TCP
一、TCP 概述
TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。它主要用于在不可靠的网络环境中提供稳定的数据传输服务，确保数据能够按照顺序、无错误地到达接收端。TCP 通过三次握手建立连接，使用滑动窗口进行流量控制，以及通过校验和、确认应答、超时重传等机制来保证数据的可靠性。它是互联网协议套件（TCP/IP 协议族）的核心组成部分，广泛应用于各种网络应用中。
工作原理：
1.1 连接建立：TCP 协议使用三次握手协议来建立连接。
- 客户端发送一个 SYN（同步序列编号）报文给服务端，并携带一个随机生成的初始序列号。
- 服务端收到 SYN 报文后，发送一个 SYN+ACK（同步序列编号 + 确认应答）报文给客户端，表示确认收到了客户端的 SYN 报文，并携带自己的初始序列号。
- 客户端收到服务端的 SYN+ACK 报文后，发送一个 ACK（确认应答）报文给服务端，表示确认收到了服务端的 SYN+ACK 报文。至此，TCP 连接建立完成。
1.2 数据传输：
在连接建立后，双方就可以开始传输数据了。TCP 协议会将应用层发送的数据分割成适当长度的报文段（通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传输单元 MTU 的限制），并为每个报文段分配一个序号。接收端在收到报文段后，会按照序号进行排序，并发送确认应答（ACK）给发送端。如果发送端在合理的往返时延（RTT）内未收到确认应答，则会重传对应的报文段。
1.3 连接释放：TCP 协议使用四次挥手协议来终止连接。
- 客户端发送一个 FIN（结束）报文给服务端，表示自己想要关闭连接。
- 服务端收到 FIN 报文后，发送一个 ACK 报文给客户端，表示确认收到了客户端的 FIN 报文。此时，客户端到服务端的连接关闭，但服务端到客户端的连接仍然打开。
- 服务端在发送完所有剩余数据后，也发送一个 FIN 报文给客户端，表示自己也想要关闭连接。
- 客户端收到服务端的 FIN 报文后，发送一个 ACK 报文给服务端，表示确认收到了服务端的 FIN 报文。至此，TCP 连接完全关闭。
二、准备硬件环境
参考：硬件环境清单第二章节内容，准备以及组装好硬件环境。
三、软件环境
3.1合宙模组相关
“凡事预则立，不预则废。”在详细阐述本功能示例之前，我们需先精心筹备好以下软件环境。
1. Luatools工具；
2. 内核固件文件（底层core固件文件）：LuatOS-SoC_V2002_Air780EP；参考项目使用的内核固件；
3. luatos需要的脚本和资源文件
脚本和资源文件右键点我,另存为,下载完整压缩文件包
lib脚本文件：使用Luatools烧录时，勾选 添加默认lib 选项，使用默认lib脚本文件；
准备好软件环境之后，接下来查看如何烧录项目文件到Air780EP核心板，将本篇文章中演示使用的项目文件烧录到Air780EP核心板中。
3.2 合宙 TCP/UDP web 测试工具
为了方便测试，合宙提供了免费的不可商用的 TCP/UDP web 测试工具：合宙 TCP/UDP web 工具 (luatos.com)
详细使用说明参考：合宙 TCP/UDP web 测试工具使用说明 。
3.3 PC 端串口工具
LLCOM 的下载链接：LLCOM ，详细使用说明可以直接参考下载网站。
- 串口接线方式：Air780 提供三个 Uart.
MAIN_UART：通用串口，可用于 AT 命令和数据传输 最大波特率 921600bps，默认波特率自适应 9600-115200bps 支持硬件流控（RTS/CTS）
AUX_UART：通用串口
DBG_UART：用于输出调试信息
注意：
- 以上 PinOut 图示, 对应的 V1.8 的开发板，版本号在板子丝印上可查阅。
- V1.4 的开发板, 由于 LCD 脚有差异, 图示的 LCD_RS/LCD_CLK 实际位于开发板 管脚编号 06/05 的 UART2/AUX_UART 脚, 不在编号 11/14 脚。
- V1.8 的开发板 17 脚改为 VBAT.
3.3.1 LLCOM 工具设置：初始配置
3.3.2 数据发送前的配置
四、TCP-UART 透传实现的概述
本小节教你怎么使用 LuatOS脚本语言，就可以让合宙 4G 模组连接上一个 TCP 服务器，并且模组和服务器之间实现数据的双向传输！
4.1 本教程实现的功能定义：
- 通过网页端启动一个 TCP 服务器；
- 4G 模组插卡开机后，连接上 TCP 服务器；
- 4G 模组向 TCP 服务器发送 "TCP CONNECT"，服务器可以收到数据并且在网页端显示；
- TCP 服务器网页端向 4G 模组发送
data from TCP server，4G 模组可以收到数据并且通过串口输出显示；
4.2 文章内容引用
- Air780EP 开发板软硬件资料 ： Air780EP 产品手册
- 以上接口函数不做详细介绍，可通过此链接查看具体介绍：socket - 网络接口 - LuatOS 文档
4.3 核心脚本代码详解
4.3.1 串口初始化
本文示例：串口使用 MAIN_UART(uart1)
--初始化
local uartid = 1 -- 根据实际设备选取不同的uartid
uart.setup(
uartid,--串口id
115200,--波特率
8,--数据位
1--停止位
)
4.3.2 数据接收回调：搭建响应桥梁
这里使用 uart.rx 接口，和以 zbuff 的方式存储从 uart1 外部串口收到的数据 -- 收取数据会触发回调, 这里的"receive" 是固定值不要修改。。
uart.on(uartid, "receive", function(id, len)
while true do
-- 接收串口收到的数据，并赋值到uart_rx_buff
local len = uart.rx(id, uart_rx_buff)
if len <= 0 then -- 接收到的字节长度为0 则退出
break
end
-- 如果已经在线了，则发送socket.EVENT消息来打断任务里的阻塞等待状态，让任务循环继续
if connect_state then
sys_send(taskName, socket.EVENT, 0)
end
end
end)
4.3.3 TCP 网络配置：铺就数据通道
----------------------------------------------网络配置-------------------------------------------------
local libnet = require "libnet" -- libnet库，支持tcp、udp协议所用的同步阻塞接口
local ip = "112.125.89.8" -- 连接TCP服务器的ip地址
local port = 46244 -- 连接TCP服务器的端口
local netCB = nil -- socket服务的回调函数
local connect_state = false -- 连接状态 true:已连接 false:未连接
local protocol = false -- 通讯协议 true:UDP协议 false:TCP协议
local ssl = false -- 加密传输 true:加密 false:不加密
local tx_buff = zbuff.create(1024) -- 发送至TCP服务器的数据
=======================================================
sys.waitUntil("IP_READY") -- 等待联网成功
netCB = socket.create(nil, taskName) -- 创建socket对象
socket.debug(netCB, true) -- 打开调试日志
socket.config(netCB, nil, protocol, ssl) -- 此配置为TCP连接，无SSL加密
4.3.4 TCP 至串口透传：数据无缝流转
succ, param, _, _ = socket.rx(netCB, rx_buff) -- 接收数据
if not succ then
log.info("服务器断开了", succ, param, ip, port)
break
end
if rx_buff:used() > 0 then
log.info("收到服务器数据，长度", rx_buff:used())
uart.tx(uartid, rx_buff) -- 从服务器收到的数据转发 从串口输出
rx_buff:del()
end
4.3.5 串口至 TCP 反透传：信息双向传递
tx_buff:copy(nil, uart_rx_buff) -- 将串口数据赋值给TCP待发送数据的buff中
uart_rx_buff:del() -- 清除串口buff的数据长度
if tx_buff:used() > 0 then
log.info("发送到服务器数据，长度", tx_buff:used())
local result = libnet.tx(taskName, 0, netCB, tx_buff) -- 发送数据
if not result then
log.info("发送失败了", result, param)
break
end
end
tx_buff:del()
4.4 成果演示与深度解析：视频 + 图文全面展示
4.4.1 成果运行精彩呈现
4.4.2 演示视频生动展示
4.4.3 完整实例深度剖析
-- LuaTools需要PROJECT和VERSION这两个信息
PROJECT = "uart_tcp"
VERSION = "1.0.0"
log.info("main", PROJECT, VERSION)
-- 引入必要的库文件(lua编写), 内部库不需要require
sys = require("sys")
_G.sysplus = require("sysplus")
local taskName = "TCP_TASK" -- sysplus库用到的任务名称，也作为任务id
if wdt then
--添加硬狗防止程序卡死，在支持的设备上启用这个功能
wdt.init(9000)--初始化watchdog设置为9s
sys.timerLoopStart(wdt.feed, 3000)--3s喂一次狗
end
local uartid = 1 -- 根据实际设备选取不同的uartid
local uart_rx_buff = zbuff.create(1024) -- 串口接收到的数据
local libnet = require "libnet" -- libnet库，支持tcp、udp协议所用的同步阻塞接口
local ip = "112.125.89.8" -- 连接tcp服务器的ip地址
local port = 46244 -- 连接tcp服务器的端口
local netCB = nil -- socket服务的回调函数
local connect_state = false -- 连接状态 true:已连接 false:未连接
local protocol = false -- 通讯协议 true:UDP协议 false:TCP协议
local ssl = false -- 加密传输 true:加密 false:不加密
local tx_buff = zbuff.create(1024) -- 发送至tcp服务器的数据
local rx_buff = zbuff.create(1024) -- 从tcp服务器接收到的数据
--初始化
uart.setup(
uartid,--串口id
115200,--波特率
8,--数据位
1--停止位
)
function TCP_TASK()
-- 打印一下连接的目标ip和端口号
log.info("connect ip: ", ip, "port:", port)
sys.waitUntil("IP_READY") -- 等待联网成功
netCB = socket.create(nil, taskName) -- 创建socket对象
socket.debug(netCB, true) -- 打开调试日志
socket.config(netCB, nil, protocol, ssl) -- 此配置为TCP连接，无SSL加密
-- 串口和TCP服务器的交互逻辑
while true do
-- 连接服务器，返回是否连接成功
result = libnet.connect(taskName, 15000, netCB, ip, port)
-- 收取数据会触发回调, 这里的"receive" 是固定值不要修改。
uart.on(uartid, "receive", function(id, len)
while true do
local len = uart.rx(id, uart_rx_buff) -- 接收串口收到的数据，并赋值到uart_rx_buff
if len <= 0 then -- 接收到的字节长度为0 则退出
break
end
-- 如果已经在线了，则发送socket.EVENT消息来打断任务里的阻塞等待状态，让任务循环继续
if connect_state then
sys_send(taskName, socket.EVENT, 0)
end
end
end)
-- 如果连接成功，则改变连接状态参数，并且随便发一条数据到服务器，看服务器能不能收到
if result then
connect_state = true
libnet.tx(taskName, 0, netCB, "TCP CONNECT")
end
-- 连接上服务器后，等待处理接收服务器下行至模块的数据 和 发送串口的数据到服务器
while result do
succ, param, _, _ = socket.rx(netCB, rx_buff) -- 接收数据
if not succ then
log.info("服务器断开了", succ, param, ip, port)
break
end
if rx_buff:used() > 0 then
log.info("收到服务器数据，长度", rx_buff:used())
uart.tx(uartid, rx_buff) -- 从服务器收到的数据转发 从串口输出
rx_buff:del()
end
tx_buff:copy(nil, uart_rx_buff) -- 将串口数据赋值给tcp待发送数据的buff中
uart_rx_buff:del() -- 清除串口buff的数据长度
if tx_buff:used() > 0 then
log.info("发送到服务器数据，长度", tx_buff:used())
local result = libnet.tx(taskName, 0, netCB, tx_buff) -- 发送数据
if not result then
log.info("发送失败了", result, param)
break
end
end
tx_buff:del()
-- 如果zbuff对象长度超出，需要重新分配下空间
if uart_rx_buff:len() > 1024 then
uart_rx_buff:resize(1024)
end
if tx_buff:len() > 1024 then
tx_buff:resize(1024)
end
if rx_buff:len() > 1024 then
rx_buff:resize(1024)
end
log.info(rtos.meminfo("sys")) -- 打印系统内存
-- 阻塞等待新的消息到来，比如服务器下发，串口接收到数据
result, param = libnet.wait(taskName, 15000, netCB)
if not result then
log.info("服务器断开了", result, param)
break
end
end
-- 服务器断开后的行动，由于while true的影响，所以会再次重新执行进行 重新连接。
connect_state = false
libnet.close(d1Name, 5000, netCB)
tx_buff:clear(0)
rx_buff:clear(0)
sys.wait(1000)
end
end
-- libnet库依赖于sysplus，所以只能通过sysplus.taskInitEx创建的任务函数中运行
sysplus.taskInitEx(TCP_TASK, taskName, netCB)
-- 用户代码已结束---------------------------------------------
-- 结尾总是这一句
sys.run()
-- sys.run()之后后面不要加任何语句!!!!!
五、TCP 单向认证
TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）本身是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，它并不直接涉及认证过程。然而，在 TCP 连接的基础上，可以实现各种安全机制，其中包括认证。在网络通信中，“单向认证”指的是只对通信某一方的身份合法性进行认证。
本小节教你怎么使用 LuatOS脚本语言，就可以让合宙 4G 模组和 TCP 服务器进行单向认证
5.1 本教程实现的功能定义：
- 通过网页端启动一个 TCP 服务器；
- 4G 模组插卡开机后，连接上 TCP 服务器；
- 4G 模组向 TCP 服务器发送 "TCP CONNECT"，服务器可以收到数据并且在网页端显示；
- TCP 服务器网页端向 4G 模组发送
data from TCP server，4G 模组可以收到数据并且通过串口输出显示；
5.2 文章内容引用
- Air780EP 开发板软硬件资料 ： Air780EP 产品手册
- 以上接口函数不做详细介绍，可通过此链接查看具体介绍：socket - 网络接口 - LuatOS 文档
5.3 核心脚本代码详解
5.3.1 串口初始化
本文示例：串口使用 MAIN_UART(uart1)
--初始化
local uartid = 1 -- 根据实际设备选取不同的uartid
uart.setup(
uartid,--串口id
115200,--波特率
8,--数据位
1--停止位
)
5.3.2 数据接收回调：搭建响应桥梁
这里使用 uart.rx 接口,和以 zbuff 的方式存储从 uart1 外部串口收到的数据 -- 收取数据会触发回调, 这里的"receive" 是固定值不要修改。
uart.on(uartid, "receive", function(id, len)
while true do
-- 接收串口收到的数据，并赋值到uart_rx_buff
local len = uart.rx(id, uart_rx_buff)
if len <= 0 then -- 接收到的字节长度为0 则退出
break
end
-- 如果已经在线了，则发送socket.EVENT消息来打断任务里的阻塞等待状态，让任务循环继续
if connect_state then
sys_send(taskName, socket.EVENT, 0)
end
end
end)
5.3.3 TCP 网络配置：铺就数据通道--------注：SSL 填写 true
----------------------------------------------网络配置-------------------------------------------------
local libnet = require "libnet" -- libnet库，支持tcp、udp协议所用的同步阻塞接口
local ip = "112.125.89.8" -- 连接TCP服务器的ip地址
local port = 46244 -- 连接TCP服务器的端口
local netCB = nil -- socket服务的回调函数
local connect_state = false -- 连接状态 true:已连接 false:未连接
local protocol = false -- 通讯协议 true:UDP协议 false:TCP协议
local ssl = true** ** -- 加密传输 true:加密 false:不加密
local tx_buff = zbuff.create(1024) -- 发送至TCP服务器的数据
=======================================================
sys.waitUntil("IP_READY") -- 等待联网成功
netCB = socket.create(nil, taskName) -- 创建socket对象
socket.debug(netCB, true) -- 打开调试日志
socket.config(netCB, nil, protocol, ssl) -- 此配置为TCP连接，无SSL加密
5.3.4 TCP 至串口透传：数据无缝流转
succ, param, _, _ = socket.rx(netCB, rx_buff) -- 接收数据
if not succ then
log.info("服务器断开了", succ, param, ip, port)
break
end
if rx_buff:used() > 0 then
log.info("收到服务器数据，长度", rx_buff:used())
uart.tx(uartid, rx_buff) -- 从服务器收到的数据转发 从串口输出
rx_buff:del()
end
5.3.5 串口至 TCP 反透传：信息双向传递
tx_buff:copy(nil, uart_rx_buff) -- 将串口数据赋值给TCP待发送数据的buff中
uart_rx_buff:del() -- 清除串口buff的数据长度
if tx_buff:used() > 0 then
log.info("发送到服务器数据，长度", tx_buff:used())
local result = libnet.tx(taskName, 0, netCB, tx_buff) -- 发送数据
if not result then
log.info("发送失败了", result, param)
break
end
end
tx_buff:del()
5.4 成果演示与深度解析：视频 + 图文全面展示
5.4.1 成果运行精彩呈现
5.4.2 串口数据展示
5.4.3 演示视频生动展示
5.4.4 完整实例深度剖析
-- main.lua文件
-- LuaTools需要PROJECT和VERSION这两个信息
PROJECT = "uart_tcp"
VERSION = "1.0.0"
log.info("main", PROJECT, VERSION)
-- 引入必要的库文件(lua编写), 内部库不需要require
sys = require("sys")
_G.sysplus = require("sysplus")
local taskName = "TCP_TASK" -- sysplus库用到的任务名称，也作为任务id
if wdt then
--添加硬狗防止程序卡死，在支持的设备上启用这个功能
wdt.init(9000)--初始化watchdog设置为9s
sys.timerLoopStart(wdt.feed, 3000)--3s喂一次狗
end
local uartid = 1 -- 根据实际设备选取不同的uartid
local uart_rx_buff = zbuff.create(1024) -- 串口接收到的数据
local libnet = require "libnet" -- libnet库，支持tcp、udp协议所用的同步阻塞接口
local ip = "112.125.89.8" -- 连接tcp服务器的ip地址
local port = 46428 -- 连接tcp服务器的端口
local netCB = nil -- socket服务的回调函数
local connect_state = false -- 连接状态 true:已连接 false:未连接
local protocol = false -- 通讯协议 true:UDP协议 false:TCP协议
local ssl = true -- 加密传输 true:加密 false:不加密
local tx_buff = zbuff.create(1024) -- 发送至tcp服务器的数据
local rx_buff = zbuff.create(1024) -- 从tcp服务器接收到的数据
--初始化
uart.setup(
uartid,--串口id
115200,--波特率
8,--数据位
1--停止位
)
function TCP_TASK()
-- 打印一下连接的目标ip和端口号
log.info("connect ip: ", ip, "port:", port)
sys.waitUntil("IP_READY") -- 等待联网成功
netCB = socket.create(nil, taskName) -- 创建socket对象
socket.debug(netCB, true) -- 打开调试日志
socket.config(netCB, nil, protocol, ssl) -- 此配置为TCP连接，无SSL加密
-- 串口和TCP服务器的交互逻辑
while true do
-- 连接服务器，返回是否连接成功
result = libnet.connect(taskName, 15000, netCB, ip, port)
-- 收取数据会触发回调, 这里的"receive" 是固定值不要修改。
uart.on(uartid, "receive", function(id, len)
while true do
local len = uart.rx(id, uart_rx_buff) -- 接收串口收到的数据，并赋值到uart_rx_buff
if len <= 0 then -- 接收到的字节长度为0 则退出
break
end
-- 如果已经在线了，则发送socket.EVENT消息来打断任务里的阻塞等待状态，让任务循环继续
if connect_state then
sys_send(taskName, socket.EVENT, 0)
end
end
end)
-- 如果连接成功，则改变连接状态参数，并且随便发一条数据到服务器，看服务器能不能收到
if result then
connect_state = true
libnet.tx(taskName, 0, netCB, "TCP CONNECT")
end
-- 连接上服务器后，等待处理接收服务器下行至模块的数据 和 发送串口的数据到服务器
while result do
succ, param, _, _ = socket.rx(netCB, rx_buff) -- 接收数据
if not succ then
log.info("服务器断开了", succ, param, ip, port)
break
end
if rx_buff:used() > 0 then
log.info("收到服务器数据，长度", rx_buff:used())
uart.tx(uartid, rx_buff) -- 从服务器收到的数据转发 从串口输出
rx_buff:del()
end
tx_buff:copy(nil, uart_rx_buff) -- 将串口数据赋值给tcp待发送数据的buff中
uart_rx_buff:del() -- 清除串口buff的数据长度
if tx_buff:used() > 0 then
log.info("发送到服务器数据，长度", tx_buff:used())
local result = libnet.tx(taskName, 0, netCB, tx_buff) -- 发送数据
if not result then
log.info("发送失败了", result, param)
break
end
end
tx_buff:del()
-- 如果zbuff对象长度超出，需要重新分配下空间
if uart_rx_buff:len() > 1024 then
uart_rx_buff:resize(1024)
end
if tx_buff:len() > 1024 then
tx_buff:resize(1024)
end
if rx_buff:len() > 1024 then
rx_buff:resize(1024)
end
log.info(rtos.meminfo("sys")) -- 打印系统内存
-- 阻塞等待新的消息到来，比如服务器下发，串口接收到数据
result, param = libnet.wait(taskName, 15000, netCB)
if not result then
log.info("服务器断开了", result, param)
break
end
end
-- 服务器断开后的行动，由于while true的影响，所以会再次重新执行进行 重新连接。
connect_state = false
libnet.close(d1Name, 5000, netCB)
tx_buff:clear(0)
rx_buff:clear(0)
sys.wait(1000)
end
end
-- libnet库依赖于sysplus，所以只能通过sysplus.taskInitEx创建的任务函数中运行
sysplus.taskInitEx(TCP_TASK, taskName, netCB)
-- 用户代码已结束---------------------------------------------
-- 结尾总是这一句
sys.run()
-- sys.run()之后后面不要加任何语句!!!!!
六、TCP 双向认证
（待更新）
七、TCP 断链续连
TCP（传输控制协议）确保数据在网络中可靠传输。当 TCP 连接因网络问题、设备故障等原因断开时，需要重新建立连接以继续数据传输。
7.1 本教程实现的功能定义：
断链：TCP 连接断开，可能由于网络不稳定、设备故障等。
续链：重新建立 TCP 连接。通常通过“三次握手”过程：
- 客户端请求连接。
- 服务器响应并同意连接。
- 客户端确认连接建立。
7.2 文章内容引用
- Air780EP 开发板软硬件资料 ： Air780EP 产品手册
- 以上接口函数不做详细介绍，可通过此链接查看具体介绍：socket - 网络接口 - LuatOS 文档
7.3 核心脚本代码详解
7.3.1 串口初始化
本文示例：串口使用 MAIN_UART(uart1)
--初始化
local uartid = 1 -- 根据实际设备选取不同的uartid
uart.setup(
uartid,--串口id
115200,--波特率
8,--数据位
1--停止位
)
7.3.2 数据接收回调：搭建响应桥梁
这里使用 uart.rx 接口，和以 zbuff 的方式存储从 uart1 外部串口收到的数据 -- 收取数据会触发回调, 这里的"receive" 是固定值不要修改。
uart.on(uartid, "receive", function(id, len)
while true do
-- 接收串口收到的数据，并赋值到uart_rx_buff
local len = uart.rx(id, uart_rx_buff)
if len <= 0 then -- 接收到的字节长度为0 则退出
break
end
-- 如果已经在线了，则发送socket.EVENT消息来打断任务里的阻塞等待状态，让任务循环继续
if connect_state then
sys_send(taskName, socket.EVENT, 0)
end
end
end)
7.3.3 TCP 网络配置：铺就数据通道--------注：需要认证 SSL 填写：true，不需要 填写： false。
----------------------------------------------网络配置-------------------------------------------------
local libnet = require "libnet" -- libnet库，支持tcp、udp协议所用的同步阻塞接口
local ip = "112.125.89.8" -- 连接TCP服务器的ip地址
local port = 46244 -- 连接TCP服务器的端口
local netCB = nil -- socket服务的回调函数
local connect_state = false -- 连接状态 true:已连接 false:未连接
local protocol = false -- 通讯协议 true:UDP协议 false:TCP协议
local ssl = true** ** -- 加密传输 true:加密 false:不加密
local tx_buff = zbuff.create(1024) -- 发送至TCP服务器的数据
=======================================================
sys.waitUntil("IP_READY") -- 等待联网成功
netCB = socket.create(nil, taskName) -- 创建socket对象
socket.debug(netCB, true) -- 打开调试日志
socket.config(netCB, nil, protocol, ssl) -- 此配置为TCP连接，无SSL加密
7.3.4 TCP 至串口透传：数据无缝流转
succ, param, _, _ = socket.rx(netCB, rx_buff) -- 接收数据
if not succ then
log.info("服务器断开了", succ, param, ip, port)
break
end
if rx_buff:used() > 0 then
log.info("收到服务器数据，长度", rx_buff:used())
uart.tx(uartid, rx_buff) -- 从服务器收到的数据转发 从串口输出
rx_buff:del()
end
7.3.5 串口至 TCP 反透传：信息双向传递
tx_buff:copy(nil, uart_rx_buff) -- 将串口数据赋值给TCP待发送数据的buff中
uart_rx_buff:del() -- 清除串口buff的数据长度
if tx_buff:used() > 0 then
log.info("发送到服务器数据，长度", tx_buff:used())
local result = libnet.tx(taskName, 0, netCB, tx_buff) -- 发送数据
if not result then
log.info("发送失败了", result, param)
break
end
end
tx_buff:del()
7.3.6 断链续连
while true do
-- 连接服务器，返回是否连接成功
result = libnet.connect(taskName, 15000, netCB, ip, port)
-- 收取数据会触发回调, 这里的"receive" 是固定值不要修改。
uart.on(uartid, "receive", function(id, len)
while true do
local len = uart.rx(id, uart_rx_buff) -- 接收串口收到的数据，并赋值到uart_rx_buff
if len <= 0 then -- 接收到的字节长度为0 则退出
break
end
-- 如果已经在线了，则发送socket.EVENT消息来打断任务里的阻塞等待状态，让任务循环继续
if connect_state then
sys_send(taskName, socket.EVENT, 0)
end
end
end)
-- 如果连接成功，则改变连接状态参数，并且随便发一条数据到服务器，看服务器能不能收到
if result then
connect_state = true
libnet.tx(taskName, 0, netCB, "TCP CONNECT")
end
-- 连接上服务器后，等待处理接收服务器下行至模块的数据 和 发送串口的数据到服务器
while result do
succ, param, _, _ = socket.rx(netCB, rx_buff) -- 接收数据
if not succ then
log.info("服务器断开了", succ, param, ip, port)
break
end
if rx_buff:used() > 0 then
log.info("收到服务器数据，长度", rx_buff:used())
uart.tx(uartid, rx_buff) -- 从服务器收到的数据转发 从串口输出
rx_buff:del()
end
tx_buff:copy(nil, uart_rx_buff) -- 将串口数据赋值给tcp待发送数据的buff中
uart_rx_buff:del() -- 清除串口buff的数据长度
if tx_buff:used() > 0 then
log.info("发送到服务器数据，长度", tx_buff:used())
local result = libnet.tx(taskName, 0, netCB, tx_buff) -- 发送数据
if not result then
log.info("发送失败了", result, param)
break
end
end
tx_buff:del()
-- 如果zbuff对象长度超出，需要重新分配下空间
if uart_rx_buff:len() > 1024 then
uart_rx_buff:resize(1024)
end
if tx_buff:len() > 1024 then
tx_buff:resize(1024)
end
if rx_buff:len() > 1024 then
rx_buff:resize(1024)
end
log.info(rtos.meminfo("sys")) -- 打印系统内存
-- 阻塞等待新的消息到来，比如服务器下发，串口接收到数据
result, param = libnet.wait(taskName, 15000, netCB)
if not result then
log.info("服务器断开了", result, param)
break
end
end
-- 服务器断开后的行动，由于while true的影响，所以会再次重新执行进行 重新连接。
7.4 成果演示与深度解析：视频 + 图文全
7.4.1 成果运行精彩呈现
7.4.2 演示视频生动展示
7.4.3 完整实例深度剖析
-- main.lua文件
-- LuaTools需要PROJECT和VERSION这两个信息
PROJECT = "uart_tcp"
VERSION = "1.0.0"
log.info("main", PROJECT, VERSION)
-- 引入必要的库文件(lua编写), 内部库不需要require
sys = require("sys")
_G.sysplus = require("sysplus")
local taskName = "TCP_TASK" -- sysplus库用到的任务名称，也作为任务id
if wdt then
--添加硬狗防止程序卡死，在支持的设备上启用这个功能
wdt.init(9000)--初始化watchdog设置为9s
sys.timerLoopStart(wdt.feed, 3000)--3s喂一次狗
end
local uartid = 1 -- 根据实际设备选取不同的uartid
local uart_rx_buff = zbuff.create(1024) -- 串口接收到的数据
local libnet = require "libnet" -- libnet库，支持tcp、udp协议所用的同步阻塞接口
local ip = "112.125.89.8" -- 连接tcp服务器的ip地址
local port = 47494 -- 连接tcp服务器的端口
local netCB = nil -- socket服务的回调函数
local connect_state = false -- 连接状态 true:已连接 false:未连接
local protocol = false -- 通讯协议 true:UDP协议 false:TCP协议
local ssl = false -- 加密传输 true:加密 false:不加密
local tx_buff = zbuff.create(1024) -- 发送至tcp服务器的数据
local rx_buff = zbuff.create(1024) -- 从tcp服务器接收到的数据
--初始化
uart.setup(
uartid,--串口id
115200,--波特率
8,--数据位
1--停止位
)
function TCP_TASK()
-- 打印一下连接的目标ip和端口号
log.info("connect ip: ", ip, "port:", port)
sys.waitUntil("IP_READY") -- 等待联网成功
netCB = socket.create(nil, taskName) -- 创建socket对象
socket.debug(netCB, true) -- 打开调试日志
socket.config(netCB, nil, protocol, ssl) -- 此配置为TCP连接，无SSL加密
-- 串口和TCP服务器的交互逻辑
while true do
-- 连接服务器，返回是否连接成功
result = libnet.connect(taskName, 15000, netCB, ip, port)
-- 收取数据会触发回调, 这里的"receive" 是固定值不要修改。
uart.on(uartid, "receive", function(id, len)
while true do
local len = uart.rx(id, uart_rx_buff) -- 接收串口收到的数据，并赋值到uart_rx_buff
if len <= 0 then -- 接收到的字节长度为0 则退出
break
end
-- 如果已经在线了，则发送socket.EVENT消息来打断任务里的阻塞等待状态，让任务循环继续
if connect_state then
sys_send(taskName, socket.EVENT, 0)
end
end
end)
-- 如果连接成功，则改变连接状态参数，并且随便发一条数据到服务器，看服务器能不能收到
if result then
connect_state = true
libnet.tx(taskName, 0, netCB, "TCP CONNECT")
end
-- 连接上服务器后，等待处理接收服务器下行至模块的数据 和 发送串口的数据到服务器
while result do
succ, param, _, _ = socket.rx(netCB, rx_buff) -- 接收数据
if not succ then
log.info("服务器断开了", succ, param, ip, port)
break
end
if rx_buff:used() > 0 then
log.info("收到服务器数据，长度", rx_buff:used())
uart.tx(uartid, rx_buff) -- 从服务器收到的数据转发 从串口输出
rx_buff:del()
end
tx_buff:copy(nil, uart_rx_buff) -- 将串口数据赋值给tcp待发送数据的buff中
uart_rx_buff:del() -- 清除串口buff的数据长度
if tx_buff:used() > 0 then
log.info("发送到服务器数据，长度", tx_buff:used())
local result = libnet.tx(taskName, 0, netCB, tx_buff) -- 发送数据
if not result then
log.info("发送失败了", result, param)
break
end
end
tx_buff:del()
-- 如果zbuff对象长度超出，需要重新分配下空间
if uart_rx_buff:len() > 1024 then
uart_rx_buff:resize(1024)
end
if tx_buff:len() > 1024 then
tx_buff:resize(1024)
end
if rx_buff:len() > 1024 then
rx_buff:resize(1024)
end
log.info(rtos.meminfo("sys")) -- 打印系统内存
-- 阻塞等待新的消息到来，比如服务器下发，串口接收到数据
result, param = libnet.wait(taskName, 15000, netCB)
if not result then
log.info("服务器断开了", result, param)
break
end
end
-- 服务器断开后的行动，由于while true的影响，所以会再次重新执行进行 重新连接。
connect_state = false
libnet.close(d1Name, 5000, netCB)
tx_buff:clear(0)
rx_buff:clear(0)
sys.wait(1000)
end
end
-- libnet库依赖于sysplus，所以只能通过sysplus.taskInitEx创建的任务函数中运行
sysplus.taskInitEx(TCP_TASK, taskName, netCB)
-- 用户代码已结束---------------------------------------------
-- 结尾总是这一句
sys.run()
-- sys.run()之后后面不要加任何语句!!!!!
八、TCP 低功耗唤醒
（待更新）
九、总结
TCP（传输控制协议）和 UDP（用户数据报协议）是 OSI 模型中运输层的两种协议。TCP 是面向连接的可靠传输协议，通过复杂的拥塞控制和重传机制确保数据无差错、不丢失、不重复且有序地到达；而 UDP 则是无连接的不可靠传输协议，它尽最大努力交付数据，不保证数据的可靠性，但具有较好的实时性和较高的工作效率，适用于对高速传输和实时性要求较高的通信场景。
十、常见问题
sys.waitUntil("IP_READY") -- 等待联网成功
好多新入手的可能看到此函数 不理解 在整个脚本里面没有发布此事件 sys.publish（"IP_READY"） 为什么 后面还联网成功了？
此处解释一下 模组上电以后固件内部联网成功以后会自动发布 sys.publish（"IP_READY")。
十一、扩展
11.1 TCP 单向认证
- 定义：单向认证是指在通信过程中，只有一方（通常是服务器）对另一方（通常是客户端）进行身份验证。
- 应用：在 TCP 连接中，单向认证常用于客户端向服务器发起请求时，服务器验证客户端的身份。
- 特点：实现简单，但安全性相对较低，因为只验证了一方的身份。
11.2 TCP 双向认证
- 定义：双向认证是指通信双方都需要对对方进行身份验证，只有双方都通过对方的认证请求时，通信才会被允许。
- 应用：在需要高安全性的场景中，如金融服务、医疗信息传输等，TCP 双向认证被广泛应用。
- 特点：安全性高，但实现复杂，且可能带来一定的性能开销。
11.3 获取或设置 APN
注：专属可需要添加白名单才能使用
- 在 LuatOS 脚本中，使用
mobile.apn(index, cid, new_apn_name, user_name, password, ip_type, protocol)函数来设置 APN。
mobile.apn(index, cid, new_apn_name, user_name, password, ip_type, protocol)
获取或设置APN，设置APN必须在入网前就设置好，比如在SIM卡识别完成前就设置好
**参数**
传入值类型 解释
int 编号,默认0. 在支持双卡的模块上才会出现0或1的情况
int cid, 默认0，如果要用非默认APN来激活，必须>0
string 新的APN,不填就是获取APN, 填了就是设置APN, 是否支持设置取决于底层实现
string 新的APN的username,如果APN不是空,那必须填写,如果没有留个空字符串””。如果APN是空的，那可以nil
string 新的APN的password,如果APN不是空,那必须填写,如果没有留个空字符串””。如果APN是空的，那可以nil
int 激活APN时的IP TYPE,1=IPV4 2=IPV6 3=IPV4V6,默认是1
int 激活APN时,如果需要username和password,就要写鉴权协议类型,1~3,默认3,代表1和2都尝试一下。不需要鉴权的写0
boolean 是否删除APN,true是,其他都否,只有参数3新的APN不是string的时候才有效果
**返回值**
返回值类型 解释
string 获取到的默认APN值,失败返回nil
例子：
mobile.apn(0,1,"cmiot","","",nil,0) -- 移动公网卡设置APN为cmiot,一般不用设置mobile.apn(0,1,"name","user","password",nil,3) -- 专网卡设置的demo，name，user，password联系卡商获取
给读者的话
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