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知识分享:Air780E软件之UDP应用示例

时间:2024-11-08 08:51:02浏览次数:1  
标签:UDP 数据线 示例 UART TCP 串口 Air780E 连接

一、UDP概述

UDP(用户数据报协议,UserDatagramProtocol)是一种无连接的、不可靠的传输层协议,主要用于实现网络中的快速通讯。以下是UDP通讯的主要特点:

1.1 无连接通讯:

UDP在发送数据之前不需要建立连接,这大大减少了通讯的延迟。发送方只需将数据包封装成UDP报文,并附上目的地址和端口号,即可直接发送。

UDP以报文为单位进行数据传输,每个报文都是独立的。这种面向报文的特性使得UDP能够保持数据的完整性,并且便于进行错误检测和处理。

1.2 高效性:

UDP的头部结构非常简单,只包含必要的字段,如源端口、目的端口、数据长度和校验和。这种简洁的头部设计使得UDP在处理数据包时更加高效,减少了网络延迟。

1.3 实时性:

UDP通讯具有较快的传输速度,适用于对实时性要求较高的应用场景,如视频通话、在线游戏等。在这些场景中,即使数据包偶尔丢失或延迟,也不会对整体功能产生严重影响。

1.4 不可靠传输:

UDP不保证数据包的顺序性、完整性和可靠性。数据包在传输过程中可能会丢失、重复或乱序到达。因此,UDP通讯需要应用层自行处理这些问题,如实现错误检测、数据重传等机制。

1.5 面向报文:

二、准备硬件环境

“古人云:‘工欲善其事,必先利其器。’在深入介绍本功能示例之前,我们首先需要确保以下硬件环境的准备工作已经完成。”

2.1 Air780E开发板

本demo使用的是Air780E核心板,如下图所示:

图片

此核心板的详细使用说明参考:
https://docs.openluat.com/air780e/product/

Air780E产品手册中的<<开发板Core_Air780E使用说明VX.X.X.pdf>>,写这篇文章时最新版本的使用说明为:开发板Core_Air780E使用说明V1.0.5.pdf;核心板使用过程中遇到任何问题,可以直接参考这份使用说明pdf文档。

2.2 SIM卡

请准备一张可正常上网的SIM卡,该卡可以是物联网卡或您的个人手机卡。

特别提醒:请确保SIM卡未欠费且网络功能正常,以便顺利进行后续操作。

2.3 PC电脑

请准备一台配备USB接口且能够正常上网的电脑。

2.4 数据通信线

请准备一根用于连接Air780E开发板和PC电脑的数据线,该数据线将实现业务逻辑的控制与交互。您有两种选择:

  • USB数据线(其一端为Type-C接口,用于连接Air780E开发板)。通常,这种数据线的外观如下示意图所示:

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普通的手机USB数据线一般都可以直接使用;

  • 数据线是USB转TTL串口线。通常,这种数据线的外观如下示意图所示:

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在本教程中,我们将采用以下数据线配置进行测试和数据查看:

  • 第一种:USB数据线:此数据线不仅用于为测试板供电,还用于查看数据日志。其一端为Type-C接口,连接Air780E开发板;另一端为标准USB接口,连接PC电脑。

  • 第二种:USB转TTL串口线:此数据线主要用于UDP-UART数据的查看。其一端为USB接口,连接PC电脑;另一端为TTL串口接口,连接Air780E开发板,以便进行串口通信和数据传输。

2.5 组装硬件环境

2.5.1 请按照SIM卡槽上的指示方向正确插入SIM卡,务必确保插入方向正确,避免插反导致损坏!

通常,插入SIM卡的步骤如下:

  • 将SIM卡的金属接触面朝下,对准卡槽的开口。

  • 用力平稳地将SIM卡推入卡槽,直至听到“咔嚓”一声,表示SIM卡已正确安装到位。

图片图片

2.5.2 USB数据线,连接电脑和Air780E开发板,如下图所示:

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三、准备软件环境

“凡事预则立,不预则废。”在详细阐述本功能示例之前,我们需先精心筹备好以下软件环境。

3.1 Luatools工具

要想烧录AT固件到4G模组中,需要用到合宙的强大的调试工具:Luatools;

Luatools工具集具备以下几大核心功能:

  • 一键获取最新固件:自动连接合宙服务器,轻松下载最新的合宙模组固件。

  • 固件与脚本烧录:便捷地将固件及脚本文件烧录至目标模组中。

  • 串口日志管理:实时查看模组通过串口输出的日志信息,并支持保存功能。

  • 串口调试助手:提供简洁的串口调试界面,满足基本的串口通信测试需求。

Luatools下载之后,无需安装,解压到你的硬盘,点击Luatools_v3.exe运行,出现如下界面,就代表Luatools安装成功了:

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3.2 烧录代码

首先要说明一点:脚本代码,要和固件的LuatOS-SoC_V1112_EC618_FULL.soc文件一起烧录。

整体压缩文件:内含有文件一:Core固件和文件二:UDP-UART脚本文件,如图所示。

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3.2.1 压缩文件:完整文件包

3.2.2 压缩包内部文件

文件一:Core固件

文件二:UDP-UART脚本文件

3.2.3 找到烧录的固件文件

官网下载,底层core下载地址:LuatOS底层core注:本demo使用如图所示固件

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3.2.4 正确连接电脑和4G模组电路板

使用带有数据通信功能的数据线,不要使用仅有充电功能的数据线;

3.2.5 识别4G模组的boot引脚

在下载之前,要用模组的boot引脚触发下载,也就是说,要把4G模组的boot引脚拉到1.8v,或者直接把boot引脚和VDD_EXT引脚相连。我们要在按下BOOT按键时让模块开机,就可以进入下载模式了。

具体到Air780E开发板,

  • 当我们模块没开机时,按着BOOT键然后长按POW开机。

  • 当我们模块开机时,按着BOOT键然后点按重启键即可。

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3.2.6 识别电脑的正确端口

判断是否进入BOOT模式:-模块上电,此时在电脑的设备管理器中,查看串口设备,如下图:

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-进入boot下载模式,如下图所示:

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-这时候,硬件连接上就绪状态,恭喜你,可以进行烧录了!

3.2.7 新建项目

首先,确保你的Luatools的版本大于或者等于3.0.6版本.

在Luatools的左上角上有版本显示的,如图所示:

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Luatools版本没问题的话,就点击Luatools右上角的“项目管理测试”按钮,如下图所示:

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这时会弹出项目管理和烧录管理的对话框,如下图:

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3.2.8 开始烧录

选择780E板子对应的底层core和刚改的main.lua脚本文件。下载到板子中。

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点击下载后,我们需要进入boot模式才能正常下载。

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3.3 合宙TCP/UDPweb测试工具

为了方便测试,合宙提供了免费的不可商用的TCP/UDPweb测试工具:合宙TCP/UDPweb工具(luatos.com)

详细使用说明参考:合宙TCP/UDPweb测试工具使用说明。

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3.4 PC端串口工具

LLCOM的下载链接:LLCOM,详细使用说明可以直接参考下载网站。

  • 串口接线方式:Air780提供三个Uart.

MAIN_UART:通用串口,可用于AT命令和数据传输最大波特率921600bps,默认波特率自适应9600-115200bps支持硬件流控(RTS/CTS)

AUX_UART:通用串口

DBG_UART:用于输出调试信息

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注意:

  • 以上PinOut图示,对应的V1.8的开发板,版本号在板子丝印上可查阅。

  • V1.4的开发板,由于LCD脚有差异,图示的LCD_RS/LCD_CLK实际位于开发板管脚编号06/05的UART2/AUX_UART脚,不在编号11/14脚。

  • V1.8的开发板17脚改为VBAT.

3.4.1 LLCOM工具设置:初始配置

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3.4.2 数据发送前的配置

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四、UDP-UART透传功能实现的概述

本文教你怎么使用luatos脚本语言,就可以让合宙4G模组连接上一个UDP服务器,并且模组和服务器之间实现数据的双向传输!

4.1 本教程实现的功能定义

  • 通过网页端启动一个UDP服务器;

  • 4G模组插卡开机后,连接上UDP服务器;

  • 4G模组向UDP服务器发送"UDPCONNECT",服务器可以收到数据并且在网页端显示;

  • UDP服务器网页端向4G模组发送datafromUDPserver,4G模组可以收到数据并且通过串口输出显示;

4.2 文章内容引用

  • 780E开发板软硬件资料

  • 以上接口函数不做详细介绍,可通过此链接查看具体介绍:socket-网络接口-LuatOS文档

4.3 核心脚本代码详解

4.3.1 串口初始化

本文示例:串口使用MAIN_UART(uart1)

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4.3.2 数据接收回调:搭建响应桥梁

这里使用uart.rx接口,和以zbuff的方式存储从uart1外部串口收到的数据--收取数据会触发回调,这里的"receive"是固定值不要修改。

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4.3.3 UDP网络配置:铺就数据通道

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4.3.4 UDP至串口透传:数据无缝流转

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4.3.5 串口至UDP反透传:信息双向传递

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4.4 成果演示与深度解析:视频+图文全面展示

4.4.1 成果运行精彩呈现

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4.4.2 完整实例深度剖析

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五、总结

UDP-UART汇总:

  • UDP(用户数据报协议)是一种无连接的传输层协议,它提供不可靠的服务,不保证数据包的顺序、完整性或正确性,但具有较低的时延和开销。UDP常用于需要快速传输且对丢包不太敏感的应用,如实时音视频、在线游戏等。

  • UART(通用异步收发传输器)是一种串行通信协议,用于在计算机和其他设备之间传输数据。UART通信是异步的,意味着每个数据包的发送和接收是独立的,不需要时钟信号来同步。UART通信通常用于低速设备之间的连接,如微控制器、传感器等。

  • 将UDP与UART结合起来,通常是在嵌入式系统或物联网(IoT)应用中,需要将设备上的数据通过网络传输到远程服务器或其他设备时。在这种情况下,UART可能用于设备内部的串行通信,而UDP则用于设备之间的网络通信。例如,一个基于微控制器的设备可能通过UART接口收集传感器数据,然后通过UDP协议将这些数据发送到远程服务器进行分析或存储。

  • 需要注意的是,UDP和UART是不同层次的协议,UDP位于传输层,而UART位于物理层和数据链路层(在某些上下文中,可能被视为一种简单的通信接口)。它们各自在其层次上发挥作用,但可以在某些应用场景中结合使用以实现设备到网络的通信。

六、常见问题

6.1 UDP是否支持单向/双向认证?

UDP本身不直接支持单向或双向认证。UDP是一种无连接的协议,主要用于实时应用,如IP电话和视频会议,它不保证数据的可靠交付。虽然UDP本身不提供认证功能,但可以在应用层或通过网络设备实现用户认证。这种认证可以在连接建立的起始阶段进行,并且可以通过多种方式实现,包括单向认证(如客户端向服务器提供认证信息)和双向认证(双方相互验证身份)。具体实现方式取决于应用场景和需求。

七、扩展

7.1 关于TCP和UDP

TCP(TransmissionControlProtocol,传输控制协议)和UDP(UserDatagramProtocol,用户数据报协议)都是网络层之上的传输层协议,它们在网络通讯中扮演着重要的角色,但有着显著的区别。以下是TCP和UDP的简化对比:

7.2 连接性:

  • TCP:面向连接。在数据传输之前,需要先建立连接(三次握手),确保数据传输的可靠性。

  • UDP:无连接。数据传输前不需要建立连接,直接发送数据包。

7.3 可靠性:

  • TCP:提供可靠的传输服务。通过确认应答、超时重传、错误校验等机制,确保数据按顺序、无错误地传输。

  • UDP:不保证数据的可靠性。数据包可能会丢失、重复或乱序到达。

7.4 速度:

  • TCP:由于需要建立连接和进行各种可靠性检查,TCP的传输速度相对较慢。

  • UDP:没有连接建立和可靠性检查的开销,UDP的传输速度通常更快。

7.5 应用场景:

  • TCP:适用于需要可靠传输的应用场景,如网页浏览、文件传输等。

  • UDP:适用于对实时性要求较高、但对数据可靠性要求不高的应用场景,如视频流、音频流、在线游戏等。

7.6 流量控制:

  • TCP:具有流量控制和拥塞控制机制,能够根据网络状况调整数据传输速率。

  • UDP:没有流量控制和拥塞控制机制,数据发送速率完全取决于应用程序。

7.7 头部开销:

  • TCP:头部开销较大,包含源端口、目的端口、序列号、确认号、窗口大小等多个字段。

  • UDP:头部开销较小,仅包含源端口、目的端口、长度和校验和等字段。

标签:UDP,数据线,示例,UART,TCP,串口,Air780E,连接
From: https://www.cnblogs.com/luatos/p/18534350

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