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    大彩串口屏4G应用- TCP单连接

    发布人:大彩科技发布日期:2021-10-21


    一、适合范围


    本文档适合大彩PM 4G系列串口屏产品使用。





    二、开发环境版本


    1. VisualTFT软件版本:V3.0.1.1112及以上的版本。

    版本查看:

    1) 打开VisualTFT软件启动页面如图2-1软件版本,右上角会显示的软件版本号;

    图2-1软件版本


    2) 打开VisualTFT,在软件右下角可以查看软件版本图2-2软件版本,最新版本可登录http://www.fattasng.com/进行下载。

    图2-2软件版本


    2. 串口屏硬件版本:M系列固件 >= V6.3.257.00。

    版本查看:

    1) 查看屏幕背面版本号贴纸;

    2) VisualTFT与屏幕联机成功后,右下角显示的版本号。





    三、概述


    例程中,介绍4G TCP单连接的应用。屏幕作为客户端,和服务器进行数据收发。

    服务器TCP测试工具:本例程中使用合宙提供的TCP 透传云 做测试验证。该测试平台IP固定为180.97.81.180,Demo中只需要更改端口号,在连接即可测试验证。

    注意UDP或多链接模式可参考《Luat 4G??锳T命令手册V4.2.2.pdf》即可

    该平台创建服务器必须在3分钟内连上,且长时间未交互,服务器会自动关闭。





    四、参考资料


     1  《LUA 脚本API V1.4》可通过以下链接下载物联型开发包获取:

    http:/www.fattasng.com/index.php?s=/List/index/cid/19.html

     2  《LUA基础学习》可通过以下链接下载物联型开发包获取:

    http:/www.fattasng.com/index.php?s=/List/index/cid/19.html

     3  LUA脚本初学者可以通过下面链接进行学习。

    http://www.runoob.com/lua/lua-arrays.html

     4  AT指令,可以通过下面子连接了解。

    http://www.openluat.com/Product/file/asr1802/Luat%204G??锳T命令手册V4.2.8.pdf

     5  合宙TCP测试平台。

    http://tcplab.openluat.com





    五、教程实现


    本文主要将以下2点进行说明:

    1. 准备工程素材;

    2. 配置串口屏工程;






    5.1 准备工程素材

    在实现例程前需要作以下3个准备:

    1. 硬件平台;

    2. 软件平台;

    3. UI素材;

    该例程使用大彩M系列7寸串口屏DC80480M070_1111_0T为验证开发平台。如图5-1所示;

    图5-1  M系列7寸串口屏

    其他尺寸串口屏均可借鉴此教程。


    5.1.2 软件平台

    使用大彩自主研发的上位机软件VisualTFT配置工程,登录http://www.fattasng.com/下载。如图5-2所示;

    图5-2 下载软件






    5.2 配置串口屏工程

    本文主要介绍以下2点:

    (1) 画面配置

    (2) LUA编辑


    5.2.1. 画面配置

    在画面ID0中,客户端、服务端和信号值/运营商3部分组成。

    客户端: 

    • 文本控件ID1:屏幕公网的IP
    • 文本控件2~3:分别服务器IP地址、端口号。
    • 按钮控件ID4:当输入端口号后,点击连接。屏幕向该服务器发起请求信息。

    服务器:

    • 文本控件ID7~9:当服务器下发数据时,将相关信息显示此处,依次为服务器的IP、端口、数据等

    4G信号和运营商:

    • 图标控件控件ID10作为信号显示、文本控件ID11用于显示运营商。

    画面配置如图5-3所示:

    注意:其他非关键控件不在一一介绍,下文不在累述

    图5-3 画面配置


    5.2.2. LUA编辑

    本例程中,屏幕上电执行初始化操作,如加载4G AT 指令的库、初始化4G???、定时获取运营商和信号值等。

    当用户点击图片下载的时,调用air_http_download()开始下载文件。在下载回调函数on_http_download_file_cb()里进行数据存储,显示下载信息等。若该文件单次下载不完,会多次回调on_http_download_file_cb()函数,直至下载完毕,如图5-4所示。

    图5-4 TCP连接

    1. 初始化

    调用系统函数on_init()执行代码如程序清单 1所示:

    程序清单 1初始化

    --[[*********************************************************************
    ** Function name:  on_init
    ** Descriptions :  系统初始化时,执行此回调函数。
    *********************************************************************--]]
    function on_init() 
        dofile('air724at.lua') --加载 http.lua 文件
        uart_set_baudrate3(115200) --设置与4G??橥ㄑ兜拇?的波特率为115200
    
        --设置4G库函数的命令发送函数,命令回调函数、调试信息打印函数
        air_set_callback(on_air_send_cb,on_air_resp_callback,on_air_log_cb)
        air_hw_int() --4G??槌跏蓟柚?
        --开启自动获取型号强度、时间、天气功能
        start_timer(timerId_Sig_Weather, 1000 , 0, 0)
    end
    
    --[[*********************************************************************
    ** Function name:  on_timer
    ** Descriptions :  定时器超时回到调函数。
    ** @ timer_id    :  定时器ID
    *********************************************************************--]]
    function on_timer(timer_id)
        on_air_timer(timer_id) --4G库函数的定时处理
    
        --定时获取信号强度
        if timer_id == timerId_Sig_Weather
        then
            --定时器计数,timer0_notify_cnt 每秒+1。
            timer0_notify_cnt = timer0_notify_cnt + 1 
            if timer0_notify_cnt%15 == 0
            then
                --每15s调用一次,更新信号值
                at_cops_csq()
                timer0_notify_cnt = 0 --标志位清空
            end
        end
    end
    
    --[[*********************************************************************
    ** Function name : at_cops_csq
    ** Descriptions  : 获取运营商信息、信号强度
    ** @return       : nil,无返回值
    *********************************************************************--]]
    function at_cops_csq()
        air_cmd_add('AT+COPS?','OK',1000) –获取运营商
        air_cmd_add('AT+CSQ'  ,'OK',1000) –获取信号
    end
    
    --[[*********************************************************************
    ** Function name:  on_air_resp_callback
    ** Descriptions :  4G???数据回调接口
    ** @key           :  屏幕向4G??榈姆⑺颓肭?
    ** @value        :  4G??榉祷氐氖?
    *********************************************************************--]]
    function on_air_resp_callback(key, value)
    
    --***********************************************************************
        --功能:    判断 key
        --          如果 key 为空,则退出函数。
        --          因为 key 为空时,下方 string.find( key , ) 是不正确的使用。
        --          以下key的处理必须不为空,
        --********************************************************************
        if key == nil 
        then
            return
        end
    
        ...... 
        --******************************************************************
        --条件:    4G初始化完成
        --功能:    使用使用AT指令获取信号强度和运营商。
        --调用函数:at_cops_csq()
        --函数功能:获取信号强度和运营商
        --调用函数:at_tcp_client_cofig()
        --函数功能:TCP配置
         *********************************************************************
        if string.find(key,'+SAPBR=1,1') ~= nil and string.find(value,'OK') ~= nil 
        then
            at_cops_csq()
            at_tcp_client_cofig()
        end
    
        --********************************************************************
        --条件:    4G??榉祷卦擞绦畔?
        --功能:   
        --********************************************************************
        if string.find(key,'+COPS') ~= nil and string.find(value,'+COPS') ~= nil
        then
            --****************************************************************
            --value    : +COPS: 0,2,"46000",7
            --要提取的值:46000
            --正则表达式: '+COPS:.*,.*,"(%d*)"'
            --****************************************************************
            local regular_e = '+COPS:.*,.*,"(%d*)"'--正则表达式
            --获取的值赋给 my_mobile_MCCMNC 
            local my_mobile_MCCMNC = string.match( value, regular_e )
            set_text( screen_main, 2, mobile_MCCMNC[my_mobile_MCCMNC])
        end
    
        --********************************************************************
        --条件:4G??榉祷匦藕徘慷刃畔?
        --功能: 
        --********************************************************************
        if string.find(key,'+CSQ')~=nil and string.find(value,'+CSQ')~=nil
        then
            --***************************************************************
            --value    : +CSQ: 15,99
            --要提取的值:15
            --正则表达式: '+CSQ: (.*),.*' 
            --****************************************************************
            local regular_e = '+CSQ: (.*),.*' --正则表达式
            local my_csq = tonumber(string.match(value,regular_e))
            if my_csq<=11 
            then
                set_value( screen_main, 1, 1) --设置信号图标显示第1帧 
            elseif my_csq>=12 and my_csq<=13 
            then
                set_value(screen_main, 1, 2) --设置信号图标显示第2帧 
            elseif my_csq>=14 and my_csq<=15 
            then
                set_value( screen_main, 1, 3) --设置信号图标显示第3帧 
            elseif my_csq>=16 
            then
                set_value( screen_main, 1, 4) --设置信号图标显示第4帧 
            end
        end
    end
    
    --[[**********************************************************************
    ** Function name: on_uart_recv_data3
    ** Descriptions : 接收串口3数据回调函数,连接4G???。
    **********************************************************************--]]
    function on_uart_recv_data3(packet)
        --4G AT指令库API
        on_air_recv_data(packet)
    end

    核心API函数

    1) dofile (filename)

    加载文件:本例程中加载4G AT 指令的库

    • filename:文件名

     

    2) uart_set_baudrate3(speed)

    设置串口3的波特率:串口3为屏幕和4G??橥ㄑ兜拇?/span>

    • speed:通讯的波特率

     

    3) on_air_recv_data(packet)

    串口接收4G??榈姆祷厥莸幕氐?。

    • packet:形参为表,字节数据

     

    4) air_set_callback (on_air_send_cb,on_air_resp_callback,on_air_log_cb)

    设置4G库里的回调函数。形参类型为函数,参数依次为命令发送函数,命令回调函数、调试信息打印函数,可自定义函数名。

    • on_air_send_cb:屏幕向4G模块发送回调函数
    • on_air_resp_callback:4G向屏幕返回数据回调函数
    • on_air_log_cb:用户调试信息回调函数调试

     

    5) air_hw_int()

    4G AT 指令的库函数,初始化4G???/span>

     

    6) at_cops_csq()

    自定义封装函数,获取运行商和信号值

     

    7) air_cmd_add(sendstr,ackstr,timeout,retry,callback)

    屏幕向4G??榉⑺虯T指令

    • sendstr:屏幕向4G??榉⑺虯T指令
    • ackstr:4G??橛Υ鹌聊坏那肭?/span>
    • timeou:应答超时
    • retry: 超时重发次数,可选
    • callback: 应答回调函数,可选

    注:如果没有设置超时重发次数,则超时时直接发送队列中的下一条指令。

     

    8) on_air_resp_callback(key, value)

    4G应答屏幕回调函数:屏幕发送AT指令,4G应答后均会回调该函数,初始化设置:air_set_callback(on_air_send_cb,on_air_resp_callback,on_air_log_cb)。

    • key:屏幕向4G??榉⑺颓肭蟮腁T指令
    • value:4G模块返回的数据

     

    相关AT指令:

    本例程中,涉及到获取4G??槌跏蓟?、运营商、信号值等AT交互指令回调的判断,在on_air_resp_callback(key, value)回调函数中,判断4G收发的相关AT指令,如下所示:

    1) 网络数据是否激活: 

    屏幕发送:AT+SAPBR=1,1。air_hw_int()函数里发送。

    屏幕接收:OK。on_air_resp_callback(key, value)函数里执行4G返回数据的判断。

     

    2)   获取运营商:

    屏幕发送:AT+COPS?。在at_cops_csq()函数了发送。

    屏幕接收:OK。on_air_resp_callback(key, value)函数里执行4G返回数据的判断。

     

    3)  获取信号值:

    屏幕发送:AT+CSQ。在at_cops_csq()函数了发送。

    屏幕接收:OK。on_air_resp_callback(key, value)函数里执行4G返回数据的判断。

     

    2. TCP配置

    当4G初始化完毕后,在on_air_resp_callback(key, value)函数里调用at_tcp_client_cofig()进行TCP配置,代码如程序清单 2所示:

    程序清单 2  TCP配置

    --[[*********************************************************************
    ** Function name:  on_air_resp_callback
    ** Descriptions :  4G???数据回调接口
    ** @key           :  屏幕向4G??榈姆⑺颓肭?
    ** @value        :  4G??榉祷氐氖?
    *********************************************************************--]]
    function on_air_resp_callback(key, value)
        ......
        --******************************************************************
        --条件:    4G初始化完成
        --功能:    使用使用AT指令获取信号强度和运营商。
        --调用函数:at_cops_csq()
        --函数功能:获取信号强度和运营商
        --调用函数:at_tcp_client_cofig()
        --函数功能:TCP配置
        --*****************************************************************
        if string.find(key,'+SAPBR=1,1') ~= nil and string.find(value,'OK') ~= nil 
        then
            .......
            at_tcp_client_cofig()
        end
    end
    
    --[[*********************************************************************
    ** Function name : at_tcp_client_cofig
    ** Descriptions  : TCP配置
    ** @return       : nil,无返回值
    ******************************************************************** --]]
    function at_tcp_client_cofig(connect) 
        local function my_get_ip_cb(key, value)
    
            if string.find(key,'+CIFSR') ~= nil and value ~= nil 
            then
            Tcp_ip = value
            set_text(sc_Tcp, 1, Tcp_ip)
            end
        end
    
        local function my_ip_state(key, value)
            air_log('my debugMsg key   -> '..key)
            air_log('my debugMsg value -> '..value)
    
            if string.find(key,'+CIPSTATUS') ~= nil 
                and string.find(value,'IP STATUS') ~= nil 
            then
                Tcp_state = 1
                air_log('at_tcp_client_cofig success !!!!!!')
            end
        end
    
        if connect == nil
        then
            connect = 0
        end
        air_cmd_add('AT+CREG=1', 'OK', 1000, 3) --设置当前GPRS注册状态
        air_cmd_add('AT+CGREG=1', 'OK', 1000, 3) --设置当前GPRS注册状态
        air_cmd_add('AT+CGATT=1', 'OK', 1000, 3) --设置当前GPRS附着状态
        air_cmd_add('AT+CIPMUX='.. connect, 'OK', 1000, 3) --设置为单、多链接模式
    
        --设置为快发模式(推荐使用这种模式)
        air_cmd_add('AT+CIPQSEND=1', 'OK', 1000, 3)
        air_cmd_add('AT+CSTT?', 'OK', 1000, 3) --启动任务,查看APN
        air_cmd_add('AT+CSTT="CMIOT"', 'OK', 1000, 3) --启动任务,设置APN
    
        air_cmd_add('AT+CIICR', 'OK', 1000, 3) --激活移动场景
        air_cmd_add('AT+CIFSR' , 'OK', 1000, 3, my_get_ip_cb) --查询分配的IP地址
    
        air_cmd_add('AT+CIPSTATUS' , 'STATE: IP STATUS', 1000, 3, my_ip_state) --查询下链接状态
    
    end

    核心API函数

    1) at_tcp_client_cofig(connect)

    自定义函数,TCP客户端配置

    • connect:0-单链接,非0多链接

     

    相关AT指令:

    本例程中,TCP配置涉及到相关指令有设置为单、多链接模式、快发模式、激活等,相关关AT指令,更多详细的AT指令参考《Luat 4G??锳T命令手册V4.2.2.pdf》,如下所示:

    1) 设置链接模式: 

    屏幕发送:AT+CIPMUX=0。设置单链接,非零(1/2)为多连接模式。

    屏幕接收:OK

     

    2) 设置移动激活场景:

    屏幕发送:AT+CIICR?

    屏幕接收:OK

     

    3) 查询分配的IP地址:

    屏幕发送:AT+CIFSR

    屏幕接收:OK


    3. 连接服务器

    当用户输入端口号后,点击联机,调用at_tcp_client_connect()并设置服务器接收模式,代码如程序清单 3所示:

    程序清单 3 连接服务器

    --[[*********************************************************************
    ** Function name : at_tcp_client_connect
    ** Descriptions  : 设置接收模式
    ** @head         : 是否显示头部
    ** @showtp       : 是否显示协议
    ** @srip         : 是否显示IP、端口
    ** @return       : nil,无返回值
    *********************************************************************--]]
    function at_set_tcp_recv_mode(head, showtp,srip)
        air_cmd_add('AT+CIPHEAD='..head,      'OK', 1000, 3) --显示头部
        air_cmd_add('AT+CIPSHOWTP='..showtp,  'OK', 1000, 3) --显示协议
        air_cmd_add('AT+CIPSRIP='..srip,      'OK', 1000, 3) --显示IP、端口
    end
    
    --[[*********************************************************************
    ** Function name : at_tcp_client_connect
    ** Descriptions  : 连接服务器
    ** @mode         : 连接模式,TCPUPD
    ** @server_ip    : 服务器地址
    ** @port         : 服务器端口
    ** @return       : nil,无返回值
    ********************************************************************--]]
    function at_tcp_client_connect(mode, server_ip, port)
        --连接服务器
        air_cmd_add(
            'AT+CIPSTART="'..mode..'",'..'"'..server_ip..'",'..port, 
            'OK', 
            1000,
            3)
        --查询当前GPRS注册状态
        air_cmd_add('AT+CIPSTATUS', 'STATE: CONNECT OK', 1000, 3) 
    
    end
    --[[*********************************************************************
    ** Function name : on_control_notify
    ** Descriptions  : 系统回调函数,用户通过触摸修改控件后,执行此回调函数。
    **                 点击按钮控件,修改文本控件、修改滑动条都会触发此事件。
    ** @return       : nil,无返回值
    ********************************************************************--]]
    function on_control_notify(screen,control,value)
        if screen == sc_Tcp 
        then
            if control == 4 and value == 0 and Tcp_state == 1
            then
                Tcp_server_ip = get_text(sc_Tcp, 3)
                Tcp_server_port = get_text(sc_Tcp, 3)
                at_tcp_client_connect('TCP', Tcp_server_ip, Tcp_server_port) --连接服务器
                at_set_tcp_recv_mode(1, 1, 1)              --设置接收模式
            ......
            end
    
        end
    end

    核心API函数

    1) at_set_tcp_recv_mode(head, showtp,srip)

    设置接收模式

    • head: 是否显示头部
    • showtp: 是否显示协议
    • srip: 是否显示IP、端口
    • return: nil,无返回值

     

    2) at_tcp_client_connect(mode, server_ip, port)

    连接服务器

    • mode: 连接模式,TCPUPD
    • server_ip : 服务器地址
    • port : 服务器端口

     

    相关AT指令:

    1) 请求连接: 

    屏幕发送:AT+CIPSTART="TCP","60.166.18.9",7500。

    屏幕接收:OK

     

    2) 设置服务器数据包含头:

    屏幕发送:AT+CIPHEAD=1

    屏幕接收:OK

     

    3) 设置服务器协议包含协议:

    屏幕发送:AT+CIPSHOWTP=1

    屏幕接收:OK

     

    4) 设置服务器协议包含IP、端口:

    屏幕发送:AT+CIPSRIP=1

    屏幕接收:OK

     

    4. 发送数据到服务器

    用户输入文本数据点击发送后,调用at_tcp_send ()发送数据到服务端,代码如程序清单 4所示:

    程序清单 4 发送数据

    --[[*********************************************************************
    ** Function name : on_control_notify
    ** Descriptions  : 系统回调函数,用户通过触摸修改控件后,执行此回调函数。
    **                 点击按钮控件,修改文本控件、修改滑动条都会触发此事件。
    ** @return       : nil,无返回值
    *********************************************************************--]]
    function on_control_notify(screen,control,value)
        if screen == sc_Tcp 
        then
           ......
              local send_data = get_text(sc_Tcp, 5)
              at_tcp_send(send_data)
           .......
        end
    end
    
    --[[*********************************************************************
    ** Function name : at_tcp_send
    ** Descriptions  : TCP、发送数据到服务端
    ** @str          : 发送数据
    ** @return       : nil,无返回值
    ********************************************************************--]]
    function at_tcp_send(str)
        air_cmd_add('AT+CIPSEND='..string.len(str) , '>', 1000, 3)
        air_cmd_add(str, 'DATA ACCEPT', 1000, 3)
    end

    核心API函数

    1) at_tcp_send(str)

    发送数据到服务器

    str: 字符串

     

    相关AT指令:

    1) 发送数据(确定长度): 

    屏幕发送:AT+CIPSEND=10

    屏幕接收:>

     

    2) 发送数据(数据内容)

    屏幕发送:1234567890

    屏幕接收:DATA ACCEPT:10

     

    5. 接收服务器的数据

    本例程中,接收服务器的信息是含接收员(目标服务器的IP、端口)、帧头、协议类型、数据内容等,在函数at_set_tcp_recv_mode(head, showtp,srip)配置。程序清单如程序清单 5所示。

    程序清单 5  接收服务器数据

    --[[*********************************************************************
    ** Function name: split
    ** Descriptions : 切割字符串
    ** @ str          : 源字符串
    ** @ pat          : 分割符号
    *********************************************************************--]]
    function split(str, pat)
        local t = {}
        local last_end = 0
        local s, e = string.find(str, pat, 1) --第一个分割号
        local i = 1
        while s do
            table.insert(t, string.sub(str, last_end + 1, last_end + s - last_end - 1))
            last_end = e
            s, e = string.find(str, pat, last_end + 1)
            i = i + 1
        end
        if last_end <= #str then
            cap = string.sub(str, last_end + 1)
            table.insert(t, cap)
        end
        return t  
    end
    
    --[[*********************************************************************
    ** Function name:  on_air_resp_callback
    ** Descriptions :  4G???数据回调接口
    ** @key         :  屏幕->4G??榈姆⑺颓肭?
    ** @value       :  4G???>返回的数据
    *********************************************************************--]]
    function on_air_resp_callback(key, value)  
    
        ...... 
        if value ~= nil
        then
            if string.find(value,'FROM') ~= nil 
            then
                --+RECV FROM: 60.166.12.210:7500
                --分割成3份,分别为+RECV FROM、60.166.12.210、7500
                local serverInfo = split(value,':')
                set_text(sc_Tcp, 7, serverInfo[2]) –- ip
                set_text(sc_Tcp, 8, serverInfo[3]) –-端口
    
            elseif  string.find(value,'IPD') ~= nil 
            then
                --+IPD,TCP,10:123456789
                --分割成2份,分别为+IPD,TCP,10、123456789
                local serverData = split(value,':')
                set_text(sc_Tcp, 9, serverData[2]) -- 数据内容
            end
        end
        ......
    end

    相关AT指令:

    1) 接收数据源(服务器IP、端口): 

    屏幕接收:+RECV FROM: 60.166.12.210:7500


    2) 接收数据(帧头+协议+数据长度+数据内容):

    屏幕接收:+IPD,TCP,10:123456789






    5.3 下载工程

    工程编译成功后在输出窗口会提示编译成功,如图5-5所示;

    图片

    图5-5编译成功


    在菜单栏中,文件→打开工程目录,在‘dciot_build’目录的‘private’拷贝到SD卡中,如图5-6和图5-7所示;把SD卡接上串口屏后重新上电,等到提示烧录工程成功后,拔掉SD卡重新上电即可。

    图片

    图5-6下载文件

    图片

    图5-7拷贝到SD卡






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