【HarmonyOS HiSpark Wi-Fi IoT 套件试用连载】九：远程TCP通信

本文来源电子发烧友社区，作者：李元江， 帖子地址：https://bbs.elecfans.com/jishu_2028163_1_1.html

今天的帖子是关于如何让手机可以与wifiiot进行远程通信。通过远程的TCP中转服务端，让手机与板子进行可以进行远程数据传输。

一、数据传输过程

该过程与局域网内的TCP服务端与客户端数据传输过程很类似。局域网内是这样的，两个设备在同一个局域网内，一个作为TCP服务端，一个作为TCP客户端，这样这两个设备就是进行局域网内的数据通信。但是两个设备不在同一个网络内，数据传输在上面的方法是行不通的。这时可以借助一个在公网的TCP中转服务端，实现两个设备的远程数据传输。数据传输过程为两个设备都作为TCP客户端，一个设备把数据传输到服务端，然后服务端把数据传输到另一个设备。但是这也要求，这两个设备的网络是可以连接到公网的，否则是无法连接到公网的TCP服务端。

二、软件设计

首先我们需要一个在公网的TCP客户端。如果各位自己有云服务器的，可以自行搭建一个TCP中转服务端。我使用的客户端是别人用于测试的客户端。软件方面需要考虑几个问题：

• 连接服务器的切换在我的上几个帖子上，需要连接其他服务器获取时间数据或者获取天气数据。这时，我们需要在进行连接服务器切换，确保获取的数据正常。
• 连接状态检测我们还需要进行连接状态检查，如果与TCP服务端断开，是无法正常进行数据交互的。
• 连接重连如果检查到连接断开，或者没有连接成功，需要重新尝试进行与服务端的连接。

1、TCP相关函数

新建tcp_connect.c tcp_connect.h文件，里面主要是与TCP连接、TCP连接断开、TCP数据发送、数据接收相关的函数。注意：TCPIPADDR、TCPPORT是公网TCP客户端IP地址和端口号。其实这几个函数是在之前的tcp例程中拆分出来的，把一个函数划分为四个函数而已。

• 设置接收超时之前的例程中，没有加入接收超时机制，如果没有接收到数据，会一直呈现阻塞状态，其他任务可能会出现无法正常运行的状态，所以我们需要加入超时机制，超过一定时间没接收到数据，也会推出退出接收过程。timeval 在头文件中。//设置接收超时struct timeval timeout={2,0};//1sif (setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,(char *)&timeout,sizeof(struct timeval)) == -1){ printf("setsockopt failed!rn"); //goto do_cleanup;}
• tcp_connect.c

1. #include "tcp_connect.h"
2. //#define TCPIPADDR "192.168.3.9"
3. //#define TCPPORT 5678
4. #define TCPIPADDR "115.29.109.104"
5. #define TCPPORT 6545
6. ​
7. static int sockfd;
8. static int netId;
9. static struct sockaddr_in serverAddr = {0};
10. ​
11. TCP_STATIC connect_status = DISCONNECTED;
12. //extern char sendData[30];
13. ​
14. bool TcpConnect(void)
15. {
16. bool connectflag = false;
17. WifiDeviceConfig config = {0};
18. ​
19. // 准备AP的配置参数
20. strcpy(config.ssid, PARAM_HOTSPOT_SSID);
21. strcpy(config.preSharedKey, PARAM_HOTSPOT_PSK);
22. config.securityType = PARAM_HOTSPOT_TYPE;
23. osDelay(10);
24. netId= ConnectToHotspot(&config);
25. ​
26. sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // TCP socket
27. ​
28. serverAddr.sin_family = AF_INET;// AF_INET表示IPv4协议
29. serverAddr.sin_port = htons(TCPPORT);// 端口号，从主机字节序转为网络字节序
30. if (inet_pton(AF_INET, TCPIPADDR , &serverAddr.sin_addr) <= 0) {  // 将主机IP地址从“点分十进制”字符串 转化为 标准格式（32位整数）
31. printf("inet_pton failed!rn");
32. goto do_cleanup;
33. }
34. ​
35. //设置接收超时
36. struct timeval timeout={2,0};//1s
37. if (setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,(char *)&timeout,sizeof(struct timeval)) == -1)
38. {
39. printf("setsockopt failed!rn");
40. //goto do_cleanup;
41. }
42. ​
43. // 尝试和目标主机建立连接，连接成功会返回0 ，失败返回 -1
44. if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) < 0) {
45. printf("connect failed!rn");
46. goto do_cleanup;
47. }
48. printf("connect to server %s success!rn",TCPIPADDR);
49. connectflag = true;
50. connect_status = CONNECTED;
51. do_cleanup:
52. return connectflag;
53. }
54. ​
55. bool TcpDisconnect(void){
56. ​
57. close(sockfd);
58. DisconnectWithHotspot(netId);
59. connect_status = DISCONNECTED;
60. return true;
61. }
62. ​
63. bool TcpSend(char *data,int len){
64. // printf("send start!n");
65. int retval = send(sockfd, data , len, 0);
66. if (retval < 0) {
67. //printf("send request failed!rn");
68. return false;
69. }
70. else{
71. // printf("send OK!n");
72. return true;
73. }
74. }
75. ​
76. extern char revData[30];
77. bool TcpRev(void){
78. int retval =0;
79. retval = recv(sockfd, &revData, sizeof(revData), 0);
80. if (retval <= 0) {
81. // printf("rev from server failed or done, %ld!rn", retval);
82. return false;
83. }
84. revData[retval] = '';
85. return true;
86. }

复制代码

• tcp_connect.h

1. #ifndef __TCP_CONNECT_H
2. #define __TCP_CONNECT_H
3. ​
4. ​
5. #include
6. #include
7. #include
8. ​
9. #include "net_demo.h"
10. #include "net_common.h"
11. #include "net_params.h"
12. #include "wifi_connecter.h"
13. #include "ohos_init.h"
14. #include "cmsis_os2.h"
15. ​
16. typedef enum{
17. DISCONNECTED = 0,
18. CONNECTED,
19. }TCP_STATIC;
20. ​
21. extern TCP_STATIC connect_status;
22. ​
23. bool TcpConnect(void);
24. bool TcpDisconnect(void);
25. bool TcpSend(char *data,int len);
26. bool TcpRev(void);
27. ​
28. #endif/*__TCP_CONNECT_H*/

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2、TCP数据接收和发送任务

新建tcptask.c 这里面这要是新建两个任务，一个是数据发送任务，一个是数据发送任务。

• 数据发送任务在数据发送任务中，如果与服务端连接状态正常，会每隔两秒发送一次数据到服务端。这里有连接状态检查和连接重连机制，如果数据发送不成功，则把连接状态看为是未连接状态。在未连接状态，每隔两秒会尝试重新连接服务端，直到再一次成功连接上服务端。
• 数据接收任务为了保证能够随时接收到服务端发送过来的数据，该任务会每10ms调度一次。在连接状态为已连接情况下，会执行TCP数据接收函数。

1. #include
2. #include
3. #include
4. ​
5. #include "tcp_connect.h"
6. #include "ohos_init.h"
7. #include "cmsis_os2.h"
8. ​
9. char sendData[]="hellow tcp!";
10. char revData[30]="";
11. typedef enum{
12. GET_NORMAL =0 ,
13. GET_PROPRESS,
14. GET_SUC,
15. GET_FAIL,
16. }GET_STATUS;
17. ​
18. extern GET_STATUS Get_Status;
19. ​
20. static void TcpSendTask(void *arg)
21. {
22. sleep(3);
23. uint8_t i = 0;
24. while(1){
25. if(TcpConnect())
26. {
27. printf("Tcp Connect Sucn");
28. break;
29. }
30. else{
31. i++;
32. }
33. if(i>10)
34. break;
35. }
36. if(i>10)
37. printf("Tcp Connect failn");
38. ​
40. (void)arg;
41. while(1)
42. {
44. if(connect_status == CONNECTED)
45. {
46. if(!TcpSend(sendData,sizeof(sendData)-1)){
47. connect_status = DISCONNECTED;
48. TcpDisconnect();
49. }
50. }
51. else{
52. if(Get_Status == GET_NORMAL){
53. if(TcpConnect()){
54. printf("Tcp Connect Sucn");
55. }
56. }
57. }
58. sleep(2);
59. }
60. }
61. ​
62. static void TcpSendTaskHandle(void)
63. {
64. osThreadAttr_t attr;
65. attr.name = "TcpSendTask";
66. attr.attr_bits = 0U;
67. attr.cb_mem = NULL;
68. attr.cb_size = 0U;
69. attr.stack_mem = NULL;
70. attr.stack_size = 4096;
71. attr.priority = osPriorityNormal;
72. if (osThreadNew(TcpSendTask, NULL, &attr) == NULL) {
73. printf("[TcpSendTaskHandle] Falied to create TcpSendTask!n");
74. }
75. }
76. APP_FEATURE_INIT(TcpSendTaskHandle);
77. ​
78. ​
79. static void TcpRevTask(void *arg){
80. (void)arg;
81. while(1)
82. {
83. if(connect_status == CONNECTED)
84. {
85. if(TcpRev()){
86. printf("%s",revData);
87. }
88. }
89. usleep(10000);
90. }
91. }
92. ​
93. static void TcpRevTaskHandle(void)
94. {
95. osThreadAttr_t attr;
96. attr.name = "TcpRevTask";
97. attr.attr_bits = 0U;
98. attr.cb_mem = NULL;
99. attr.cb_size = 0U;
100. attr.stack_mem = NULL;
101. attr.stack_size = 4096;
102. attr.priority = osPriorityNormal;
103. if (osThreadNew(TcpRevTask, NULL, &attr) == NULL) {
104. printf("[TcpRevTaskHandle] Falied to create TcpRevTask!n");
105. }
106. }
107. APP_FEATURE_INIT(TcpRevTaskHandle);

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3、连接服务器切换

前面也说了，在获取时间或者天气数据时，需要进行连接服务端的切换，确保能接收到正确的数据。在keytask.c文件进行修改。在获取时间和天气函数前加上TCP服务断开函数，获取完之后，加上TCP连接函数。

1. if((voltage>0.45 && voltage<0.65)&&(!keyflag))
2. {
3. keyflag = true;
4. if(connect_status == CONNECTED)
5. TcpDisconnect();
6. //OledShowString(16,7,"Sync time...",1);
7. //getNtpTime();
8. //OledFillScreen(0);
9. switch (Now_Screen){
10. case TIMESCREEN:
11. //OledShowString(16,7,"Sync time...",1);
12. Get_Status = GET_PROPRESS;
13. if(getNtpTime()){
14. Get_Status = GET_SUC;
15. }
16. //OledFillScreen(0);
17. else
18. {
19. //OledShowString(0,7,"Get fail...",1);
20. Get_Status = GET_FAIL;
21. }
22. break;
23. case NOWSCREEN:
24. //OledShowString(0,7,"Get Weather...",1);
25. Get_Status = GET_PROPRESS;
26. if(getWeather())
27. //OledFillScreen(0);
28. Get_Status = GET_SUC;
29. else
30. {
31. //OledShowString(0,7,"Get fail...",1);
32. Get_Status = GET_FAIL;
33. }
34. break;
35. case TOSCREEN:
36. Get_Status = GET_PROPRESS;
37. if(getWeather())
38. Get_Status = GET_SUC;
39. else
40. {
41. Get_Status = GET_FAIL;
42. }
43. break;
44. case ATOSCREEN:
45. Get_Status = GET_PROPRESS;
46. if(getWeather())
47. Get_Status = GET_SUC;
48. else
49. {
50. Get_Status = GET_FAIL;
51. }
52. break;
53. ​
54. default:
55. break;
56. }
57. TcpConnect();
58. }

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三、演示情况

在手机端需要安装网络调试助手，附件里有我在大学时自己做的一个APP，里面包含网络调试功能。感兴趣的可以自己下载安装，就是界面很丑，有时间再进行好好进行优化。

连接到服务端，该服务端与wifiiot连接的服务端IP和端口一致。

手机数据接收情况，每隔两秒会接收到wifiiot发送过来的“hello tcp！”信息。

手机端发送123456，wifiiot成功接收到数据，并通过串口打印出来。

四、总结

通过公网的TCP中转服务端，实现两个不同网络的设备之间进行远程数据传输，这只是两个设备之间进行远程通信的一种方式。现在不能设置连接wifi和服务端的IP、端口，后面有时间再慢慢进行改进吧。