SP32开发之路（7）—ESP32作为TCP客户端连接到局域网的PC机
本次开发是在Ubuntu下的，使用的模块是GOOUUU-ESP32，使用VSCode编辑项目。代码使用来自esp-idf的例程。
一、代码准备
从上个工程：ESP32开发之路（6）—连接到WiFi然后保存ssid和password，将其中的代码封装成一个wifi_connect_init()函数，新建app_wifi.c文件，在app_main.c代码的基础上，将app_main()函数修改为wifi_connect_init()函数：
void wifi_connect_init(void)
{
/* 定义一个gpio配置结构体 初始化LED */
gpio_config_t gpio_config_structure;
/* 初始化gpio配置结构体*/
gpio_config_structure.pin_bit_mask = (1ULL << GPIO_LED_NUM);/* 选择gpio2 */
gpio_config_structure.mode = GPIO_MODE_OUTPUT; /* 输出模式 */
gpio_config_structure.pull_up_en = 0; /* 不上拉 */
gpio_config_structure.pull_down_en = 0; /* 不下拉 */
gpio_config_structure.intr_type = GPIO_PIN_INTR_DISABLE; /* 禁止中断 */
/* 根据设定参数初始化并使能 */
gpio_config(&gpio_config_structure);
/* 默认熄灭LED */
gpio_set_level(GPIO_LED_NUM, 0); /* 熄灭 */
/* 初始化非易失性存储库 (NVS) */
esp_err_t err = nvs_flash_init();
if (err == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || err == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND) {
/* NVS分区被截断，需要删除,然后重新初始化NVS */
ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
err = nvs_flash_init();
}
ESP_ERROR_CHECK( err );
/* 定义一个NVS操作句柄 */
nvs_handle wificfg_nvs_handler;
/* 打开一个NVS命名空间 */
ESP_ERROR_CHECK( nvs_open("WiFi_cfg", NVS_READWRITE, &wificfg_nvs_handler) );
uint32_t wifi_update = 0;
err = nvs_get_u32(wificfg_nvs_handler,"wifi_update",&wifi_update);
if(MY_WIFI_UPDATE == wifi_update )
printf("wifi_cfg needn't to update. \n");
else
{
printf("wifi_cfg update now... \n");
ESP_ERROR_CHECK( nvs_set_str(wificfg_nvs_handler,"wifi_ssid",MY_WIFI_SSID) );
ESP_ERROR_CHECK( nvs_set_str(wificfg_nvs_handler,"wifi_passwd",MY_WIFI_PASSWD) );
ESP_ERROR_CHECK( nvs_set_u32(wificfg_nvs_handler,"wifi_update",MY_WIFI_UPDATE) );
printf("wifi_cfg update ok. \n");
}
ESP_ERROR_CHECK( nvs_commit(wificfg_nvs_handler) ); /* 提交 */
nvs_close(wificfg_nvs_handler); /* 关闭 */
printf("ESP_WIFI_MODE_STA \n");
/* 初始化为wifi STA模式连接 */
wifi_init_sta();
}二、TCP连接
新建一个任务，作为tcp_client连接任务
xTaskCreate(tcp_client_task, "tcp_client", 4096, NULL, 5, NULL);使用socket()函数打开一个socket文件，并返回其socket描述符
/* 打开一个socket套接字 */
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);如果打开成功，则连接到服务端
if (-1 == sockfd)
{
printf("socket open failure !!! \n");
return -1;
}
else
{
struct sockaddr_in seraddr = {0};
seraddr.sin_family = AF_INET; // 设置地址族为IPv4
seraddr.sin_port = htons(12341); // 设置地址的端口号信息
seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.107"); // 设置IP地址
ret = connect(sockfd, (const struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));
if(ret < 0)
printf("connect to server failure !!! \n");
else
{
printf("connect success, ret = %d.\n", ret);
}
close(sockfd);
}在PC上打开网络调试助手，新建一个服务端，可以看到，连接成功。
我因为这个防火墙的原因，折腾了一天才发现这个问题，说起来都是泪。。。
连接成功后我们每隔2s向服务端发送一条消息，发送10次后关闭；
int cnt = 10;
while(cnt--)
{
ret = send(sockfd, "I am ESP32.", strlen("I am ESP32."), 0);
if(ret < 0)
printf("send err. \n");
else
printf("send ok. \n");
vTaskDelay(2000 / portTICK_PERIOD_MS); /* 延时2000ms*/
}烧录下载后，可以看到，服务端收到消息，ESP32每隔2s发送消息成功
三、代码
最后，贴上app_wifi.c和app_main.c的代码app_wifi.c：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "sdkconfig.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "freertos/event_groups.h"
#include "esp_system.h"
#include "esp_spi_flash.h"
#include "esp_wifi.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "nvs_flash.h"
#include "esp_smartconfig.h"
#define GPIO_LED_NUM 2 /* LED引脚编号 */
/* 宏定义WiFi更新标识码、WiFi名称和密码 */
#define MY_WIFI_UPDATE 4096 /* 对数值进行修改表示更新NVS的WiFi名称和密码*/
#define MY_WIFI_SSID "WiFi-William"
#define MY_WIFI_PASSWD "passwd-william"
/* 宏定义WiFi连接事件标志位、连接失败标志位及智能配网标志位 */
#define WIFI_CONNECTED_BIT BIT0
#define WIFI_FAIL_BIT BIT1
#define SMART_CONFIG_BIT BIT2
/* 定义一个WiFi连接事件标志组句柄 */
static EventGroupHandle_t wifi_event_group_handler;
static void wifi_init_sta(void);
void wifi_connect_init(void)
{
/* 定义一个gpio配置结构体 初始化LED */
gpio_config_t gpio_config_structure;
/* 初始化gpio配置结构体*/
gpio_config_structure.pin_bit_mask = (1ULL << GPIO_LED_NUM);/* 选择gpio2 */
gpio_config_structure.mode = GPIO_MODE_OUTPUT; /* 输出模式 */
gpio_config_structure.pull_up_en = 0; /* 不上拉 */
gpio_config_structure.pull_down_en = 0; /* 不下拉 */
gpio_config_structure.intr_type = GPIO_PIN_INTR_DISABLE; /* 禁止中断 */
/* 根据设定参数初始化并使能 */
gpio_config(&gpio_config_structure);
/* 默认熄灭LED */
gpio_set_level(GPIO_LED_NUM, 0); /* 熄灭 */
/* 初始化非易失性存储库 (NVS) */
esp_err_t err = nvs_flash_init();
if (err == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || err == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND) {
/* NVS分区被截断，需要删除,然后重新初始化NVS */
ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
err = nvs_flash_init();
}
ESP_ERROR_CHECK( err );
/* 定义一个NVS操作句柄 */
nvs_handle wificfg_nvs_handler;
/* 打开一个NVS命名空间 */
ESP_ERROR_CHECK( nvs_open("WiFi_cfg", NVS_READWRITE, &wificfg_nvs_handler) );
uint32_t wifi_update = 0;
err = nvs_get_u32(wificfg_nvs_handler,"wifi_update",&wifi_update);
if(MY_WIFI_UPDATE == wifi_update )
printf("wifi_cfg needn't to update. \n");
else
{
printf("wifi_cfg update now... \n");
ESP_ERROR_CHECK( nvs_set_str(wificfg_nvs_handler,"wifi_ssid",MY_WIFI_SSID) );
ESP_ERROR_CHECK( nvs_set_str(wificfg_nvs_handler,"wifi_passwd",MY_WIFI_PASSWD) );
ESP_ERROR_CHECK( nvs_set_u32(wificfg_nvs_handler,"wifi_update",MY_WIFI_UPDATE) );
printf("wifi_cfg update ok. \n");
}
ESP_ERROR_CHECK( nvs_commit(wificfg_nvs_handler) ); /* 提交 */
nvs_close(wificfg_nvs_handler); /* 关闭 */
printf("ESP_WIFI_MODE_STA \n");
/* 初始化为wifi STA模式连接 */
wifi_init_sta();
}
/* 系统事件循环处理函数 */
static void event_handler(void* arg, esp_event_base_t event_base,int32_t event_id, void* event_data)
{
static int retry_num = 0; /* 记录wifi重连次数 */
/* 系统事件为WiFi事件 */
if (event_base == WIFI_EVENT)
{
if(event_id == WIFI_EVENT_STA_START) /* 事件id为STA开始 */
esp_wifi_connect();
else if (event_id == WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED) /* 事件id为失去STA连接 */
{
esp_wifi_connect();
retry_num++;
printf("retry to connect to the AP %d times. \n",retry_num);
if (retry_num > 10) /* WiFi重连次数大于10 */
{
/* 将WiFi连接事件标志组的WiFi连接失败事件位置1 */
xEventGroupSetBits(wifi_event_group_handler, WIFI_FAIL_BIT);
}
/* 清除WiFi连接成功标志位 */
xEventGroupClearBits(wifi_event_group_handler, WIFI_CONNECTED_BIT);
}
}
/* 系统事件为ip地址事件，且事件id为成功获取ip地址 */
else if (event_base == IP_EVENT && event_id == IP_EVENT_STA_GOT_IP)
{
ip_event_got_ip_t* event = (ip_event_got_ip_t*) event_data; /* 获取IP地址信息*/
printf("got ip:%d.%d.%d.%d \n" , IP2STR(&event->ip_info.ip)); /* 打印ip地址*/
retry_num = 0; /* WiFi重连次数清零 */
/* 将WiFi连接事件标志组的WiFi连接成功事件位置1 */
xEventGroupSetBits(wifi_event_group_handler, WIFI_CONNECTED_BIT);
}
/* 系统事件为智能配网事件 */
else if (event_base == SC_EVENT)
{
if(event_id == SC_EVENT_SCAN_DONE ) /* 开始扫描智能配网设备端 */
printf("Scan done\n");
else if(event_id == SC_EVENT_FOUND_CHANNEL) /* 得到了智能配网通道 */
printf("Found channel \n");
else if(event_id == SC_EVENT_GOT_SSID_PSWD) /* 得到了智能配网设备提供的ssid和password */
{
printf("smartconfig got SSID and password\n");
/* 获取智能配网设备端提供的数据信息 */
smartconfig_event_got_ssid_pswd_t *evt = (smartconfig_event_got_ssid_pswd_t *)event_data;
/* 定义WiFi配置结构体和用了结收ssid和password的数组 */
wifi_config_t wifi_config;
char ssid[32] = { 0 };
char password[64] = { 0 };
bzero(&wifi_config, sizeof(wifi_config_t)); /* 将结构体数据清零 */
/* 将智能配网设备发送来的WiFi的ssid、password及MAC地址复制到wifi_config */
memcpy(wifi_config.sta.ssid, evt->ssid, sizeof(wifi_config.sta.ssid));
memcpy(wifi_config.sta.password, evt->password, sizeof(wifi_config.sta.password));
wifi_config.sta.bssid_set = evt->bssid_set;
if (wifi_config.sta.bssid_set == true) {
memcpy(wifi_config.sta.bssid, evt->bssid, sizeof(wifi_config.sta.bssid));
}
/* 打印WiFi名称和密码 */
memcpy(ssid, evt->ssid, sizeof(evt->ssid));
memcpy(password, evt->password, sizeof(evt->password));
printf("SSID:%s \n", ssid);
printf("PASSWORD:%s \n", password);
/* 将得到的WiFi名称和密码存入NVS*/
nvs_handle wificfg_nvs_handler;
ESP_ERROR_CHECK( nvs_open("WiFi_cfg", NVS_READWRITE, &wificfg_nvs_handler) );
ESP_ERROR_CHECK( nvs_set_str(wificfg_nvs_handler,"wifi_ssid",ssid) );
ESP_ERROR_CHECK( nvs_set_str(wificfg_nvs_handler,"wifi_passwd",password) );
ESP_ERROR_CHECK( nvs_commit(wificfg_nvs_handler) ); /* 提交 */
nvs_close(wificfg_nvs_handler); /* 关闭 */
printf("smartconfig save wifi_cfg to NVS .\n");
/* 根据得到的WiFi名称和密码连接WiFi*/
ESP_ERROR_CHECK( esp_wifi_disconnect() );
ESP_ERROR_CHECK( esp_wifi_set_config(ESP_IF_WIFI_STA, &wifi_config) );
ESP_ERROR_CHECK( esp_wifi_connect() );
}
else if (event_id == SC_EVENT_SEND_ACK_DONE) /* 智能配网成功，已经给智能配网设备发送应答*/
{
xEventGroupSetBits(wifi_event_group_handler, SMART_CONFIG_BIT);
}
}
}
static void smartconfig_init_start(void)
{
/* 设置智能配网类型为 AirKiss */
ESP_ERROR_CHECK( esp_smartconfig_set_type(SC_TYPE_AIRKISS) );
/* 通过SMARTCONFIG_START_CONFIG_DEFAULT宏 来获取一个默认的smartconfig配置参数结构体变量*/
smartconfig_start_config_t cfg = SMARTCONFIG_START_CONFIG_DEFAULT();
/* 开始智能配网 */
ESP_ERROR_CHECK( esp_smartconfig_start(&cfg) );
printf("smartconfig start ....... \n");
/* 开启智能配网后让LED亮起 */
gpio_set_level(GPIO_LED_NUM, 1); /* 点亮 */
/* 使用事件标志组等待连接建立(WIFI_CONNECTED_BIT)或连接失败(WIFI_FAIL_BIT)事件 */
EventBits_t uxBits; /* 定义一个事件位变量来接收事件标志组等待函数的返回值 */
/* 等待事件标志组，退出前清除设置的事件标志，任意置1就会返回*/
uxBits = xEventGroupWaitBits(wifi_event_group_handler, WIFI_CONNECTED_BIT | SMART_CONFIG_BIT,
true, false, portMAX_DELAY);
if(uxBits & WIFI_CONNECTED_BIT)
{
printf("WiFi Connected to ap ok. \n");
}
if(uxBits & SMART_CONFIG_BIT)
{
printf("smartconfig over \n");
}
esp_smartconfig_stop(); /* 关闭智能配网 */
/* 将smartconfig事件从系统默认事件循环中卸载 */
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_unregister(SC_EVENT, ESP_EVENT_ANY_ID, &event_handler));
}
static void wifi_init_sta(void)
{
/* 创建一个事件标志组 */
wifi_event_group_handler = xEventGroupCreate();
/* 初始化底层TCP/IP堆栈。在应用程序启动时，应该调用此函数一次。*/
ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());
/* 创建默认事件循环,*/
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());
/* 创建一个默认的WIFI-STA网络接口，如果初始化错误，此API将中止。*/
esp_netif_create_default_wifi_sta();
/* 使用WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT() 来获取一个默认的wifi配置参数结构体变量*/
wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
/* 根据cfg参数初始化wifi连接所需要的资源 */
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));
/* 将事件处理程序注册到系统默认事件循环，分别是WiFi事件、IP地址事件及smartconfig事件 */
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_register(WIFI_EVENT, ESP_EVENT_ANY_ID, &event_handler, NULL));
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_register(IP_EVENT, IP_EVENT_STA_GOT_IP, &event_handler, NULL));
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_register(SC_EVENT, ESP_EVENT_ANY_ID, &event_handler, NULL));
nvs_handle wificfg_nvs_handler; /* 定义一个NVS操作句柄 */
char wifi_ssid[32] = { 0 }; /* 定义一个数组用来存储ssid*/
char wifi_passwd[64] = { 0 }; /* 定义一个数组用来存储passwd */
size_t len;
/* 打开一个NVS命名空间 */
ESP_ERROR_CHECK( nvs_open("WiFi_cfg", NVS_READWRITE, &wificfg_nvs_handler) );
len = sizeof(wifi_ssid); /* 从NVS中获取ssid */
ESP_ERROR_CHECK( nvs_get_str(wificfg_nvs_handler,"wifi_ssid",wifi_ssid,&len) );
len = sizeof(wifi_passwd); /* 从NVS中获取ssid */
ESP_ERROR_CHECK( nvs_get_str(wificfg_nvs_handler,"wifi_passwd",wifi_passwd,&len) );
ESP_ERROR_CHECK( nvs_commit(wificfg_nvs_handler) ); /* 提交 */
nvs_close(wificfg_nvs_handler); /* 关闭 */
/* 设置WiFi连接的ssid和password参数 */
wifi_config_t wifi_config;
bzero(&wifi_config, sizeof(wifi_config_t)); /* 将结构体数据清零 */
memcpy(wifi_config.sta.ssid, wifi_ssid, sizeof(wifi_config.sta.ssid));
memcpy(wifi_config.sta.password, wifi_passwd, sizeof(wifi_config.sta.password));
/* 设置WiFi的工作模式为 STA */
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA) );
/* 设置WiFi连接的参数，主要是ssid和password */
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(ESP_IF_WIFI_STA, &wifi_config));
/* 启动WiFi连接 */
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());
printf("wifi_init_sta finished. \n");
/* 使用事件标志组等待连接建立(WIFI_CONNECTED_BIT)或连接失败(WIFI_FAIL_BIT)事件 */
EventBits_t bits; /* 定义一个事件位变量来接收事件标志组等待函数的返回值 */
bits = xEventGroupWaitBits( wifi_event_group_handler, /* 需要等待的事件标志组的句柄 */
WIFI_CONNECTED_BIT | WIFI_FAIL_BIT, /* 需要等待的事件位 */
pdFALSE, /* 为pdFALSE时，在退出此函数之前所设置的这些事件位不变，为pdFALSE则清零*/
pdFALSE, /* 为pdFALSE时，设置的这些事件位任意一个置1就会返回，为pdFALSE则需全为1才返回 */
portMAX_DELAY); /* 设置为最长阻塞等待时间，单位为时钟节拍 */
/* 根据事件标志组等待函数的返回值获取WiFi连接状态 */
if (bits & WIFI_CONNECTED_BIT) /* WiFi连接成功事件 */
{
printf("connected to ap %s OK \n",wifi_ssid);
vEventGroupDelete(wifi_event_group_handler); /* 删除WiFi连接事件标志组，WiFi连接成功后不再需要 */
}
else if (bits & WIFI_FAIL_BIT) /* WiFi连接失败事件 */
{
printf("Failed to connect to ap %s. \n",wifi_ssid);
smartconfig_init_start(); /* 开启智能配网 */
}
else
{
printf("UNEXPECTED EVENT \n"); /* 没有等待到事件 */
smartconfig_init_start(); /* 开启智能配网 */
}
}app_main.c
#include <string.h>
#include <sys/param.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "freertos/event_groups.h"
#include "esp_system.h"
#include "esp_wifi.h"
#include "esp_event.h"
#include "esp_log.h"
#include "nvs_flash.h"
#include "esp_netif.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "lwip/err.h"
#include "lwip/sockets.h"
#include "lwip/sys.h"
#include <lwip/netdb.h>
#define GPIO_LED_NUM 2 /* LED引脚编号 */
/* wifi连接函数，位于app_wifi.c,阻塞状态 */
void wifi_connect_init(void);
#define HOST_IP_ADDR "192.168.0.102"
static void tcp_client_task(void *pvParameters)
{
int sockfd = -1; /* 定义一个socket描述符，用来接收打开的socket */
int ret = -1;
/* 打开一个socket套接字 */
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (-1 == sockfd)
{
printf("socket open failure !!! \n");
return ;
}
else
{
struct sockaddr_in seraddr = {0};
seraddr.sin_family = AF_INET; /* 设置地址族为IPv4 */
seraddr.sin_port = htons(12341); /* 设置地址的端口号信息 */
seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.107"); /* 设置IP地址 */
ret = connect(sockfd, (const struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));
if(ret < 0)
printf("connect to server failure !!! ret = %d \n",ret);
else
{
printf("connect success.\n");
int cnt = 10;
while(cnt--)
{
ret = send(sockfd, "I am ESP32.", strlen("I am ESP32."), 0);
if(ret < 0)
printf("send err. \n");
else
printf("send ok. \n");
vTaskDelay(2000 / portTICK_PERIOD_MS); /* 延时2000ms*/
}
}
close(sockfd);
}
vTaskDelete(NULL);
}
void app_main(void)
{
/* 打印Hello world! */
printf("Hello world!\n");
wifi_connect_init();
xTaskCreate(tcp_client_task, "tcp_client", 4096, NULL, 5, NULL);
while(1)
{
gpio_set_level(GPIO_LED_NUM, 0); /* 熄灭 */
vTaskDelay(500 / portTICK_PERIOD_MS); /* 延时500ms*/
gpio_set_level(GPIO_LED_NUM, 1); /* 点亮 */
vTaskDelay(500 / portTICK_PERIOD_MS); /* 延时500ms*/
}
}
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