ESP32 開發筆記(三）源碼示例 22_WIFI_STA_UDP 在站模式STA下實現UDP通信
開發板購買連接windows
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a2oq0.12575281.0.0.50111deb2Ij1As&ft=t&id=626366733674數組
開發板簡介
開發環境搭建 windows
基礎例程：
0_Hello Bug （ESP_LOGX與printf） 工程模板/打印調試輸出
1_LED LED亮滅控制
2_LED_Task 使用任務方式控制LED
3_LEDC_PWM 使用LEDC來控制LED實現呼吸燈效果
4_ADC_LightR 使用ADC讀取光敏電阻實現光照傳感
5_KEY_Short_Long 按鈕長按短按實現
6_TouchPad_Interrupt 電容觸摸中斷實現
7_WS2812_RMT 使用RMT實現RGB_LED彩虹變色示例
8_DHT11_RMT 使用RMT實現讀取DHT11溫溼度傳感器
9_SPI_SDCard 使用SPI總線實現TF卡文件系統示例
10_IIC_ADXL345 使用IIC總線實現讀取ADXL345角度加速度傳感器
11_IIC_AT24C02 使用IIC總線實現小容量數據儲存測試
12_IR_Rev_RMT 使用RMT實現紅外遙控接收解碼（NEC編碼）
13_IR_Send_RMT 使用RMT實現紅外數據發送（NEC編碼）
14_WIFI_Scan 附近WIFI信號掃描示例
15_WIFI_AP 建立軟AP示例
16_WIFI_AP_TCP_Server 在軟AP模式下實現TCP服務端
17_WIFI_AP_TCP_Client 在軟AP模式下實現TCP客戶端
18_WIFI_AP_UDP 在軟AP模式下實現UDP通信
19_WIFI_STA 建立STA站模鏈接路由器
20_WIFI_STA_TCP_Server 在站模式STA下實現TCP服務端
21_WIFI_STA_TCP_Client 在站模式STA下實現TCP客戶端
22_WIFI_STA_UDP 在站模式STA下實現UDP通信
23_LCD_Test LCD液晶觸摸屏顯示測試
24_LVGL_Test LVGL圖形庫簡單示例緩存
Station模式簡介
Station模式又叫作站點工做模式，相似於無線終端服務器
處於Station模式下的ESP32，能夠鏈接到AP（WIFI路由器）。經過Station（簡稱爲「STA」）模式，ESP32做爲客戶端鏈接到路由的wifi信號。網絡
基於AP組建的基礎無線網絡（Infra）：Infra：也稱爲基礎網，是由AP建立，衆多STA加入所組成的無線網絡，這種類型的網絡的特色是AP是整個網絡的中心，網絡中全部的通訊都經過AP來轉發完成。 app
在此模式下設備能夠經過AP分配的IP地址直接訪問外網和內網，原理圖以下：socket
UDP協議介紹
UDP（User Datagram Protocol，用戶數據報協議）
UDP是傳輸層的協議，功能即爲在IP的數據報服務之上增長了最基本的服務：複用和分用以及差錯檢測。tcp
UDP提供不可靠服務，具備TCP所沒有的優點：函數
UDP無鏈接，時間上不存在創建鏈接須要的時延。空間上，TCP須要在端系統中維護鏈接狀態，須要必定的開銷。此鏈接裝入包括接收和發送緩存，擁塞控制參數和序號與確認號的參數。UCP不維護鏈接狀態，也不跟蹤這些參數，開銷小。空間和時間上都具備優點。
舉個例子：oop
DNS若是運行在TCP之上而不是UDP，那麼DNS的速度將會慢不少。
HTTP使用TCP而不是UDP，是由於對於基於文本數據的Web網頁來講，可靠性很重要。
同一種專用應用服務器在支持UDP時，必定能支持更多的活動客戶機。
分組首部開銷小**，TCP首部20字節，UDP首部8字節。
UDP沒有擁塞控制，應用層可以更好的控制要發送的數據和發送時間，網絡中的擁塞控制也不會影響主機的發送速率。某些實時應用要求以穩定的速度發送，能容 忍一些數據的丟失，可是不能容許有較大的時延（好比實時視頻，直播等）
UDP提供盡最大努力的交付，不保證可靠交付。全部維護傳輸可靠性的工做須要用戶在應用層來完成。沒有TCP的確認機制、重傳機制。若是由於網絡緣由沒有傳送到對端，UDP也不會給應用層返回錯誤信息
UDP是面向報文的，對應用層交下來的報文，添加首部後直接鄉下交付爲IP層，既不合並，也不拆分，保留這些報文的邊界。對IP層交上來UDP用戶數據報，在去除首部後就原封不動地交付給上層應用進程，報文不可分割，是UDP數據報處理的最小單位。
正是由於這樣，UDP顯得不夠靈活，不能控制讀寫數據的次數和數量。好比咱們要發送100個字節的報文，咱們調用一次sendto函數就會發送100字節，對端也須要用recvfrom函數一次性接收100字節，不能使用循環每次獲取10個字節，獲取十次這樣的作法。
UDP經常使用一次性傳輸比較少許數據的網絡應用，如DNS,SNMP等，由於對於這些應用，如果採用TCP，爲鏈接的建立，維護和拆除帶來不小的開銷。UDP也經常使用於多媒體應用（如IP電話，實時視頻會議，流媒體等）數據的可靠傳輸對他們而言並不重要，TCP的擁塞控制會使他們有較大的延遲，也是不可容忍的
實驗流程
一、ESP32建立站模式鏈接WIFI
二、鏈接成功後ESP32建立UDP服務
三、電腦端建立TCP Client(電腦必須與開發板在同一路由器下)
四、相互發送數據
1、編寫代碼
先引用必要頭文件
#include <stdio.h> #include "esp_system.h" #include "esp_spi_flash.h" #include "esp_wifi.h" #include "esp_event.h" #include "esp_log.h" #include "esp_err.h" #include "nvs_flash.h" #include "esp_event.h" #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include "freertos/FreeRTOS.h" #include "freertos/task.h" #include "freertos/event_groups.h" #include "esp_wifi.h" #include "driver/gpio.h"
編寫主函數
// 主函數
void app_main(void)
{
ESP_LOGI(TAG, "APP Start......");
//初始化flash
esp_err_t ret = nvs_flash_init();
if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES){
ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
ret = nvs_flash_init();
}
ESP_ERROR_CHECK(ret);
wifi_init_sta();// WIFI做爲STA的初始化
while(1){
vTaskDelay(100 / portTICK_RATE_MS);
if(gpio_get_level(0)==0){
//新建一個udp鏈接任務
xTaskCreate(&udp_connect, "udp_connect", 4096, NULL, 5, NULL);
break;
}
}
gpio_pad_select_gpio(LED_GPIO);// 選擇要操做的GPIO
gpio_set_direction(LED_GPIO, GPIO_MODE_OUTPUT);// 設置GPIO爲推輓輸出模式
while(1) {
gpio_set_level(LED_GPIO, 0);// GPIO輸出低
vTaskDelay(500 / portTICK_PERIOD_MS);
gpio_set_level(LED_GPIO, 1);// GPIO輸出高
vTaskDelay(500 / portTICK_PERIOD_MS);
}
}
修改WIFI名稱和密碼
#define WIFI_SSID "TP-YIXIN" // WIFI 網絡名稱 #define WIFI_PAS "a12345678" // WIFI 密碼
建立STA模式並鏈接WIFI
// WIFI做爲STA的初始化
void wifi_init_sta()
{
udp_event_group = xEventGroupCreate();
tcpip_adapter_init();
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_init(event_handler, NULL));
wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));
wifi_config_t wifi_config = {
.sta = {
.ssid = WIFI_SSID,
.password = WIFI_PAS},
};
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA));
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(ESP_IF_WIFI_STA, &wifi_config));
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());
ESP_LOGI(TAG, "wifi_init_sta finished.");
ESP_LOGI(TAG, "connect to ap SSID:%s password:%s \n",WIFI_SSID, WIFI_PAS);
}
建立UDP鏈接任務
// 創建UDP鏈接並從UDP接收數據
static void udp_connect(void *pvParameters)
{
//等待WIFI鏈接成功事件，死等
xEventGroupWaitBits(udp_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT, false, true, portMAX_DELAY);
ESP_LOGI(TAG, "start udp connected");
vTaskDelay(3000 / portTICK_RATE_MS);
ESP_LOGI(TAG, "create udp Client");
int socket_ret = create_udp_client();
if (socket_ret == ESP_FAIL){
ESP_LOGI(TAG, "create udp socket error,stop...");
vTaskDelete(NULL);
}else{
ESP_LOGI(TAG, "create udp socket succeed...");
//創建UDP接收數據任務
if (pdPASS != xTaskCreate(&recv_data, "recv_data", 4096, NULL, 4, NULL)){
ESP_LOGI(TAG, "Recv task create fail!");
vTaskDelete(NULL);
}else{
ESP_LOGI(TAG, "Recv task create succeed!");
}
}
vTaskDelete(NULL);
}
建立UDP客戶端
// 創建udp client
esp_err_t create_udp_client()
{
ESP_LOGI(TAG, "will connect gateway ssid : %s port:%d",UDP_ADRESS, UDP_PORT);
//新建socket
connect_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); /*參數和TCP不一樣*/
if (connect_socket < 0){
//打印報錯信息
show_socket_error_reason("create client", connect_socket);
//新建失敗後，關閉新建的socket，等待下次新建
close(connect_socket);
return ESP_FAIL;
}
//配置鏈接服務器信息
client_addr.sin_family = AF_INET;
client_addr.sin_port = htons(UDP_PORT);
client_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(UDP_ADRESS);
struct sockaddr_in Loacl_addr;
Loacl_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
Loacl_addr.sin_family = AF_INET;
Loacl_addr.sin_port = htons(UDP_PORT); //設置本地端口
uint8_t res = 0;
res = bind(connect_socket,(struct sockaddr *)&Loacl_addr,sizeof(Loacl_addr));
if(res != 0){
printf("bind error\n");
}
int len = 0; //長度
char databuff[1024] = "Hello Server,Please ack!!"; //緩存
//測試udp server
len = sendto(connect_socket, databuff, 1024, 0, (struct sockaddr *) &client_addr,sizeof(client_addr));
if (len > 0) {
ESP_LOGI(TAG, "Transfer data to %s:%u,ssucceed\n",inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));
} else {
show_socket_error_reason("recv_data", connect_socket);
close(connect_socket);
return ESP_FAIL;
}
return ESP_OK;
}
建立UDP數據接收處理
// 接收數據任務
void recv_data(void *pvParameters)
{
int len = 0; //長度
char databuff[1024]; //緩存
while (1){
memset(databuff, 0x00, sizeof(databuff));//清空緩存
//讀取接收數據
len = recvfrom(connect_socket, databuff, sizeof(databuff), 0,(struct sockaddr *) &client_addr, &socklen);
if (len > 0){
//打印接收到的數組
ESP_LOGI(TAG, "UDP Client recvData: %s", databuff);
//接收數據回發
sendto(connect_socket, databuff, strlen(databuff), 0,(struct sockaddr *) &client_addr, sizeof(client_addr));
}else{
//打印錯誤信息
show_socket_error_reason("UDP Client recv_data", connect_socket);
break;
}
}
close_socket();
vTaskDelete(NULL);
}
WIFI事件處理
// wifi 事件
static esp_err_t event_handler(void *ctx, system_event_t *event)
{
switch (event->event_id)
{
case SYSTEM_EVENT_STA_START: //STA模式-開始鏈接
esp_wifi_connect();
break;
case SYSTEM_EVENT_STA_DISCONNECTED: //STA模式-斷線
esp_wifi_connect();
xEventGroupClearBits(udp_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT);
break;
case SYSTEM_EVENT_STA_CONNECTED: //STA模式-鏈接成功
xEventGroupSetBits(udp_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT);
break;
case SYSTEM_EVENT_STA_GOT_IP: //STA模式-獲取IP
ESP_LOGI(TAG, "got ip:%s\n",ip4addr_ntoa(&event->event_info.got_ip.ip_info.ip));xEventGroupSetBits(udp_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT);
break;
default:
break;
}
return ESP_OK;
}
2、下載測試
打開ESP-IDF Command Prompt
cd命令進入此工程目錄
cd F:\ESP32_DevBoard_File\22_WIFI_STA_UDP
查看電腦設備管理器中開發板的串口號
執行idf.py -p COM9 flash monitor從串口9下載並運行打開口顯示設備調試信息 Ctrl+c退出運行
測試流程
打開電腦端網絡助手
修改WIFI_SSID、WIFI_PAS爲你家的WIFI
當開發板成功鏈接WIFI後會打印WIFI_STA_TCP_Client Demo: got ip:192.168.XXX.XXX
開發板按BOOT鍵開始建立UDP鏈接
網絡助手選擇UDP
本地主機地址：下拉選擇本地IP
本地主機端口：1275或隨便輸
單擊鏈接
遠程主機輸入192.168.0.67:9527開發板獲取到的IP，或直接255.255.255.255 :9527
發送數據，開發板會返回相同數據，具體查看串口信息。
測試效果以下圖：