ESP32 开发笔记(三）源码示例 18_WIFI_AP_UDP 在软AP模式下实现UDP通信
开发板购买连接windows
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开发板简介
开发环境搭建 windows
基础例程：
0_Hello Bug （ESP_LOGX与printf） 工程模板/打印调试输出
1_LED LED亮灭控制
2_LED_Task 使用任务方式控制LED
3_LEDC_PWM 使用LEDC来控制LED实现呼吸灯效果
4_ADC_LightR 使用ADC读取光敏电阻实现光照传感
5_KEY_Short_Long 按钮长按短按实现
6_TouchPad_Interrupt 电容触摸中断实现
7_WS2812_RMT 使用RMT实现RGB_LED彩虹变色示例
8_DHT11_RMT 使用RMT实现读取DHT11温湿度传感器
9_SPI_SDCard 使用SPI总线实现TF卡文件系统示例
10_IIC_ADXL345 使用IIC总线实现读取ADXL345角度加速度传感器
11_IIC_AT24C02 使用IIC总线实现小容量数据储存测试
12_IR_Rev_RMT 使用RMT实现红外遥控接收解码（NEC编码）
13_IR_Send_RMT 使用RMT实现红外数据发送（NEC编码）
14_WIFI_Scan 附近WIFI信号扫描示例
15_WIFI_AP 建立软AP示例
16_WIFI_AP_TCP_Server 在软AP模式下实现TCP服务端
17_WIFI_AP_TCP_Client 在软AP模式下实现TCP客户端
18_WIFI_AP_UDP 在软AP模式下实现UDP通信
19_WIFI_STA 建立STA站模链接路由器
20_WIFI_STA_TCP_Server 在站模式STA下实现TCP服务端
21_WIFI_STA_TCP_Client 在站模式STA下实现TCP客户端
22_WIFI_STA_UDP 在站模式STA下实现UDP通信
23_LCD_Test LCD液晶触摸屏显示测试
24_LVGL_Test LVGL图形库简单示例缓存
AP 模式介绍
接入点（AP）是一种提供 Wi-Fi 网络访问的设备，并将其链接到有线网络的装置。ESP32除了不具备与有线网络的接口外，还能够提供相似的功能。这种操做模式称为软接入点（soft-AP）。能够同时链接到soft-AP的最大站数能够设置4，默认为4。
当ESP32单独处于AP模式下时，能够被认为是一个没法访问外网的局域网WiFi路由器节点，它能够接受各种设备的链接请求。并能够和链接设备进行TCP、UDP链接，实现数据流。在局域物联网的设计中能够承担数据收发节点的做用。服务器
UDP协议介绍
UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）
UDP是传输层的协议，功能即为在IP的数据报服务之上增长了最基本的服务：复用和分用以及差错检测。网络
UDP提供不可靠服务，具备TCP所没有的优点：app
UDP无链接，时间上不存在创建链接须要的时延。空间上，TCP须要在端系统中维护链接状态，须要必定的开销。此链接装入包括接收和发送缓存，拥塞控制参数和序号与确认号的参数。UCP不维护链接状态，也不跟踪这些参数，开销小。空间和时间上都具备优点。
举个例子：socket
DNS若是运行在TCP之上而不是UDP，那么DNS的速度将会慢不少。
HTTP使用TCP而不是UDP，是由于对于基于文本数据的Web网页来讲，可靠性很重要。
同一种专用应用服务器在支持UDP时，必定能支持更多的活动客户机。tcp
分组首部开销小**，TCP首部20字节，UDP首部8字节。函数
UDP没有拥塞控制，应用层可以更好的控制要发送的数据和发送时间，网络中的拥塞控制也不会影响主机的发送速率。某些实时应用要求以稳定的速度发送，能容 忍一些数据的丢失，可是不能容许有较大的时延（好比实时视频，直播等）oop
UDP提供尽最大努力的交付，不保证可靠交付。全部维护传输可靠性的工做须要用户在应用层来完成。没有TCP的确认机制、重传机制。若是由于网络缘由没有传送到对端，UDP也不会给应用层返回错误信息
UDP是面向报文的，对应用层交下来的报文，添加首部后直接乡下交付为IP层，既不合并，也不拆分，保留这些报文的边界。对IP层交上来UDP用户数据报，在去除首部后就原封不动地交付给上层应用进程，报文不可分割，是UDP数据报处理的最小单位。
正是由于这样，UDP显得不够灵活，不能控制读写数据的次数和数量。好比咱们要发送100个字节的报文，咱们调用一次sendto函数就会发送100字节，对端也须要用recvfrom函数一次性接收100字节，不能使用循环每次获取10个字节，获取十次这样的作法。
UDP经常使用一次性传输比较少许数据的网络应用，如DNS,SNMP等，由于对于这些应用，如果采用TCP，为链接的建立，维护和拆除带来不小的开销。UDP也经常使用于多媒体应用（如IP电话，实时视频会议，流媒体等）数据的可靠传输对他们而言并不重要，TCP的拥塞控制会使他们有较大的延迟，也是不可容忍的
实验流程
一、ESP32建立AP
二、建立UDP监听
三、等待电脑/手机链接此ESP32建立好的AP
四、等待电脑/手机中的UDP发来消息，原样把消息返回
1、编写代码
先引用必要头文件
#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"
编写主函数
// 主函数
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_softap();
//新建一个udp链接任务
xTaskCreate(&udp_connect, "udp_connect", 4096, NULL, 5, NULL);
}
建立AP函数
// WIFI做为AP的初始化
void wifi_init_softap()
{
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 = {
.ap = {
.ssid = SOFT_AP_SSID,
.password = SOFT_AP_PAS,
.ssid_len = 0,
.max_connection = SOFT_AP_MAX_CONNECT,
.authmode = WIFI_AUTH_WPA_WPA2_PSK,
},
};
if (strlen(SOFT_AP_PAS) == 0){
wifi_config.ap.authmode = WIFI_AUTH_OPEN;
}
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_AP) );
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(ESP_IF_WIFI_AP, &wifi_config));
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());
ESP_LOGI(TAG, "SoftAP set finish,SSID:%s password:%s \n",wifi_config.ap.ssid, wifi_config.ap.password);
}
UDP链接任务
// 创建UDP链接并从UDP接收数据
static void udp_connect(void *pvParameters)
{
//等待WIFI链接成功事件，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...");
//创建UDP接收数据任务
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函数
// 创建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); /*参数和TCP不一样*/
if (connect_socket < 0){
//打印报错信息
show_socket_error_reason("create client", connect_socket);
//新建失败后，关闭新建的socket，等待下次新建
close(connect_socket);
return ESP_FAIL;
}
//配置链接服务器信息
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); //设置本地端口
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; //长度
char databuff[1024] = "Hello Server,Please ack!!"; //缓存
//测试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;
}
接收处理数据任务
// 接收数据任务
void recv_data(void *pvParameters)
{
int len = 0; //长度
char databuff[1024]; //缓存
while (1){
memset(databuff, 0x00, sizeof(databuff));//清空缓存
//读取接收数据
len = recvfrom(connect_socket, databuff, sizeof(databuff), 0,(struct sockaddr *) &client_addr, &socklen);
if (len > 0){
//打印接收到的数组
ESP_LOGI(TAG, "UDP Client recvData: %s", databuff);
//接收数据回发
sendto(connect_socket, databuff, strlen(databuff), 0,(struct sockaddr *) &client_addr, sizeof(client_addr));
}else{
//打印错误信息
show_socket_error_reason("UDP Client recv_data", connect_socket);
break;
}
}
close_socket();
vTaskDelete(NULL);
}
WIFI事件处理
// wifi 事件
static esp_err_t event_handler(void *ctx, system_event_t *event)
{
switch (event->event_id)
{
case SYSTEM_EVENT_AP_STACONNECTED: //AP模式-有STA链接成功
//做为ap，有sta链接
ESP_LOGI(TAG, "station:" MACSTR " join,AID=%d\n",MAC2STR(event->event_info.sta_connected.mac),event->event_info.sta_connected.aid);
xEventGroupSetBits(udp_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT);
break;
case SYSTEM_EVENT_AP_STADISCONNECTED://AP模式-有STA断线
ESP_LOGI(TAG, "station:" MACSTR "leave,AID=%d\n",MAC2STR(event->event_info.sta_disconnected.mac),event->event_info.sta_disconnected.aid);
xEventGroupClearBits(udp_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT);
break;
default:
break;
}
return ESP_OK;
}
2、下载测试
打开ESP-IDF Command Prompt
cd命令进入此工程目录
cd F:\ESP32_DevBoard_File\18_WIFI_AP_UDP
查看电脑设备管理器中开发板的串口号
执行idf.py -p COM9 flash monitor从串口9下载并运行打开口显示设备调试信息 Ctrl+c退出运行
测试流程
下载代码后，电脑端等待出现“HelloBug”的WIFI，链接它，密码是12345678（在代码中可更改）
链接成功后，电脑端打开网络调试助手
选择链接方式为“UDP ”
本地主机地址：192.168.4.2（在开发板打印信息中/电脑本地链接状态中能够查询到）
本地主机端口：1257（随便写不能是9527，开发板端口为9527）
单击链接
远程主机输入192.168.4.1 :9527或255.255.255.255 :9527
发送数据，开发板会返回相同数据，具体查看串口信息。
测试效果以下图：