指令加1ATNextCmdNum = ATCurrentCmdNum+1;//下一条指令在当前指令的基础上再加1NB_TaskStatus = NB_SEND;//设置为发送状态break;//跳转指令}}else if(CompareTime(&TimeNB))//判断发送指令之后接收是否超时{ATCmds[ATCurrentCmdNum].ATStatus = TIME_OUT;//改变当前指令的状态:设置超时if(CurrentRty > 0)//判断当前重发的次数是否大于零{CurrentRty--;ATNextCmdNum = ATCurrentCmdNum;//下一条指令等于当前指令NB_TaskStatus = NB_SEND;//改变任务状态为发送状态break;//跳转到发送状态的处理程序}else//否则重发次数已经达到最高的重发次数限制{NB_Init();//NB初始化,函数具体实现见下方return;}}return;case NB_ACCESS://如果是入网完成的状态LedOn(LED_NET);//打开入网完成的指示灯NB_TaskStatus = NB_IDIE;//任务状态设置为空闲状态break;//跳转到空闲状态//ATCurrentCmdNum = AT_NMGS;//当前指令设置为AT_NMGS//ATNextCmdNum = AT_IDIE;//下一条指令设置为空闲指令//NB_TaskStatus = NB_SEND;//任务状态设置为发送状态//SetTime(&TimeNBSendData,10000);//发送指令超时设置//break;//跳转到发送状态default:return;}}}void NB_Init(void)//NB初始化{NB_TaskStatus = NB_SEND;//任务状态设置为发送状态ATCurrentCmdNum = AT_CFUN0;//当前指令设置为第一条指令ATNextCmdNum = AT_CGSN;//下一条指令设置为第二条指令}
主程序:测试
main函数中测试#include "nbiotdriver.h"...NB_Init();//NB初始化printf("wait 5s NB Reset!\n");HAL_Delay(5000);//初始化时需等待NB芯片重启(这里设置5秒钟等待时间)while (1){LedTask();NB_Task();}...
NB-IoT网络CoAP通信
1、发展背景
2、HTTP协议
3、CoAP协议
4、NB-IoT CoAP通信开发
发展背景
互联网:
移动互联网:
物联网:
新的协议:
HTTP协议
HTTP介绍:
什么是超文本(HyperText)?
包含有超链接(Link)和各种多媒体元素标记(Markup)的文本。这些超文本文件彼此链接,形成网状(Web),因此又被称为网页(Web Page)。这些链接使用URL表示。最常见的超文本格式是超文本标记语言HTML。
什么是URL?
URL即统一资源定位符(Uniform Resource Locator),用来唯一地标识万维网中的某一个文档。URL由协议、主机和端口(默认为80)以及文件名三部分构成。如:
什么是超文本传输协议HTTP?
是一种按照URL指示,将超文本文档从一台主机(Web服务器)传输到另一台主机(浏览器)的应用层协议,以实现超链接的功能。
HTTP工作原理:
请求/响应交互模型
在用户点击URL为//course/3172.html的链接后,浏览器和Web服务器执行以下动作:
1、浏览器分析超链接中的URL
2、浏览器向DNS请求解析的IP地址
3、DNS将解析出的IP地址202.2.16.21返回浏览器
4、浏览器与服务器建立TCP连接(80端口)
5、浏览器请求文档:GET /index.html
6、服务器给出响应,将文档index.html发送给浏览器
7、释放TCP连接
8、浏览器显示index.html中的内容
HTTP报文结构:
请求报文:即从客户端(浏览器)向Web服务器发送的请求报文。报文的所有字段都是ASCII码。
响应报文:即从Web服务器到客户机(浏览器)的应答。报文的所有字段都是ASCII码。
请求报文中的方法:方法(Method)是对所请求对象所进行的操作,也就是一些命令。请求报文中的操作有:
CoAP协议
CoAP是什么:
CoAP是IETF为满足物联网,M2M场景制定的协议,特点如下:
类似HTTP,基于REST模型:Servers将Resource通过URI形式呈现,客户端可以通过诸如GET,PUT,POST,DELETE方法访问,但是相对HTTP简化实现降低复杂度(代码更小,封包更小)
应用于资源受限的环境(内存,存储,无良好的随机源),比如CPU为8-bit的单片机,内存32Kb,FLASH 256Kb
针对业务性能要求不高的应用:低速率(10s of kbit/s),低功耗
满足CoRE环境的HTTP简化增强版本
CoAP协议模型:
逻辑上分为Message和Request/Response两层,Request/Response通过Message承载,从封包上不体现这种层次结构
基于UDP,支持组播
基于UDP的类似HTTP的Client/Server交互模型
Client发送Request(携带不同method)请求对资源(通过URI表示)的操作,Server返回Response(携带资源的representation)和状态码
在M2M应用场景,Endpoint实际同时是Server和Client
NB-IoT CoAP通信开发
NB-IoT CoAP通信开发:
COAP数据收发:
CoAP 数据发送无需事先建立socket(模组内部处理) , 直接发送数据:AT+NMGS=2,A1A2 发送2 字节数据, 发送成功回复OK, 否则ERROR
读取CoAP 数据:+NNMI:2,A1A2 收到2 字节CoAP 数据
NB-IoT CoAP通信开发流程:
tsATCmds ATCmds[] = {{"AT+CFUN=0\r\n","OK",2000,NO_REC,3},{"AT+CGSN=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},{"AT+NRB\r\n","OK",8000,NO_REC,3},{"AT+NCDP=180.101.147.115,5683\r\n","OK",2000,NO_REC,3},{"AT+CFUN=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},{"AT+CIMI\r\n","OK",2000,NO_REC,3},{"AT+CMEE=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},{"AT+CGDCONT=1,\"IP\",\"ctnb\"\r\n","OK",2000,NO_REC,3},{"AT+NNMI=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},{"AT+CGATT=1\r\n","OK",2000,NO_REC,3},{"AT+CGPADDR\r\n","+CGPADDR:1,1",2000,NO_REC,30},{"AT+NMGS=","OK",3000,NO_REC,3},//发送数据的指令,注意:发送数据是可变的,所以指令后面没有 "\r\t"};
typedef enum{AT_CFUN0 = 0,AT_CGSN,AT_NRB,AT_NCDP,AT_CFUN1,AT_CIMI,AT_CMEE,AT_CGDCONT,AT_NNMI,AT_CGATT,AT_CGPADDR,AT_NMGS,AT_IDIE//因为AT_NMGS为最后一个指令,所以这里添加一个空闲指令标记}teATCmdNum;
#include "time.h"#include "led.h"static tsTimeType TimeNB;//获取定时器的起始时间和时间间隔char NbSendData[100];//发送数据指令中数据的存储区void ATSend(teATCmdNum ATCmdNum){//清空接收缓存区memset(Usart2type.Usart2RecBuff,0,USART2_REC_SIZE);ATCmds[ATCmdNum].ATStatus = NO_REC;ATRecCmdNum = ATCmdNum;if(ATCmdNum == AT_NMGS)//判断是否发送数据的指令{memset(NbSendData,0,100);//清空数据的存储区//第一个%s为发送数据的指令:"AT+NMGS="//第二个%d为发送数据的个数是两个(字节的长度)//第三和第四个%x是两个要发送的16进制的数据//最终得到NbSendData的数据为:AT+NMGS=2,0x10,0x10\r\nsprintf(NbSendData,"%s%d,%x%x\r\n",ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,2,0x10,0x10);HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)NbSendData,strlen(NbSendData),100);//发送NbSendData到NB芯片HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)NbSendData,strlen(NbSendData),100);//发送NbSendData到串口1,用于调试}else{HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,strlen(ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr),100);HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr,strlen(ATCmds[ATCmdNum].ATSendStr),100);}//打开超时定时器,这里主要用来判断接收超时使用SetTime(&TimeNB,ATCmds[ATCmdNum].TimeOut);//获取定时器的起始时间和时间间隔,具体见下面讲解//打开发送指示灯,配合LedTask函数的使用可以产生一个100毫秒的亮灯,具体函数下文有讲解//如果100毫秒之内又有数据发送,则定时器重新计时,LED灯继续延长点亮时间SetLedRun(LED_TX);}
static uint8_t CurrentRty;//当前重发的次数static teATCmdNum ATRecCmdNum;//static teATCmdNum ATCurrentCmdNum;//当前的指令static teATCmdNum ATNextCmdNum;//下一条指令static teNB_TaskStatus NB_TaskStatus;//声明任务的状态static tsTimeType TimeNBSendData;//NB发送数据时的起始时间获取 和 接收超时时间的设置void NB_Task(void)//NB不同任务状态的处理程序,一般开始时NB_TaskStatus状态为NB_SEND,故可以从NB_SEND开始分析{while(1)//死循环,为了高效率处理{switch(NB_TaskStatus){case NB_IDIE:if(CompareTime(&TimeNBSendData))//判断发送指令是否超时{ATCurrentCmdNum = AT_NMGS;//当前指令设置为发送数据指令ATNextCmdNum = AT_IDIE;//下一条指令设置为空闲指令NB_TaskStatus = NB_SEND;//任务状态设置为发送SetTime(&TimeNBSendData,10000);//每隔10秒发送一次数据break;//跳转到发送状态}return;case NB_SEND:if(ATCurrentCmdNum != ATNextCmdNum)//如果当前指令不等于下一条指令,则该指令是第一次运行{CurrentRty = ATCmds[ATCurrentCmdNum].RtyNum;//获取当前指令的重发次数}ATSend(ATCurrentCmdNum);//发送指令NB_TaskStatus = NB_WAIT;//更改为等待态return;//因为有超时case NB_WAIT:ATRec();//AT接收字符串的解析if(ATCmds[ATCurrentCmdNum].ATStatus == SUCCESS_REC)//判断接收状态是否成功{if(ATCurrentCmdNum == AT_CGPADDR)//判断当前指令是否为入网指令{NB_TaskStatus = NB_ACCESS;//如果是则状态设置为入网完成break;//跳转指令}else if(ATCurrentCmdNum == AT_NMGS)//判断当前指令是否为发送数据指令{NB_TaskStatus = NB_IDIE;//设置任务状态为空闲状态return;}else{ATCurrentCmdNum += 1;//如果不是入网指令,则当前指令加1ATNextCmdNum = ATCurrentCmdNum+1;//下一条指令在当前指令的基础上再加1NB_TaskStatus = NB_SEND;//设置为发送状态break;//跳转指令}}else if(CompareTime(&TimeNB))//判断发送指令之后接收是否超时{ATCmds[ATCurrentCmdNum].ATStatus = TIME_OUT;//改变当前指令的状态:设置超时if(CurrentRty > 0)//判断当前重发的次数是否大于零{CurrentRty--;ATNextCmdNum = ATCurrentCmdNum;//下一条指令等于当前指令NB_TaskStatus = NB_SEND;//改变任务状态为发送状态break;//跳转到发送状态的处理程序}else//否则重发次数已经达到最高的重发次数限制{NB_Init();//NB初始化,函数具体实现见下方return;}}return;case NB_ACCESS://如果是入网完成的状态LedOn(LED_NET);//打开入网完成的指示灯ATCurrentCmdNum = AT_NMGS;//当前指令设置为发送数据的指令ATNextCmdNum = AT_IDIE;//下一条指令设置为空闲指令NB_TaskStatus = NB_SEND;//任务状态设置为发送状态SetTime(&TimeNBSendData,10000);//发送指令超时设置break;//跳转到发送状态default:return;}}}void NB_Init(void)//NB初始化{NB_TaskStatus = NB_SEND;//任务状态设置为发送状态ATCurrentCmdNum = AT_CFUN0;//当前指令设置为第一条指令ATNextCmdNum = AT_CGSN;//下一条指令设置为第二条指令}