UDP
一、UDP 概述
UDP（用户数据报协议，User Datagram Protocol）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。
1.2 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。
1.3 面向报文：
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。
1.4 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。
1.5 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。
二、演示功能概述
本文教你怎么使用 AT 命令，通过几个简单的步骤，就可以让合宙 4G 模组与 UDP 服务器通讯。
1. 使用 UDP 服务器 2. 4G 模组插卡开机后，使用 AT 指令完成 UDP 链接建立，数据发送，数据接收以及链接关闭操作
三、准备硬件环境
工欲善其事，必先利其器。在正式介绍本功能示例之前，需要先准备好以下硬件环境。
3.1 Air780E 开发板
本文使用 Air780E 核心板，如下图所示：
点击链接购买：Air780E 核心板淘宝购买链接 ；
此核心板的详细使用说明参考：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。
3.2 SIM 卡
准备一张可以上网的 SIM 卡，可以是物联网卡，也可以是自己的手机卡；
注意：SIM 卡不能欠费，可以正常上网！！！
3.3 PC 电脑
准备一台电脑；
电脑操作系统为：WIN10 以及以上版本的 WINDOWS 系统。
注意：电脑有 USB 口，并且可以正常上网！！！
3.4 数据通信线
准备一根 USB TypeC 数据线，此数据线的作用是，连接 Air780E 开发板和 PC 电脑，通过 AT 命令完成业务逻辑的控制和交互，如下图所示；
普通的手机 USB 数据线一般都可以直接使用；
3.5 组装硬件环境
按照 SIM 卡槽上的插入方向，插入 SIM 卡，注意不要插反！
如下图所示，将 SIM 卡用力推入卡槽，听到咔嚓声音后即可。
USB 数据线，连接电脑和 Air780E 开发板，如下图所示：
四、准备软件环境
工欲善其事，必先利其器。在正式介绍本功能示例之前，需要先准备好以下软件环境。
4.1 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；
详细使用说明参考：Luatools 工具使用说明 。
4.2 AT 固件
4G 模组中必须烧录正确的 AT 固件才能支持 AT 命令功能；
通过 Luatools 可以烧录 AT 固件；
有两种方式可以获取到 Air780E 模组的最新 AT 固件，二选一即可；
第一种方式是通过 Luatools 获取，如下图所示，可以直接选中最新版本的 AT 固件：
第二种方式是访问：Air780E 固件版本 ，找到最新版本的固件即可。
4.3 合宙 TCP/UDP web 测试服务器
为了方便测试，合宙提供了免费的不可商用的 合宙 TCP/UDP web 测试服务器；
4.4 PC 端串口工具
在量产的项目硬件设计中，一般都是由主控 MCU 通过 UART 给 4G 模组发送命令实现具体的业务逻辑；
在本教程中，为了测试方便，没有使用主控 MCU；
而是使用了 PC 电脑上的一个串口工具 LLCOM 给 4G 模组发送命令来实现演示功能；
LLCOM 的下载链接：LLCOM ，详细使用说明可以直接参考下载网站。
五、使用方法举例
5.1 确认开发板正常开机并联网正常
本次教程所用固件版本是 v1169，通过 Luatools烧录过固件后可以通过打印来判断设备情况，具体参考下图：
5.2 UDP 相关指令
5.3 打开测试服务器
在本文中用合宙 TCP/UDP web 测试服务器来演示整个过程。
点击右侧链接进入工具：https://netlab.luatos.com，浏览器中出现如下界面：
点击右上角“打开 UDP”，在 WEB 页面左上角会显示当前可用于连接的 UDP 服务器 IP 地址和端口号
如下图标记处：待测试的 IP 地址为:112.125.89.8： 端口号为:44482
注意：读者进行测试时 IP 和端口会随机分配，测试中我们替换成对应的 IP 和端口号即可。
六、UDP 通信实例
事实上，数据发送方式有快发和慢发两种，由 AT+CIPQSEND=n命令来设置。
1. n=0：快发模式0（缺省值），当服务器收到数据，模块返回:"SEND OK"(单链接)或 "n,SEND OK"(多链接)；
2. n=1：快发模式1，当数据发送到模块，终端返回："DATAACCEPT:length"(单链接) "DATAACCEPT:n,length" (多链接)；
3. n=2：慢发模式当服务器收到数据，模块返回:"SEND OK"(单链接)或 "n,SEND OK"(多链接)；
4. 慢发模式每发送一笔数据需要服务器那边的确认，而快发则发送到模块就可以了，不需要服务器的确认。推荐使用 0 或 1;
5. 这两种快发模式实现机制没有区别，区别只在于发送完数据，模式 0 提示 "SEDN OK"，模式 1 提示 "DATA ACCEPT"，使用快发模式时建议使用 CIPACK 命令查询每笔数据对端是否已经收到；
6. 6.1节使用分别介绍快发、慢发两种模式，其他小节只介绍快发模式介绍。
6.1 UDP 非透传应用:模块做为客户端，单链接，数据发送和数据接收
下面演示及普通连接流程，并进行 UDP 通讯操作。
查看流程时需要注意指令后面注释的内容，有助于理解指令具体作用
AT+CIPMUX=0 //设置为单链接模式
OK
AT+CIPQSEND=1 //注意：数据发送选择“快发模式1”时，选用指令AT+CIPQSEND=1 设置为快发模式。数据发送选择“慢发模式2”时，选用指令AT+CIPQSEND=2 设置为慢发模式。
OK
AT+CSTT //启动任务，设置APN模块注册网络后会从网络自动获取<apn>并激活一个PDP上下文(此<apn>可以通过AT+CGDCONT?来查询)，所以直接输入AT+CSTT即可，模块内部会按照自动获取的<apn>来设置CSTT的APN
OK
AT+CIICR //激活移动场景，获取IP地址
OK
AT+CIFSR //查询分配的IP地址
10.83.172.111 // 此处IP随机
AT+CIPSTART="UDP","112.125.89.8",45214 //建立UDP链接，其中:"UDP"为链接的协议类型，“112.125.89.8"为对端服务器的IP地址45214 为对端服务器的UDP端口号
OK
CONNECT OK //如果链接成功，会有如此URC上报
快发模式
AT+CIPSEND //发送数据
> //等待发送的内容
234567890<CTRL-Z>//当出现">"后，输入待发送的数据:0123456789。<CTRL-Z>用来发送数据，发送16进制数0x1A即等同于发送<CTRL-Z>。
DATA ACCEPT:10 //成功将数据发送到模块
慢发模式
AT+CIPSEND //发送数据
> //等待发送的内容
234567890<CTRL-Z>//当出现">"后，输入待发送的数据:0123456789。<CTRL-Z>用来发送数据，发送16进制数0x1A即等同于发送<CTRL-Z>。
SEND OK //当服务器收到数据， 模块返回 SEND OK ，否则阻塞
执行到此处，服务器成功接收到字符串“1234567890”
如下图，在 WEB 工具输入框输入字符“123456789”，点击发送按钮，模组成功接收字符“123456789”
AT+CIPCLOSE //关闭UDP链接
CLOSE OK //关闭成功
AT+CIPSTATUS //查询下链接状态
OK
STATE: TCP CLOSED
AT+CIPSHUT //关闭移动场景
SHUT OK
AT+CIFSR //查询当前的模块IP
+CME ERROR: 3 //IP地址已经没有了
指令以上执行如下图所示：
6.2 UDP 透传应用：模块做为客户端，单链接，数据发送和数据接收
数据透传(Transparent Transmission)是指将原始数据从一个设备直接传输到另一个设备,不对数据（除“+++”退出透传模式指令外）进行任何处理或解析，这种方式类似于数据的"直通车",确保数据的完整性和一致性，透传模式能够实现更高的传输效率和更低的延迟。
AT+CIPMODE=1 //设置为透明传输模式
OK
AT+CIPSEND=1 //设置为快发模式
OK
AT+CSTT //激活移动场景，获取IP地址
OK
AT+CIFSR //查询分配的IP地址
10.83.172.111 //此处IP随机
AT+CIPSTART="UDP","112.125.89.8",45214 //建立UDP链接，其中:"UDP"为链接的协议类型,“112.125.89.8"为对端服务器的IP地址45214 为对端服务器的UDP端口号
OK
CONNECT //如果链接成功，会有如此URC上报
//透传开始，在这里输入数据并传送，此时也可以接收服务器传来的数据,发送的字符内容都原样的会直接发送到服务器（“+++”字符除外）
此时发送字符“123456789”和“abcdefg”都直接发送到的服务器，如下图
哪怕是 AT 指令也会原样发送到服务器如：“AT+CSTT”
服务器下发的内容也会原样的发送到模组，如下图：
如果需要关闭连接，需要退出透传模式，使用“+++”字符串可以让模组退出透传模式，注意"+++"后不能够带有回车和其他字符。
+++ //推出透传模式，注意末尾不加回车
OK
指令执行实例如下图：
退出透传模式后我们可以正常发送 AT 指令，关闭连接，指令序列如下：
AT+CIPCLOSE //关闭UDP链接
CLOSE OK //关闭成功
AT+CIPSHUT //关闭移动场景
SHUT OK //关闭成功
指令执行实例截图如下：
当传输中有协议栈错误发生时，会转入 AT 命令状态并上报该错误码，指令如下：
UDP ERROR:xx //当传输中有协议栈错误发生时，会转入AT命令状态并上报该错误码
AT+CIPSHUT //发生这种情况时，+CIPSHUT关闭连接。如果没有错误发生，则+++返回AT命令状态，再+CIPSHUT关闭连接
SHUT OK
6.3 APN 设置与专网卡
用户根据自己使用的网络类型来区分，sim 卡可以分为公网卡和专网卡两种；对于如何判断自己手里的 sim 卡是公网卡还是专网卡可以通过下面两种办法区分：
- 咨询 sim 卡供应商；
- 如果有 apn 账号、或者有密码、或者有加密类型，则可以认为是专网卡。
对于公网卡和专网卡设置和查询有不同的指令，合宙 Air780E 4G 模组设置和查询 APN 相关指令可以参考下图：
设置apn指令流程：
AT+CPIN? //检查卡是否正常
AT+CPNETAPN=2,jscmiot,u9682,iot98765,2 //举例，根据实际填写，不能照抄
AT+CGATT? //查询是否附着上数据网络，如果返回+CGATT: 0表示未附着上,1表示正常
APN 及专网卡常见问题
1. 模块如何设置 APN
1、如果是公网SIM卡，不需要用户主动设置APN，软件自动去网络端查询APN进行设置。
2、如果是专网SIM卡，首先咨询SIM卡提供商APN参数，然后通过AT+CPNETAPN=mode,“apnname”,“user”,“pwd”,authmoded进行专网卡的参数设置。
1. 专网卡连接服务器失败
1、有的专网卡没设置APN的情况下也能激活PDP，但是不能连专网卡指定的服务器，或者开机后模块没自动激活PDP，这个时候参考1，检查APN参数是否设置正确。
2、如果有其他厂家的模块，对比测试下是否连接正常。
3、如果无法百分百保证服务器配置没问题，最好在服务器端用wireshark抓包，或者在服务器上安装一个第三方工具，开启一个服务器端口来对比测试。
4、用定向Ip的物联网卡，需要把域名或IP加入白名单才能使用。
1. 专网卡访问白名单
用定向 IP 的物联网卡，需要把域名或 IP 加入白名单才能使用，下面列出模块会访问的域名或 IP 服务器。
七、总结
文章介绍了如何使用Air780E模组通过AT指令进行UDP通信，透传和非透传两种应用。
八、参考资料
8.1 合宙 Air780E 模组资料中心
https://docs.openluat.com/air780e/
8.2 Air780E AT UDP 快速入门教程
https://docs.openluat.com/air780e/at/quick_start/tcp/tcp/
九、使用到的工具
https://docs.openluat.com/air_tools/
十、常见问题 Q&A
10.1 问：开发板发送 AT 指令无任何响应？
a.确保模组已经开机；
b.串口助手是否选择了正确 AT 指令端口；
c.检查串口助手参数是否设置正确，如波特率，停止位，奇偶校验，停止位，新行发送等；
d.确保模组固件为标准 AT 固件。
10.2 问：模组 AT 指令测试正常，但无法建立 UDP 链接？
a.检查模组建立 UDP 链接前是否已经获取到 IP 地址，通过指令 AT+CIFSR 查看；
b.检查 UDP 参数是否正确，如指令 AT+CIPSTART="UDP",XXX,YYY, “XXX”表示 UDP 连接 IP 地址"YYY"为端口号，同时需要确保发送建立 UDP 连接前服务器对应的端口处于打开状态。
10.3 问：重试多次 PDP 激活失败，UDP 应用一直连接失败，怎么解决？
a.使用 RESET 引脚复位模块
b.极端情况下，直接给模块断电，再上电，POWER KEY 引脚拉低开机
给读者的话
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