端云互通组件-CoAP/LwM2M开发指南 - （参考）端云互通组件无线接入实例 - 《华为 LiteOS SDK端云互通组件Coap开发指南》

（参考）端云互通组件无线接入实例

（参考）端云互通组件无线接入实例

无线接入介绍

无线的接入方式包括WIFI、GSM、NB-IoT、Zigbee、蓝牙等，本文主要讲解WIFI和GSM（GPRS）的接入方式。对物联网开发者来说，WIFI或者GSM一般都是一个单独的模块，运行在MCU上的LiteOS SDK端云互通组件需要使用WIFI或者GSM提供的网络服务时，需要通过串口AT指令就可以了，如下图所示，ESP8266是乐鑫的WIFI模组，SIM900A是SIMCom芯讯通推出的GSM/GPRS模组。

图 1 Huawei LiteOS SDK端云互通组件无线接入方案示意图

AT 即Attention，AT指令集是从终端设备 (Terminal Equipment，TE)或者数据终端设备 (Data Terminal Equipment，DTE)向终端适配器(Terminal Adapter， TA)或数据电路终端设备 (Data Circuit Terminal Equipment，DCE)发送的。通过TA，TE发送AT指令来控制移动台(Mobile Station，MS)的功能，与GSM 网络业务进行交互。用户可以通过AT指令进行呼叫、短信、电话本、数据业务、传真等方面的控制。

AT框架介绍

不论使用ESP8266还是SIM900A，都可以使用AT+UART方式接入，主要的差别在于具体的AT指令，但很多情况下都是类似的，LiteOS SDK端云互通组件提供了一种AT框架，也可以称之为AT模板，方便用户移植不同串口通信模块（需要支持TCP/IP协议栈），AT框架的方案如下图所示。

图 1 AT框架方案结构图

结构图中AT Socket用于适配Atiny Socket接口，类似posix socket，AT Send用于调用at_cmd发送AT命令，AT Recv用于AT Analyse Task，通过LiteOS消息队列Post消息到用户接收任务。AT Analyse Task的主要功能是解析来自串口的消息，包括用户数据和命令的响应，串口USART主要是在中断或者DMA模式下接收数据，AT API Register是提供设备模块注册的API函数。

结构图中深蓝色的部分是AT框架公共部分代码，开发者不需要修改；浅蓝色的部分是设备相关代码，开发者需要编写相应的设备代码，根据at_api.h文件的定义，开发者只要实现以下函数接口即可：

typedef struct { 
     int32_t  (*init)(void);  /*初始化，初始化串口、IP网络等*/ 
     int8_t (*get_localmac)(int8_t *mac);/*获取本地MAC*/ 
     int8_t (*get_localip)(int8_t *ip, int8_t * gw, int8_t * mask);/*获取本地IP*/ 
     /*建立TCP或者UDP连接*/ 
     int32_t  (*connect)(const int8_t * host, const int8_t *port, int32_t proto); 
     /*发送，当命令发送后，如果超过一定的时间没收到应答，要返回错误*/ 
     int32_t  (*send)(int32_t id , const uint8_t  *buf, uint32_t len); 
     int32_t  (*recv_timeout)(int32_t id , int8_t  *buf, uint32_t len, int32_t timeout); 
     int32_t  (*recv)(int32_t id , int8_t  *buf, uint32_t len); 
     int32_t  (*close)(int32_t id);/*关闭连接*/ 
     int32_t  (*recv_cb)(int32_t id);/*收到各种事件处理，暂不实现 */ 
     int32_t  (*deinit)(void); 
 }at_adaptor_api;

at_api.h位于 LiteOS/include/at_frame。

移植WIFI模块-ESP8266

上一小节中，本文对AT框架进行了简单的介绍。其中需要开发者实现at_api_interface.h中所定义的接口，之后通过AT API Register进行注册，供上层的Agent Socket调用。本节给出WIFI模块ESP8266的具体例子，帮助开发者进行移植。

STM32F429开发板上连接ESP8266 串口wifi模块，如下图所示：

首先在设备文件esp8266.c定义API结构体。

at_adaptor_api at_interface = {   
     .init = esp8266_init,      
     .get_localmac = esp8266_get_localmac, /*get local MAC*/  
     .get_localip = esp8266_get_localip,/*get local IP*/  
     /*build TCP or UDP connection*/  
     .connect = esp8266_connect,  
     .send = esp8266_send,  
     .recv_timeout = esp8266_recv_timeout,  
     .recv = esp8266_recv,  
     .close = esp8266_close,/*close connection*/  
     .recv_cb = esp8266_recv_cb,/* operation for events, not implements yet */  
     .deinit = esp8266_deinit,  
};

esp8266.c位于 LiteOS/components/net/at_device/wifi_esp8266

在main.c文件中，代码如下：

#elif defined(WITH_AT_FRAMEWORK) && (defined(USE_ESP8266) || defined(USE_SIM900A)) 
     extern at_adaptor_api at_interface; 
     at_api_register(&at_interface); //注册开发者定义的接口
     agent_tiny_entry();
 #endif

main.c位于 LiteOS/targets/Cloud_STM32F429IGTx_FIRE/Src。

确保打开了编译宏。

图 1 全局宏包含WITH_AT_FRAMEWORK和USE_ESP8266
在esp8266.c实现具体设备API接口。

例如demo例程初始化如下：

    int32_t esp8266_init() 
     {
          at.init(); 
          at.oob_register(AT_DATAF_PREFIX, strlen(AT_DATAF_PREFIX), esp8266_data_handler); 
      #ifdef     USE_USARTRX_DMA   HAL_UART_Receive_DMA(&at_usart,&at.recv_buf[at_user_conf.user_buf_len*0],at_user_conf.user_buf_len); 
     #endif 
         esp8266_reset();   
         esp8266_echo_off(); 
         esp8266_choose_net_mode(STA); 
         while(AT_FAILED == esp8266_joinap(WIFI_SSID, WIFI_PASSWD)) 
         { 
            AT_LOG("connect ap failed, repeat..."); 
         }; 
        esp8266_set_mux_mode(at.mux_mode); 
         static int8_t ip[32]; 
         static int8_t gw[32]; 
         static int8_t mac[32]; 
         esp8266_get_localip(ip, gw, NULL); 
         esp8266_get_localmac(mac); 
         AT_LOG("get ip:%s, gw:%s mac:%s", ip, gw, mac); 
         return AT_OK; 
     }

其它几个接口参考esp8266.c即可，而ESP8266模块AT命令定义的宏在esp8266.h，具体含义可以查看ESP8266官方手册，另外用户需要在esp8266.h中修改自己连接的wifi的ssid和密码。
```
#define AT_CMD_RST              "AT+RST"  
#define AT_CMD_ECHO_OFF         "ATE0"  
#define AT_CMD_CWMODE           "AT+CWMODE_CUR"  
#define AT_CMD_JOINAP           "AT+CWJAP_CUR"  
#define AT_CMD_MUX              "AT+CIPMUX"  
#define AT_CMD_CONN             "AT+CIPSTART"  
#define AT_CMD_SEND             "AT+CIPSEND"  
#define AT_CMD_CLOSE            "AT+CIPCLOSE"  
#define AT_CMD_CHECK_IP         "AT+CIPSTA_CUR?"  
#define AT_CMD_CHECK_MAC        "AT+CIPSTAMAC_CUR?"
```
esp8266.h位于 LiteOS/components/net/at\_device/wifi\_esp8266。

移植GSM模块-SIM900A

与ESP8266非常类似，只不过具体AT命令有稍微差异。

STM32F429开发板上连接SIM900A串口GSM模块，如下图所示

在设备文件sim900a.c定义API结构体。

at_adaptor_api at_interface = {  
    .init = sim900a_ini,  
    /*TCP or UDP connect*/  
    .connect = sim900a_connect,  
    /*send data, if no response, retrun error*/  
    .send = sim900a_send,  
    .recv_timeout = sim900a_recv_timeout,  
    .recv = sim900a_recv,  
    .close = sim900a_close,/*close connect*/  
    .recv_cb = sim900a_recv_cb,/*receive event handle, no available by now */  
.deinit = sim900a_deinit,  
};

sim900a.c位于 LiteOS/components/net/at_device/gprs_sim900a。

在main.c文件中，代码如下：

#elif defined(WITH_AT_FRAMEWORK) && (defined(USE_ESP8266) || defined(USE_SIM900A))  
     extern at_adaptor_api at_interface;  
     at_api_register(&at_interface);  
     agent_tiny_entry();  
#endif

确保打开了编译宏

图 1 全局宏包含WITH_AT_FRAMEWORK和USE_SIM900A

在sim900a.c实现具体设备API接口。

例如demo例程发送和接收函数如下：

int32_t  sim900a_recv_timeout(int32_t id, int8_t * buf, uint32_t len, int32_t timeout)  
{  
    uint32_t qlen = sizeof(QUEUE_BUFF);  
    QUEUE_BUFF  qbuf = {0, NULL};  
    printf("****at.linkid[id].qid=%d***\n",at.linkid[id].qid);  
    int ret = LOS_QueueReadCopy(at.linkid[id].qid, &qbuf, &qlen, timeout);  
    AT_LOG("ret = %x, len = %d, id = %d", ret, qbuf.len, id);  
    if (qbuf.len){  
        memcpy(buf, qbuf.addr, qbuf.len);  
        atiny_free(qbuf.addr);  
    }  
    return qbuf.len;  
}  
int32_t sim900a_send(int32_t id , const uint8_t  *buf, uint32_t len)  
{  
    int32_t ret = -1;  
    char cmd[64] = {0};  
    if (AT_MUXMODE_SINGLE == at.mux_mode)  
    {  
        snprintf(cmd, 64, "%s=%d", AT_CMD_SEND, len);  
    }  
    else  
    {  
        snprintf(cmd, 64, "%s=%d,%d", AT_CMD_SEND, id, len);  
    }  
    ret = at.write((int8_t *)cmd, "SEND OK", (int8_t*)buf, len);  
    return ret;  
}

而SIM900A模块AT命令定义的宏在sim900a.h定义如下，具体含义可以查看SIM900A官方手册。

#define AT_CMD_AT           "AT" 
 #define AT_CMD_CPIN         "AT+CPIN?"//check sim card 
 #define AT_CMD_COPS         "AT+COPS?"//check register network 
 #define AT_CMD_CLOSE        "AT+CIPCLOSE" 
 #define AT_CMD_SHUT         "AT+CIPSHUT" 
 #define AT_CMD_ECHO_OFF     "ATE0" 
 #define AT_CMD_ECHO_ON      "ATE1" 
 #define AT_CMD_MUX          "AT+CIPMUX" 
 #define AT_CMD_CLASS        "AT+CGCLASS"//set MS type 
 #define AT_CMD_PDP_CONT     "AT+CGDCONT"//configure pdp context
#define  AT_CMD_PDP_ATT        "AT+CGATT"//pdp attach network
 #define AT_CMD_PDP_ACT      "AT+CGACT"//active pdp context 
 #define AT_CMD_CSTT         "AT+CSTT"//start task 
 #define AT_CMD_CIICR        "AT+CIICR"//start gprs connect 
 #define AT_CMD_CIFSR        "AT+CIFSR"//get local ip 
 #define AT_CMD_CIPHEAD      "AT+CIPHEAD" 
 #define AT_CMD_CONN         "AT+CIPSTART" 
 #define AT_CMD_SEND         "AT+CIPSEND" 
 #define AT_CMD_CLOSE        "AT+CIPCLOSE"

sim900a.h位于 LiteOS/components/net/at_device/gprs_sim900a。

注意事项

由于LiteOS SDK端云互通组件的发送和接收在同一个任务中，接收消息的接口不能一直是阻塞的，而必须使用带有超时机制的接收接口，即我们总是实现int32_t (\*recv_timeout)(int32_t id , int8_t \*buf, uint32_t len, int32_t timeout)这个接口，且接收超时时间目前是10秒（#define BIND_TIMEOUT (10)）。

如果用户设计的应用发送消息和接收消息在不同的任务中，那么可以使用阻塞接口int32_t (\*recv)(int32_t id , int8_t \*buf, uint32_t len)。