[问答]

如何在RT-Thread中利用标准BSD Socket API来开发网络应用

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 本文描述了如何在 RT-Thread 中利用标准 BSD Socket API 来开发网络应用。并给出了在正点原子 STM32F4 探索者开发板上运行 NTP（通过网络获取时间）和 MQTT（通过 MQTT 收发数据）的代码示例。 0
2021-3-30 06:26:31　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × ss 该类别下有 100 个回答。邀请回答 chunhuahua 该类别下有 55 个回答。邀请回答而无返还该类别下有 47 个回答。邀请回答王尚岱该类别下有 45 个回答。邀请回答最强海贼王该类别下有 45 个回答。邀请回答河神大人该类别下有 43 个回答。邀请回答万航渡路该类别下有 40 个回答。邀请回答 nhcp 该类别下有 40 个回答。邀请回答 wonick 该类别下有 39 个回答。邀请回答青sky 该类别下有 38 个回答。邀请回答 mintsy 该类别下有 38 个回答。邀请回答熊本熊该类别下有 37 个回答。邀请回答其实znvm 该类别下有 36 个回答。邀请回答 zhongnian 该类别下有 36 个回答。邀请回答 h1654155272.9717 该类别下有 36 个回答。邀请回答小野七七该类别下有 35 个回答。邀请回答糖栗子该类别下有 35 个回答。邀请回答 juju宇哥该类别下有 34 个回答。邀请回答星星公交站该类别下有 33 个回答。邀请回答梅利号该类别下有 33 个回答。邀请回答举报俞舟群相关推荐 • 如何更好地使用RT-Thread AT组件？ 3163 • 介绍RT-Thread AT组件的基本知识和AT客户端的使用方法 3238 • 使用QEMU运行RT-Thread多线程非阻塞网络编程 2416 • 请问RT-Thread能否支持socket的select非阻塞模式呢 1710 • 怎么在 RT-Thread Studio 上使用 RT-Thread Nano 4314 • 如何在rt-thread的env环境中配置C++11？ 2106 • 如何在RT-Thread Studio开发环境下使用nrf24L01软件包？ 1781 • RT-Thread socket编程无法建立TCP连接是何原因 5012 • 如何在RT-Thread上配置GPIO口？ 1321 • 怎么使用Eclipse开发RT-Thread？ 3959 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 简介越来越多的单片机需要接入以太网来收发数据，市面上也有非常多的接入方案，可以用单片机加自带硬件协议栈的 PHY 芯片来接入网络，也可以单片机跑软件协议栈加 PHY 芯片来接入网络，不同的接入方案需要调用不同的 API，降低了上层应用的可移植性。为了方便用户开发网络应用，RT-Thread 中引入了网络框架。并提供标准 BSD Socket API 用于开发网络应用，同时，RT-Thread 还提供了数量丰富的网络组件包，方便用户快速开发自己的应用。本文准备资料如下： RT-Thread 源码 Env 工具一块能上网的开发板, 这里以正点原子 STM32F4 探索者开发板为例移植好网络底层驱动，驱动移植可以参考网络协议栈驱动移植笔记网络调试工具主要调试命令这里介绍下 RT-Thread 提供的三个网络信息查看命令，在 shell 中输入命令即可很方便的查看网络连接状况，方便用户进行调试。 ifconfig ifconfig 可以打印出板子现在的网络连接状态，IP 地址，网关地址，dns 等信息。 netstate netstate 可以打印出板子所有的 TCP / IP 连接信息 dns dns 命令可以打印出现在使用的 dns 服务器地址。 dns [dns_num] 命令可以手动设置 dns 服务器地址。硬件连接准备工程默认启用了 DHCP 功能，需要有 DHCP 服务器来分配 IP 地址，常见的连接拓展如图：注：如果没有方便的实际环境，也可以先通过 ENV 配置固定 IP，然后用网线直接连接到调试用的电脑。电脑和开发板需要设置同网段的 IP 地址。配置静态 IP 如下： -> RT-Thread Components -> Network -> light weight TCP/IP stack -> Enable lwIP stack -> Static IPv4 Address ENV 配置 RT-Thread 可以很方便的通过 ENV 来配置和生成工程打开板载外设 ethernet，选中之后， LWIP 也将自动被开启：打开 SAL 层，并打开 BSD socket: 此时 net device 也将自动被打开：文件系统也将自动被打开（fd 的管理在文件系统中，所以需要文件系统）：基础应用：tcp client，udp client。在软件包中开启基础示例代码 tcp client 与 udp client。 -> RT-Thread online packages -> miscellaneous packages -> samples: kernel and components samples -> a network_samples package for rt-thread 高级应用 1：MQTT。在软件包中开启高级应用软件包： -> RT-Thread online packages -> IoT - internet of things -> Paho MQTT: Eclipse Paho MQTT C/C++ client for Embedded platforms选中 MQTT 示例代码：高级应用 2：NTP。在软件包中开启高级应用软件包： -> RT-Thread online packages -> IoT - internet of things -> netutils: Networking utilities for RT-Thread 按 ESC 退出配置界面。在 Env 命令行中输入 pkgs --update 下载软件包。在 Env 命令行中输入 scons --target=mdk5 -s 生成 mdk5 工程。打开工程，编译，下载代码。网络测试将 Env 生成的工程编译后下载到板子上，可以看到网口的两盏灯会亮起，一盏会闪烁，说明 PHY 已经正常初始化了。在 shell 中输入 ifconfig 可以打印板子的网络状态，正常获取到 ip 即表示网络驱动正常，准备工作完成。基础应用示例在实际应用中，单片机一般作为客户端去和服务器进行数据交换，在这里，以 tcp client 和 udp client 为例进行讲解。 tcpclient 示例这个例程展示了如何创建一个 TCP 客户端，跟远端服务器进行通信。在 shell 中输入 tcpclient URL PORT 来连接服务器，程序接收并显示从服务端发送过来的信息，接收到开头是'q' 或'Q' 的信息则退出程序。源码解析如下所示： void tcpclient(int argc, char *argv){ int ret; char recv_data; struct hostent host; int sock, bytes_received; struct sockaddr_in server_addr; const char url; int port; /* 接收到的参数小于 3 个 / if (argc < 3) { rt_kprintf("Usage: tcpclient URL PORT/n"); rt_kprintf("Like: tcpclient 192.168.12.44 5000/n"); return ; } url = argv[1]; port = strtoul(argv[2], 0, 10); / 通过函数入口参数 url 获得 host 地址（如果是域名，会做域名解析） / host = gethostbyname(url); / 分配用于存放接收数据的缓冲 / recv_data = rt_malloc(BUFSZ); if (recv_data == RT_NULL) { rt_kprintf("No memory/n"); return; } / 创建一个 socket，类型是 SOCKET_STREAM，TCP 类型 / if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { / 创建 socket 失败 / rt_kprintf("Socket error/n"); / 释放接收缓冲 / rt_free(recv_data); return; } / 初始化预连接的服务端地址 / server_addr.sin_family = AF_INET; server_addr.sin_port = htons(port); server_addr.sin_addr = ((struct in_addr )host->h_addr); rt_memset(&(server_addr.sin_zero), 0, sizeof(server_addr.sin_zero)); / 连接到服务端 / if (connect(sock, (struct sockaddr )&server_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1) { /* 连接失败 / rt_kprintf("Connect fail!/n"); closesocket(sock); / 释放接收缓冲 / rt_free(recv_data); return; } while (1) { / 从 sock 连接中接收最大 BUFSZ - 1 字节数据 / bytes_received = recv(sock, recv_data, BUFSZ - 1, 0); if (bytes_received < 0) { / 接收失败，关闭这个连接 / closesocket(sock); rt_kprintf("/nreceived error,close the socket./r/n"); / 释放接收缓冲 / rt_free(recv_data); break; } else if (bytes_received == 0) { / 打印 recv 函数返回值为 0 的警告信息 / rt_kprintf("/nReceived warning,recv function return 0./r/n"); continue; } / 有接收到数据，把末端清零 / recv_data[bytes_received] = '/0'; if (strncmp(recv_data, "q", 1) == 0 \|\| strncmp(recv_data, "Q", 1) == 0) { / 如果是首字母是 q 或 Q，关闭这个连接 / closesocket(sock); rt_kprintf("/n got a'q'or'Q',close the socket./r/n"); / 释放接收缓冲 / rt_free(recv_data); break; } else { / 在控制终端显示收到的数据 / rt_kprintf("/nReceived data = %s", recv_data); } / 发送数据到 sock 连接 / ret = send(sock, send_data, strlen(send_data), 0); if (ret < 0) { / 接收失败，关闭这个连接 / closesocket(sock); rt_kprintf("/nsend error,close the socket./r/n"); rt_free(recv_data); break; } else if (ret == 0) { / 打印 send 函数返回值为 0 的警告信息 / rt_kprintf("/n Send warning,send function return 0./r/n"); } } return;}用网络调试工具在电脑上搭建一个 TCP 服务器，记录下打开的端口在 shell 中输入 tcpclient PC 的 IP 地址刚才记录下的端口号 msh />tcpclient 192.168.12.45 5000利用服务器发送 Hello RT-Thread! ，shell 中会显示收到的信息服务器会收到 This is TCP Client from RT-Thread. 的消息 udpclient 示例这个例程展示了如何创建一个 UDP 客户端，给远端服务器发送数据。在 shell 中输入 udpclient URL PORT 来连接服务器。程序会给服务端发送信息（默认 10 条）。源码解析如下所示： void udpclient(int argc, char argv){ int sock, port, count; struct hostent host; struct sockaddr_in server_addr; const char url; / 接收到的参数小于 3 个 / if (argc < 3) { rt_kprintf("Usage: udpclient URL PORT [COUNT = 10]/n"); rt_kprintf("Like: tcpclient 192.168.12.44 5000/n"); return ; } url = argv[1]; port = strtoul(argv[2], 0, 10); if (argc> 3) count = strtoul(argv[3], 0, 10); else count = 10; / 通过函数入口参数 url 获得 host 地址（如果是域名，会做域名解析） / host = (struct hostent ) gethostbyname(url); /* 创建一个 socket，类型是 SOCK_DGRAM，UDP 类型 / if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) { rt_kprintf("Socket error/n"); return; } / 初始化预连接的服务端地址 / server_addr.sin_family = AF_INET; server_addr.sin_port = htons(port); server_addr.sin_addr = ((struct in_addr )host->h_addr); rt_memset(&(server_addr.sin_zero), 0, sizeof(server_addr.sin_zero)); / 总计发送 count 次数据 / while (count) { / 发送数据到服务远端 / sendto(sock, send_data, strlen(send_data), 0, (struct sockaddr )&server_addr, sizeof(struct sockaddr)); /* 线程休眠一段时间 / rt_thread_delay(50); / 计数值减一 / count --; } / 关闭这个 socket */ closesocket(sock);}用网络调试工具在电脑上搭建一个 UDP 服务器，记录下打开的端口在 shell 中输入 udpclient PC 的 IP 地址刚才记录下的端口号 udpclient 192.168.12.45 1001服务器会收到 10 条 This is UDP Client from RT-Thread. 的消息高级应用示例为了方便网络应用开发，RT-Thread 提供了丰富的网络组件包，例如：netutils 网络小工具集，webclient，cJSON，paho-mqtt 等等，用户可以根据需求直接在 Env 中使能即可使用各个组件包，省去了自己移植的过程，加速网络应用开发。我们这里以 netutils 网络小工具集中的 NTP（时间同步）小工具和 paho-mqtt 为例进行讲解 NTP NTP(Network Time Protocol) 是网络时间协议，它是用来同步网络中各个计算机时间的协议。 RT-Thread 实现了 NTP 客户端，可以通过网络获取本地时间，并同步板子的 RTC 时间。 ENV 的配置参考前面准备工作章节的 ENV 配置。在 msh 中输入 ntp_sync 即可从默认的 NTP 服务器 (cn.ntp.org.cn) 获取本地时间，默认时区为东八时区 msh />ntp_sync如果输入 ntp_sync 后提示超时或者连接失败，可以在 ntp_sync 后面输入 NTP 服务器地址，程序将从新的服务器获取时间。 msh />ntp_sync edu.ntp.org.cn MQTT Paho MQTT 是 Eclipse 实现的 MQTT 协议的客户端，本软件包是在 Eclipse paho-mqtt 源码包的基础上设计的一套 MQTT 客户端程序。 MQTT 使用发布 / 订阅消息模式，发送消息时要指定发给哪个主题名（Topic Name），接收消息前要订阅一个主题名，然后才能接收到发送给这个主题名的消息内容。 RT-Thread MQTT 客户端功能特点：断线自动重连 pipe 模型，非阻塞 API 事件回调机制 TLS 加密传输 ENV 的配置参考前面准备工作章节的 ENV 配置在 msh 中输入 mqtt_start 命令, 客户端会自动连接服务器，并订阅 /mqtt/test 主题 msh />mqtt_start通过 mqtt_publish 命令可以发送消息给所有订阅了 /mqtt/test 的客户端，我们利用 mqtt_publish 发送 RT-Thread! msh />mqtt_publish RT-Thread!由于我们之前订阅了 /mqtt/test 主题，shell 很快会显示服务器发来的 RT-Thread! 消息。

2021-3-31 16:44:01 评论举报凌流浪