啟明去端分享| ESP32-S3如何實(shí)現(xiàn)tcp_client和tcp_server

開(kāi)發(fā)環(huán)境：
esp-idf：master分支
官方idf環(huán)境搭建文檔：
https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32/get-started/index.html#get-started-set-up-env
硬件需求：
Esp32-s3開(kāi)發(fā)板

TCP介紹
傳輸控制協(xié)議（TCP，Transmission Control Protocol）是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。

TCP分為服務(wù)端Server和客戶(hù)端Client，服務(wù)端創(chuàng)建服務(wù)等待客戶(hù)端連接，客戶(hù)端連接后即可與服務(wù)端相互發(fā)送消息，服務(wù)端只有一個(gè)，客戶(hù)端可以是N個(gè)，可以同時(shí)連接服務(wù)端，服務(wù)器不能主動(dòng)去連接客戶(hù)端，必須客戶(hù)端主動(dòng)連接服務(wù)端才能相互發(fā)送消息。

Tcp_client整體流程：
1、編譯官方tcp_client例程（需要配置下面會(huì)詳細(xì)介紹），燒錄到ESP32-S3開(kāi)發(fā)板。
2、使用TCP調(diào)試助手創(chuàng)建TCP Server(電腦必須與開(kāi)發(fā)板在同一路由器下)
3、重啟ESP32，創(chuàng)建TCP Client,開(kāi)始連接電腦創(chuàng)建的服務(wù)器
4、相互發(fā)送數(shù)據(jù)

一、Tcp_client例程分析:
1.初始化NVS、WiFi連接上WiFi后創(chuàng)建一個(gè)tcp_client任務(wù)。

voidapp_main(void)
{
ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_init());
ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());

/*ThishelperfunctionconfiguresWi-FiorEthernet,asselectedinmenuconfig.
*Read"EstablishingWi-FiorEthernetConnection"sectionin
*examples/protocols/README.mdformoreinformationaboutthisfunction.
*/
ESP_ERROR_CHECK(example_connect());//WiFi作為STA模式，連接到配置的WiFi

//創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)，用來(lái)進(jìn)行tcp連接和通訊
xTaskCreate(tcp_client_task,"tcp_client",4096,NULL,5,NULL);
}

WiFi連接函數(shù)：example_connect（）WiFi信息通過(guò)menuconfig 配置

idf.py menuconfig 進(jìn)入配置菜單

配置連接的WiFi名稱(chēng)和密碼（要和服務(wù)器端連接到同一路由）

2.配置遠(yuǎn)程連接信息

structsockaddr_indest_addr;
dest_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(host_ip);//服務(wù)器ip
dest_addr.sin_family=AF_INET;
dest_addr.sin_port=htons(PORT); //服務(wù)器端口號(hào)
addr_family=AF_INET;
ip_protocol=IPPROTO_IP;

3.通過(guò)menuconfig配置服務(wù)器的IP以及端口號(hào)

配置完成后保存退出（服務(wù)器的IP及端口）

4.編譯、燒錄
編譯:idf.py build
燒錄：idf.py -p PORT [-b BAUD] flash
注：只有一個(gè)串口時(shí)可以直接 idf.py flash

5.電腦端或手機(jī)端打開(kāi)TCP服務(wù)器

6.進(jìn)入窗口監(jiān)視頁(yè)面
idf.py-pPORTmonitor
1)從和日志可以看出，WiFi連接成功后，創(chuàng)建一個(gè)sock，sock連接成功。發(fā)送一條信息給服務(wù)器（MessagefromESP32）,發(fā)送成功后打印一句 數(shù)據(jù)發(fā)送成功。

2)服務(wù)器編輯內(nèi)容發(fā)送給esp32，在窗口監(jiān)視頁(yè)面顯示。
紅色箭頭是接收到的服務(wù)器的消息

二、tcp_server整體流程：
1、編譯官方tcp_server例程（需要配置下面會(huì)詳細(xì)介紹），燒錄到ESP32-S3開(kāi)發(fā)板。
2、打開(kāi)tcp調(diào)試助手(電腦or手機(jī)必須與開(kāi)發(fā)板在同一路由器下)
3、重啟ESP32，創(chuàng)建TCP Client,開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)模式等待tcp_client的連接
4、進(jìn)行通訊發(fā)送數(shù)據(jù)

Tcp_server例程分析:
1.初始化NVS、WiFi連接上WiFi后創(chuàng)建一個(gè)tcp_server任務(wù)。

voidapp_main(void)
{
ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_init()); //初始化NVS分區(qū)
ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init()); //初始化底層TCP/P堆棧
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());//創(chuàng)建默認(rèn)事件循環(huán)

/*ThishelperfunctionconfiguresWi-FiorEthernet,asselectedinmenuconfig.
*Read"EstablishingWi-FiorEthernetConnection"sectionin
*examples/protocols/README.mdformoreinformationaboutthisfunction.
*/
ESP_ERROR_CHECK(example_connect());//wifi連接函數(shù)，WiFi信息在menuconfig配置
#ifdefCONFIG_EXAMPLE_IPV4
xTaskCreate(tcp_server_task,"tcp_server",4096,(void*)AF_INET,5,NULL);//創(chuàng)建一個(gè)tcp_server的任務(wù)
#endif
#ifdefCONFIG_EXAMPLE_IPV6
xTaskCreate(tcp_server_task,"tcp_server",4096,(void*)AF_INET6,5,NULL);
#endif
}

2.新建 socket、 bind、 listen 和 accept， 最后得到了通信的 socket：用于接收/發(fā)送數(shù)據(jù)。

socket(addr_family,SOCK_STREAM,ip_protocol);
bind(listen_sock,(structsockaddr*)&dest_addr,sizeof(dest_addr));
listen(listen_sock,1);
accept(listen_sock,(structsockaddr*)&source_addr,&addr_len);

對(duì)應(yīng)log輸出如下：

tcp_server操作流程
1.打開(kāi)tcp_server工程，配置menuconfig WiFi、TCP服務(wù)器相關(guān)信息（服務(wù)器端口號(hào)，要連接的WiFi）

2.編譯工程
idf.py build
編譯成功輸出固件信息，及燒錄地址

3.燒錄到開(kāi)發(fā)板
idf.py -p PORT [-b BAUD] flash
注：只有一個(gè)串口時(shí)可以直接 idf.py flash

4.打開(kāi)窗口監(jiān)視器
idf.py monitor
可以看到esp32-s3上電以后連接到配置的WiFi，創(chuàng)建了一個(gè)tcp_server等待client的連接

5.打開(kāi)TCP調(diào)試助手，設(shè)置為client模式 輸入服務(wù)器IP及端口號(hào)，點(diǎn)擊連接。

6.編輯文本，向服務(wù)器發(fā)送消息
如下圖所示，服務(wù)器端收到消息。并將收到的信息回發(fā)給client端