Управление офисным освещением по Wi-Fi. Часть 1: Wi-Fi модуль Atmel WINC1500

Введение


В данном цикле статей речь пойдет не о DIY разработке а-ля «Умный офис» или «коробочном» продукте, который мы предлагаем купить. Целью цикла является ознакомление читателей с основами работы по трем продуктам небезызвестной компании Atmel:

  • Микроконтроллером из серии SAMD21 с ядром Cortex-M0+
  • Wi-Fi модулем WINC1500
  • Технологией сенсорных кнопок Q-touch


Только вместо привычного мигания светодиодом на отладке, мы для пущей масштабности решили помигать светильниками в нашем офисе через Wi-Fi сеть с использованием промышленного протокола ModBus TCP, а управлять будем при помощи сенсорных кнопок и слайдеров. Использовать для этого будем уже хорошо знакому нашим читателям отладочную плату SAMD21 Xplained Pro, c 2-мя подключенными к ней модулями расширения ATWINC1500-XPRO и ATQT1-XPRO. Подключив модули расширения к отладке получаем следующую конструкцию:

7c03f0e429e84612b75612854e617a95.png

Немного об отладках серии Xplained Pro
Xplained Pro Kits — это серия отладочных плат среднего ценового сегмента (самыми дешевыми являются киты серии Xplained mini) на различные семейства микроконтроллеров Atmel и набор модулей расширения к ним. Причем, за счет унифицированных краевых разъемов на отладках модули расширения подходят к любой плате. Т.е. реализована концепция а-ля Arduino. На всех платах установлен отладчик EDBG. Остальная периферия на плате зависит от установленного на ней контроллера.


Постановка задачи


У нас в офисе установлены светодиодные управляемые (читай диммируемые) светильники, работающие по протоколу DALI. Для связи с внешним миром система освещения использует шлюз ModBus-DALI нашей разработки. Шлюз может управляться как по интерфейсу RS485 (ModBus RTU), так и через Ethernet (ModBus TCP). Для решения нашей задачи будем использовать последний. Таким образом, наша конструкция подключается к локальной сети по Wi-Fi, микроконтроллер анализирует состояние сенсорных кнопок и слайдера и преобразует их в команды протокола ModBus TCP. Те, в свою очередь, преобразуются в команды DALI и отсылаются на исполнение светильникам.
Примечание: шлюз ModBus DALI не является объектом описания в данном цикле статей, а принимается как данность и единственный способ интеграции в систему управления освещением (СУО).

Подключение Wi-Fi модуля WINC1500


Atmel, как и многие другие производители полупроводниковой техники, пытается найти себе тепленькое местечко в малопонятном, но набирающем силу и популярность финансовом «пузыре» под названием Internet Of Things. Поэтому свои Wi-Fi решения Atmel позиционирует как малопотребляющие и рассчитанные на применение в устройствах интернета вещей. Рассматриваемый в сегодняшней статье модуль WINC1500 рассчитан на работу с хост контроллером по последовательному интерфейсу UART/SPI/I2C. Модуль имеет чип-антенну на борту.

Краткие характеристики из даташита
  • IEEE®802.11 b/g/n 20MHz (1×1) solution
  • Single spatial stream in 2.4GHz ISM band
  • Integrated PA and T/R Switch
  • Integrated PCB antenna
  • Superior Sensitivity and Range via advanced PHY signal processing
  • Advanced Equalization and Channel Estimation
  • Advanced Carrier and Timing Synchronization
  • Wi-Fi Direct and Soft-AP support
  • Supports IEEE 802.11 WEP, WPA, WPA2 Security
  • Supports China WAPI security
  • Superior MAC throughput via hardware accelerated two-level A-MSDU/A-MPDU frame aggregation and block acknowledgement
  • On-chip memory management engine to reduce host load
  • SPI, UART, and I2C host interfaces
  • 2- or 3-wire Bluetooth® coexistence interface
  • Operating temperature range of -40°C to +85°C
  • I/O operating voltage of 2.7V to 3.6V
  • Integrated Flash memory for system software
  • Power Save Modes
  • Integrated Network IP stack to minimize host CPU requirements
  • Network features TCP, UDP, DHCP, ARP, HTTP, SSL, and DNS
  • Small footprint host driver (4KB flash — less than 1KB RAM)

Подключение модуля расширения к отладке и предварительная настройка


Отладка SAMD21 Xplained имеет 3 внешних разъема для подключения плат расширения. По умолчанию проект создается из предположения, что плата расширения с WINC1500 подключена к разъему отладки EXT1. Если требуется подключить её к другому разъему нужно в файле conf_winc.h поменять порты:

Дефайны для использования EXT3
//  ---------- PIN settings ---------
#define CONF_WINC_PIN_RESET                             PIN_PA27
#define CONF_WINC_PIN_CHIP_ENABLE               PIN_PA28
#define CONF_WINC_PIN_WAKE                              PIN_PB08

//    ---------- SPI settings ---------
#define CONF_WINC_USE_SPI                               (1)

/** SPI pin and instance settings. */
#define CONF_WINC_SPI_MODULE                    SERCOM2
#define CONF_WINC_SPI_SERCOM_MUX                SPI_SIGNAL_MUX_SETTING_D
#define CONF_WINC_SPI_PINMUX_PAD0               PINMUX_PA12C_SERCOM2_PAD0 /* out */
#define CONF_WINC_SPI_PINMUX_PAD1               PINMUX_PA13C_SERCOM2_PAD1 /* sck  */
#define CONF_WINC_SPI_PINMUX_PAD2               PINMUX_UNUSED /* cs driven from software */
#define CONF_WINC_SPI_PINMUX_PAD3               PINMUX_PA15C_SERCOM2_PAD3 /* in  */
#define CONF_WINC_SPI_CS_PIN                    PIN_PA14

/** SPI interrupt pin. */
#define CONF_WINC_SPI_INT_PIN                   PIN_PB09A_EIC_EXTINT9
#define CONF_WINC_SPI_INT_MUX                   MUX_PB09A_EIC_EXTINT9
#define CONF_WINC_SPI_INT_EIC                   (9)



Модуль соединен с хост контроллером на отладке по SPI, кроме того к модулю идет порт ввода вывода, которым модуль «дергает» при каком-либо событии (приеме/отправке пакета). В коде настроено аппаратное прерывание при изменении уровня на этом пине. При возникновении прерывания в обработчике увеличивается счетчик событий.

Настройка дебажного вывода в COM-порт


Встроенный отладчик EDBG определяется в диспетчере устройств как отладчик и как виртуальный COM-port, на вывод в который можно настроить один из SERCOM’ов микроконтроллера. Таким образом, можно выводить отладочные сообщения в COM-порт через тот же разъем USB-micro, через который идет программирование и отладка:

Код функции инициализации
static void configure_console(void)
{
        struct usart_config usart_conf;

        usart_get_config_defaults(&usart_conf);
        usart_conf.mux_setting = EDBG_CDC_SERCOM_MUX_SETTING;
        usart_conf.pinmux_pad0 = EDBG_CDC_SERCOM_PINMUX_PAD0;
        usart_conf.pinmux_pad1 = EDBG_CDC_SERCOM_PINMUX_PAD1;
        usart_conf.pinmux_pad2 = EDBG_CDC_SERCOM_PINMUX_PAD2;
        usart_conf.pinmux_pad3 = EDBG_CDC_SERCOM_PINMUX_PAD3;
        usart_conf.baudrate    = 115200;

        stdio_serial_init(&cdc_uart_module, EDBG_CDC_MODULE, &usart_conf);
        usart_enable(&cdc_uart_module);
}


Callback’и наше всё


Библиотека для работы с модулем WINC1500 построена по принципу Callback’ов, т.е. если мы что-то хотим от модуля (например, получить число доступных Wi-Fi сетей в радиоэфире), то мы вызываем соответствующую функцию (которая посылает нужный запрос в модуль) и модуль уходит «думать». Когда модуль сформирует результат, он изменит состояние пина INT, вызвав тем самым внешнее прерывание в микроконтроллере, обработчик которого увеличивает счетчик событий. При вызове функции m2m_wifi_handle_events (NULL); считывается количество событий и параметры (тип, необходимые данные) каждого события (в нашем примере, это завершение сканирования эфира и готовность выдать число найденных сетей) и вызывается соответствующая функция (Callback), если она инициализирована и зарегистрирована заранее.

6986e06989f44865ab136add166bb7b0.png

Проверка связи с WINC1500 по SPI


Для начала работы необходимо инициализировать модуль, настроить и зарегистрировать необходимые Callback’и. Для чтения параметров модуля callback не нужен, поэтому пока его не регистрируем и не делаем.

Инициализация модуля и получение его параметров
int main(void)
{
        tstrWifiInitParam settings;
        int8_t ret;

        // Initialize the board.
        system_init();

        // Initialize the UART console.
        configure_console();
        printf(STRING_HEADER);

        // Initialize the BSP.
        nm_bsp_init();

        // Initialize Wi-Fi parameters structure.
        memset((uint8_t *)&settings, 0, sizeof(tstrWifiInitParam));

        //Initialize Wi-Fi driver with data and status callbacks.
        ret = m2m_wifi_init(&settings);
        if (M2M_SUCCESS != ret) 
        {
                printf("main: m2m_wifi_init call error!(%d)\r\n", ret);
                while (1);
        }

        // Display WINC1500 chip information.
        printf("Chip ID : \r\t\t\t%x\r\n", (unsigned int)nmi_get_chipid());
        printf("RF Revision ID : \r\t\t\t%x\r\n", (unsigned int)nmi_get_rfrevid());
        printf("Done.\r\n\r\n");

        while (1);
        return 0;
}


Создание точки доступа


WINC1500 позволяет создавать точку доступа и раздавать подключившимся абонентам IP-адреса по DHCP. Начало main такое же, как в предыдущем примере, но добавляется инициализация структуры, содержащей параметры точки доступа, и создание точки доступа, а также регистрация callback перед инициализацией модуля:

// Initialize Wi-Fi parameters structure.
        memset((uint8_t *)&settings, 0, sizeof(tstrWifiInitParam));

        // Initialize Wi-Fi driver with data and status callbacks. 
        settings.pfAppWifiCb = wifi_cb;
        ret = m2m_wifi_init(&settings);
        if (M2M_SUCCESS != ret) 
        {
                printf("main: m2m_wifi_init call error!(%d)\r\n", ret);
                while (1);
        }


В режиме точки доступа WINC1500 поддерживается только и WEP шифрование (WPA не поддерживается), либо открытая Wi-Fi сеть. Так же поддерживается только 1 клиент.

Создание точки доступа. Дополнительный код
Код функции main:
 // Initialize AP mode parameters structure with SSID, channel and OPEN security type. 
        memset(&strM2MAPConfig, 0x00, sizeof(tstrM2MAPConfig));
        strcpy((char *)&strM2MAPConfig.au8SSID, MAIN_WLAN_SSID);
        strM2MAPConfig.u8ListenChannel = MAIN_WLAN_CHANNEL;
        strM2MAPConfig.u8SecType = MAIN_WLAN_AUTH;

        strM2MAPConfig.au8DHCPServerIP[0] = 192;
        strM2MAPConfig.au8DHCPServerIP[1] = 168;
        strM2MAPConfig.au8DHCPServerIP[2] = 1;
        strM2MAPConfig.au8DHCPServerIP[3] = 1;

#if USE_WEP
        strcpy((char *)&strM2MAPConfig.au8WepKey, MAIN_WLAN_WEP_KEY);
        strM2MAPConfig.u8KeySz = strlen(MAIN_WLAN_WEP_KEY);
        strM2MAPConfig.u8KeyIndx = MAIN_WLAN_WEP_KEY_INDEX;
#endif

        /* Bring up AP mode with parameters structure. */
        ret = m2m_wifi_enable_ap(&strM2MAPConfig);
        if (M2M_SUCCESS != ret) 
        {
                printf("main: m2m_wifi_enable_ap call error!\r\n");
                while (1);
        }

        printf("AP mode started. You can connect to %s.\r\n", (char *)MAIN_WLAN_SSID);

        while (1) 
        {

                while (m2m_wifi_handle_events(NULL) != M2M_SUCCESS);            // Handle pending events from network controller.
}       

// Код callback 
static void wifi_cb(uint8_t u8MsgType, void *pvMsg)
{
        switch (u8MsgType) {
        case M2M_WIFI_RESP_CON_STATE_CHANGED:
        {
                tstrM2mWifiStateChanged *pstrWifiState = (tstrM2mWifiStateChanged *)pvMsg;
                if (pstrWifiState->u8CurrState == M2M_WIFI_CONNECTED) {
                } else if (pstrWifiState->u8CurrState == M2M_WIFI_DISCONNECTED) {
                        printf("Station disconnected\r\n");
                }

                break;
        }

        case M2M_WIFI_REQ_DHCP_CONF:
        {
                uint8_t *pu8IPAddress = (uint8_t *)pvMsg;
                printf("Station connected\r\n");
                printf("Station IP is %u.%u.%u.%u\r\n",
                                pu8IPAddress[0], pu8IPAddress[1], pu8IPAddress[2], pu8IPAddress[3]);
                break;
        }

        default:
        {
                break;
        }
        }
}


Файл main.h:
/** Security mode */
#define USE_WEP                                  (1) /*< Set to (1) to use WEP, and (0) to use OPEN */

/** AP mode Settings */
#define MAIN_WLAN_SSID           "WINC1500_AP" /* < SSID */
#if USE_WEP
#define MAIN_WLAN_AUTH           M2M_WIFI_SEC_WEP /* < Security manner */
#define MAIN_WLAN_WEP_KEY        "1234567890" /* < Security Key in WEP Mode */
#define MAIN_WLAN_WEP_KEY_INDEX  (1)
#else
#define MAIN_WLAN_AUTH           M2M_WIFI_SEC_OPEN /* < Security manner */
#endif
#define MAIN_WLAN_CHANNEL        (6) /* < Channel number */



Работа в режиме точки доступа, в связи с озвученными ограничениями, не является основным режимом работы WINC1500, а служит в основном для реализации механизма подключения к сторонней точке доступа. Например, если в Вашем устройстве нет интерфейса для того, чтобы задать параметры сети (SSID и пароль), к которой необходимо подключиться, можно сначала создать собственную точку доступа и подключившись к ней передать каким-либо способом данные о целевой сети.
Кстати в модуле уже реализован этот механизм: специальной командой можно помимо старта собственной точки доступа, можно запустить встроенный в модуль WEB-сервер и подключившись к нему браузером задать параметры подключения к целевой сети.

Получение списка доступных сетей


Теперь просканируем эфир на предмет наличия Wi-Fi сетей и выведем их список в отладочный порт.
Для запуска сканирования достаточно вызвать функцию m2m_wifi_request_scan (M2M_WIFI_CH_ALL), сразу после инициализации модуля

 /* Initialize Wi-Fi parameters structure. */
        memset((uint8_t *)&settings, 0, sizeof(tstrWifiInitParam));
        /* Initialize Wi-Fi driver with data and status callbacks. */
        settings.pfAppWifiCb = wifi_cb;
        ret = m2m_wifi_init(&settings);
        if (M2M_SUCCESS != ret)
        {
                printf("main: m2m_wifi_init call error!(%d)\r\n", ret);
                while (1);
        }
        /* Request scan. */
        m2m_wifi_request_scan(M2M_WIFI_CH_ALL);

Но при этом нужно предусмотреть соответствующую обработку событий по сканированию в callback wifi_cb

Код wifi_cb для сканирования
static void wifi_cb(uint8_t u8MsgType, void *pvMsg)
{
        switch (u8MsgType) {
        case M2M_WIFI_RESP_SCAN_DONE:
        {
                tstrM2mScanDone *pstrInfo = (tstrM2mScanDone *)pvMsg;
                scan_request_index = 0;
                if (pstrInfo->u8NumofCh >= 1) 
                {
                        m2m_wifi_req_scan_result(scan_request_index);
                        scan_request_index++;
                } 
                else 
                {
                        m2m_wifi_request_scan(M2M_WIFI_CH_ALL);
                }

                break;
        }

        case M2M_WIFI_RESP_SCAN_RESULT:
        {
                tstrM2mWifiscanResult *pstrScanResult = (tstrM2mWifiscanResult *)pvMsg;
                uint16_t demo_ssid_len;
                uint16_t scan_ssid_len = strlen((const char *)pstrScanResult->au8SSID);

                /* display founded AP. */
                printf("[%d] SSID:%s\r\n", scan_request_index, pstrScanResult->au8SSID);

                num_founded_ap = m2m_wifi_get_num_ap_found();
                if (scan_ssid_len) {
                        /* check same SSID. */
                        demo_ssid_len = strlen((const char *)MAIN_WLAN_SSID);
                        if(     (demo_ssid_len == scan_ssid_len) &&     (!memcmp(pstrScanResult->au8SSID, (uint8_t *)MAIN_WLAN_SSID, demo_ssid_len))) 
                        {
                                /* A scan result matches an entry in the preferred AP List.
                                 * Initiate a connection request.
                                 */
                                printf("Found %s \r\n", MAIN_WLAN_SSID);
                                m2m_wifi_connect((char *)MAIN_WLAN_SSID,sizeof(MAIN_WLAN_SSID), MAIN_WLAN_AUTH,(void *)MAIN_WLAN_PSK,M2M_WIFI_CH_ALL);
                                break;
                        }
                }

                if (scan_request_index < num_founded_ap) 
                {
                        m2m_wifi_req_scan_result(scan_request_index);
                        scan_request_index++;
                }
                else 
                {
                        printf("can not find AP %s\r\n", MAIN_WLAN_SSID);
                        m2m_wifi_request_scan(M2M_WIFI_CH_ALL);
                }

                break;
        }

        case M2M_WIFI_RESP_CON_STATE_CHANGED:
        {
                tstrM2mWifiStateChanged *pstrWifiState = (tstrM2mWifiStateChanged *)pvMsg;
                if (pstrWifiState->u8CurrState == M2M_WIFI_CONNECTED) 
                {
                        m2m_wifi_request_dhcp_client();
                }
                else if (pstrWifiState->u8CurrState == M2M_WIFI_DISCONNECTED)
               {
                        printf("Wi-Fi disconnected\r\n");

                        /* Request scan. */
                        m2m_wifi_request_scan(M2M_WIFI_CH_ALL);
                }

                break;
        }

        case M2M_WIFI_REQ_DHCP_CONF:
        {
                uint8_t *pu8IPAddress = (uint8_t *)pvMsg;
                printf("Wi-Fi connected\r\n");
                printf("Wi-Fi IP is %u.%u.%u.%u\r\n", pu8IPAddress[0], pu8IPAddress[1], pu8IPAddress[2], pu8IPAddress[3]);
                break;
        }

        default:
        {
                break;
        }
        }
}



Отлаживать соединение и передачу данных по UDP/TCP и вообще дебажить очень удобно Геркулесом)
Дебажный вывод результата сканирования:
c7e39d45c2a34d36ac27897f2f1e3248.png

Подключение по DHCP


По умолчанию WINC подключается по DHCP, и по намекам в разных комментариях и документах Atmel, они хотят прекрыть возможность подключаться со статическим IP.

При подключении по DHCP код callback должен обрабатывать соответствующее событие.

Код wifi_cb при использовании DHCP
static void wifi_cb(uint8_t u8MsgType, void *pvMsg)
{
        switch (u8MsgType) {
        case M2M_WIFI_RESP_CON_STATE_CHANGED:
        {
                tstrM2mWifiStateChanged *pstrWifiState = (tstrM2mWifiStateChanged *)pvMsg;
                if (pstrWifiState->u8CurrState == M2M_WIFI_CONNECTED)
               {
                        printf("wifi_cb: M2M_WIFI_RESP_CON_STATE_CHANGED: CONNECTED\r\n");
                        m2m_wifi_request_dhcp_client();
                } 
               else if (pstrWifiState->u8CurrState == M2M_WIFI_DISCONNECTED) 
               {
                        printf("wifi_cb: M2M_WIFI_RESP_CON_STATE_CHANGED: DISCONNECTED\r\n");
                        wifi_connected = 0;
                        m2m_wifi_connect((char *)MAIN_WLAN_SSID, sizeof(MAIN_WLAN_SSID), MAIN_WLAN_AUTH, (char *)MAIN_WLAN_PSK, M2M_WIFI_CH_ALL);
                }

                break;
        }

        case M2M_WIFI_REQ_DHCP_CONF:
        {
                uint8_t *pu8IPAddress = (uint8_t *)pvMsg;
                wifi_connected = 1;
                printf("wifi_cb: M2M_WIFI_REQ_DHCP_CONF: IP is %u.%u.%u.%u\r\n",pu8IPAddress[0], pu8IPAddress[1], pu8IPAddress[2], pu8IPAddress[3]);
                break;
        }

        default:
        {
                break;
        }
        }
}


Подключение со статическим адресом


Для подключения со статическим адресом сначала надо запретить автоматическое подключение по dhcp в main после инициализации модуля:

 m2m_wifi_enable_dhcp(0);


И соответствующим образом изменить callback:

Код wifi_cb при использовании статического IP
static void wifi_cb(uint8_t u8MsgType, void *pvMsg)
{
        
        printf("wifi_cb: u8MsgType= %d\n",u8MsgType);
        switch (u8MsgType) {
        case M2M_WIFI_RESP_CON_STATE_CHANGED:
        {
                tstrM2mWifiStateChanged *pstrWifiState = (tstrM2mWifiStateChanged *)pvMsg;
                if (pstrWifiState->u8CurrState == M2M_WIFI_CONNECTED) 
                {
                        printf("wifi_cb: M2M_WIFI_RESP_CON_STATE_CHANGED: CONNECTED\r\n");
                                
                        tstrM2MIPConfig ip_client;
                        ip_client.u32StaticIP = _htonl(0xc0a8142d); //corresponds to 192.168.20.45
                        ip_client.u32DNS = _htonl(0xc0a80266); //corresponds to 192.168.2.102
                        ip_client.u32SubnetMask =_htonl(0xFFFFFF00); //corresponds to 255.255.255.0
                        ip_client.u32Gateway = _htonl(0xc0a81401);  //corresponds to 192.168.20.1
                        m2m_wifi_set_static_ip(&ip_client);
                
                        wifi_connected = 1;
                }
                else
                {
                        if (pstrWifiState->u8CurrState == M2M_WIFI_DISCONNECTED) 
                        {
                           printf("wifi_cb: M2M_WIFI_RESP_CON_STATE_CHANGED: DISCONNECTED\r\n");
                           wifi_connected = 0;
                           m2m_wifi_connect((char *)MAIN_WLAN_SSID, sizeof(MAIN_WLAN_SSID), MAIN_WLAN_AUTH, (char *)MAIN_WLAN_PSK, M2M_WIFI_CH_ALL);
                        }
                }
                break;
        }

        default:
                break;
        }
}



Работа с TCP/IP стеком


Большинство API для работы с TCP/IP стеком через WINC1500 реализованы по аналогии с сокетам Беркли.

Беркли API WINC API Server/Client TCP/UDP Описание
socket socket Both Both Создает новый сокет
connect connect Client TCP Устанавливает TCP соединение с удаленным сервером
bind bind Server Both Биндит сокет с IP адресом и портом
listen listen Server TCP Создает TCP сервер
send send Both Both Отправляет данные в сокет
sendto sendto Both UDP Посылает пакет по UDP
recv recv Both Both Получает пакет
recvfrom recvfrom Both Both Получает пакет
close close Both Both Закрывает соединение и освобождает ресурсы
gethostbyname gethostbyname Both Both Получает IP адрес по имени хоста
setsockopt setsockopt Both Both Устанавливает опции сокета
htons/ntohs htons/ntohs Both Both Меняет порядок байт в 2-байтовых целых из представления хоста в сетевое и наоборот
htonl/ntohl htonl/ntohl Both Both Меняет порядок байт в 4-байтовых целых из представления хоста в сетевое и наоборот

Примечание: API функции Беркли write, read, gethostbyaddr, select, poll, getsockopt в WINC1500 не поддерживаются.

UDP и TCP


Для работы по UDP и TCP необходимо создать соответствующие сокеты, инициализировать их, открыть, написать и зарегистрировать callback для обработки приема/передачи данных. Не будем подробно останавливаться на каждом случае (UDP отправка/прием, TCP клиент/сервер), рассмотрим основные моменты.
Инициализация параметров сокета осуществляется с помощью соответствующей структуры. В ней нужно задать тип подключения, порт, IP сервера (в виде 0xc0a814ff, например для 192.168.20.255)

struct sockaddr_in src_addr;

        addr.sin_family = AF_INET;
        addr.sin_port = _htons(MAIN_WIFI_M2M_SERVER_PORT);
        addr.sin_addr.s_addr = _htonl(MAIN_WIFI_M2M_SERVER_IP);


Инициализируем сокет и callback к нему, а также подключаемся к сети с заданными ранее параметрами в структуре addr:

 socketInit();
        registerSocketCallback(socket_cb, NULL);

        // Connect to router.
        m2m_wifi_connect((char *)MAIN_WLAN_SSID, sizeof(MAIN_WLAN_SSID), MAIN_WLAN_AUTH, (char *)MAIN_WLAN_PSK, M2M_WIFI_CH_ALL);
        printf("m2m_wifi_connect!\r\n");


В основном цикле создаем сокет и биндим его и реализовываем поддержку соединения (в случае отключения переподключение). И для UDP и для TCP эту процедуры аналогичны за исключением типа подключения (SOCK_DGRAM UDP, SOCK_STREAM TCP).

SOCKET rx_socket = -1;
В while(1):
        if (rx_socket < 0)
        {
                   if ((rx_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) 
                   {
                          printf("main: failed to create RX UDP Client socket error!\r\n");
                          continue;
                   }
                   // Socket bind 
                   bind(rx_socket, (struct sockaddr *)&src_addr, sizeof(struct sockaddr_in));

        }
        if (wifi_connected == M2M_WIFI_CONNECTED)
        {
                // Open client socket. 
                if (rx_socket < 0) 
                {
                        if ((rx_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) 
                        {
                                printf("main: failed to create TCP client socket error!\r\n");
                                continue;
                        }
                        // Connect server                               
                       printf("socket_number new connection: %d\r\n", rx_socket);
                       ret=connect(rx_socket, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(struct sockaddr_in));
                       printf("ret value: %d\r\n", ret);
                       connected = FALSE;
                       if (ret < 0) 
                       {
                                        close(rx_socket);
                                        rx_socket = -1;
                        }
                }
        }


Callback должен обрабатывать события подключения/бинда, приема, передачи данных и для сервера TCP: listen, accept.
Пример callback для одновременной работы то UDP (rx_socket) и TCP (tcp_client_socket):

socket_cb для UDP и TCP
static void socket_cb(SOCKET sock, uint8_t u8Msg, void *pvMsg)
{
        // Check for socket event on RX socket. 
        if (sock == rx_socket)
        {
                if (u8Msg == SOCKET_MSG_BIND) 
                {
                        tstrSocketBindMsg *pstrBind = (tstrSocketBindMsg *)pvMsg;
                        if (pstrBind && pstrBind->status == 0) 
                        {
                                // Prepare next buffer reception. 
                                sock_bind_state = 1;
                                recv(sock, udp_data_rx, MAIN_WIFI_M2M_BUFFER_SIZE, 0);
                        } 
                        else 
                        {
                                printf("socket_cb: bind error!\r\n");
                        }
                } 
                else if (u8Msg == SOCKET_MSG_RECVFROM) 
                {
                        tstrSocketRecvMsg *pstrRx = (tstrSocketRecvMsg *)pvMsg;
                        if (pstrRx->pu8Buffer && pstrRx->s16BufferSize) 
                        {
                                delay = 0;
                                sock_rx_state = pstrRx->s16BufferSize;
                                printf("socket_cb udp recv!\r\n");
                                printf("rx packet length= %d\n",pstrRx->s16BufferSize);
                        } 
                        else
                        {
                                if (pstrRx->s16BufferSize == SOCK_ERR_TIMEOUT) 
                                {
                                        // Prepare next buffer reception. 
                                       recv(sock, udp_data_rx, MAIN_WIFI_M2M_BUFFER_SIZE, 0);
                                }
                        }
                }
                if (u8Msg == SOCKET_MSG_SENDTO) 
                {
                        recv(sock, udp_data_rx, MAIN_WIFI_M2M_BUFFER_SIZE, 0);
                        sock_tx_state = 1;
                }
        }
        if (sock == tcp_client_socket)
        {               
           switch (u8Msg) 
           {
                   // Socket connected
                   case SOCKET_MSG_CONNECT:
                   {
                      tstrSocketConnectMsg *pstrConnect = (tstrSocketConnectMsg *)pvMsg;
                          if (pstrConnect && pstrConnect->s8Error >= 0)
                          {
                                  printf("socket_cb tcp connect!\r\n");
                                  tcp_ready_to_send=1;
                          }
                          else
                          {
                                  close(tcp_client_socket);
                                  tcp_client_socket = -1;
                          }
                  }
                  break;

                  // Message send
                  case SOCKET_MSG_SEND:
                  {
                           printf("socket_cb tcp send!\r\n");
                          recv(tcp_client_socket, tcp_data_rx, sizeof(tcp_data_rx), 0);
                          tcp_tx_ready=1;
                  }
                  break;

                  // Message receive
                  case SOCKET_MSG_RECV:
                  {
                          
                          tstrSocketRecvMsg *pstrRecv = (tstrSocketRecvMsg *)pvMsg;
                          if (pstrRecv && pstrRecv->s16BufferSize > 0)
                          {
                                  tcp_rx_ready=pstrRecv->s16BufferSize;
                          }
                          else
                          {
                                  close(tcp_client_socket);
                                  tcp_client_socket = -1;
                          }
                  }
                  break;

                  default:
                    break;
           }            
        }
}



При этом важно не забывать вызывать в while (1) функцию обработки событий от модуля:

m2m_wifi_handle_events(NULL);


Заключение

Теперь, используя полученные знания мы уже можем подключиться по локальной сети к нашему ModBus-DALI шлюзу. Шлюз является TCP сервером на 502 порту. Но об этом в третьей части цикла, который мы посвятим реализации протокола ModBus TCP поверх нашей локальной сети. Во второй части рассмотрим подключение и использование сенсорных кнопок в качестве интерфейса управления. До новых встреч.

© Geektimes