还在用传统方式驱动一个通信模组？TOS的AT模组框架了解下吧！

本节基于TOS的AT框架，我实现了一个基于MX+开发板的demo，用于控制之前搭的智能小车，效果如下，详细源码及实验例程请参考文末码云仓库链接：

动手智能小车记(5)-坦克底盘硬件模块大杂烩

1、什么是AT指令？

在嵌入式开发过程中，我们有时候要使用一些通信模组，比如蓝牙、WIFI、4G、NBIOT等等，这些模组内部固件已经将协议栈封装好了，然后模组硬件向外部提供了标准的串口，这样通过与模组的串口相连接，就可以与模组进行通信；一般情况下，厂商都会提供模组的使用手册，只要照着流程去操作模组就可以正常通信了，如下图所示，这是一个MCU、蓝牙模组、手机之间的通信案例：

2、为什么要有AT框架？

一般情况下，在一些物联网产品的项目上可能这样的需求，比如：

常规的一些传感器设备，需要监测环境温度、湿度等等这样的情况：

• 实现数据上传

共享单车、智能门锁

• 实现开锁的逻辑

等等。。。

这些需求看起来就非常简单，比如我就用ESP8266+一个后台服务器来实现这样的需求吧，只要后台提供好API接口，那么这类简单的需求分分钟搞定，完全没有任何难度，在应用程序上编写好模组的驱动接口和通信逻辑就可以了。

但是，如果换一个呢？？再换一个呢？有可能实现同样的需求，我们还要去实现不一样的驱动流程，这是不是显得很麻烦？基于这样的问题诞生，于是各个厂商分别提出了对应的AT框架思维，那么这种AT框架思维具体是什么样的呢？以驱动ESP8266为例，一般有以下几种模式：

• AP模式
• STA模式
• AP+STA模式

以STA模式为例，最后要和云端服务器进行对接，我们首先要完成初始化流程，一般要发以下几个指令：

• AT+RESTORE\r\n 模组复位

• ATE0\r\n 关闭回显

• AT+CWMODE=1\r\n 设置多连接

• AT+CIPMODE=0\r\n 关闭透传模式

• AT+CIPMUX=1\r\n 开始多连接模式

• AT+CWJAP="TOS","12345678"\r\n 连接热点

这样就基本完成了模组的初始化流程，初始化完毕以后，就可以进入数据传输的了，连接服务器，然后开启透传模式，进入透传模式，然后就可以把数据直接传送到后台了，此时还可以读取后台的消息，当我们不需要需要模组的时候，还可以将模组掉电；所以，我们可以在这个基础上把这个驱动流程框架化，即是拥有初始化、连接服务器、发送、接收、关闭等等这些接口。

3、TencetOS tiny AT框架

在TencentOS tiny中，内部就集成了一套简单易用的AT框架，哪怕是不一样的指令，我们也只需要填充对应的方法，然后注册到框架上，就可以顺利与模组进行通信了，以下是TencentOS tiny AT框架的基本组成图：

上图来源于汪兄讲解的PPT

对于应用开发者来说，我们最关注的是SAL interface、也就是网络适配框架，只要模组注网成功，那么在这一层，我们不需要具体去关注模组到底是怎么用AT指令去通信的，我们只需要调用SAL interface的socket、connect、send、recv、close等等接口完成我们与后台的通信或者与别的通信方式的逻辑即可，但是调用SAL接口口还需要去与各个模组进行适配。

typedef struct sal_module_st {
    int (*init)(void);

    int (*get_local_mac)(char *mac);

    int (*get_local_ip)(char *ip, char *gw, char *mask);

    int (*parse_domain)(const char *host_name, char *host_ip, size_t host_ip_len);

    int (*connect)(const char *ip, const char *port, sal_proto_t proto);

    int (*send)(int sock, const void *buf, size_t len);

    int (*recv_timeout)(int sock, void *buf, size_t len, uint32_t timeout);

    int (*recv)(int sock, void *buf, size_t len);

    int (*sendto)(int sock, char *ip, char *port, const void *buf, size_t len);

    int (*recvfrom)(int sock, void *buf, size_t len);

    int (*recvfrom_timeout)(int sock, void *buf, size_t len, uint32_t timeout);

    int (*close)(int sock);
} sal_module_t;

对于怎么去绑定(适配)模组和SAL interface，在此之前那我们还需要完成AT framework与HAL(uart)的适配，然后提供SAL interface需要的接口，注册上去，这样我们就可以在SAL上愉快的进行操作了，接下来AT框架具体是怎么解析每个AT指令我们就不需要特别去关心了，感兴趣的可以去研究一下tos_at.c、tos_at.h这两个文件。

在TencentOS tiny SDK中，腾讯官方已经提供了一些热门模组的操作例程，比如esp8266，它是怎么与SAL interface完成适配的呢？如下：

上图来源于戴兄讲解的PPT

这样的话，我们就可以调用TOS提供的SAL接口进行通信了，如下，在sal_module_wrapper.h中查看，详细实现在sal_module_wrapper.c：

/**
 * @brief Convert domain to ip address.
 *
 * @attention None
 *
 * @param[in]   host_name   domain name of the host
 * @param[out]  host_ip     ip address of the host
 * @param[out]  host_ip_len ip address buffer length
 *
 * @return  errcode
 */
int tos_sal_module_parse_domain(const char *host_name, char *host_ip, size_t host_ip_len);

/**
 * @brief Connect to remote host.
 *
 * @attention None
 *
 * @param[in]   ip      ip address of the remote host
 * @param[in]   port    port number of the remote host
 * @param[in]   proto   protocol of the connection(TCP/UDP)
 *
 * @return  socket id if succuss, -1 if failed.
 */
int tos_sal_module_connect(const char *ip, const char *port, sal_proto_t proto);

/**
 * @brief Send data to the remote host(TCP).
 *
 * @attention None
 *
 * @param[in]   sock    socket id
 * @param[in]   buf     data to send
 * @param[in]   len     data length
 *
 * @return  data length sent
 */
int tos_sal_module_send(int sock, const void *buf, size_t len);

/**
 * @brief Receive data from the remote host(TCP).
 *
 * @attention None
 *
 * @param[in]   sock    socket id
 * @param[in]   buf     data buffer to hold the data received
 * @param[in]   len     data buffer length
 *
 * @return  data length received
 */
int tos_sal_module_recv(int sock, void *buf, size_t len);

/**
 * @brief Receive data from the remote host(TCP).
 *
 * @attention None
 *
 * @param[in]   sock    socket id
 * @param[in]   buf     data buffer to hold the data received
 * @param[in]   len     data buffer length
 * @param[in]   timeout timeout
 *
 * @return  data length received
 */
int tos_sal_module_recv_timeout(int sock, void *buf, size_t len, uint32_t timeout);

/**
 * @brief Send data to the remote host(UDP).
 *
 * @attention None
 *
 * @param[in]   sock    socket id
 * @param[in]   ip      ip address of the remote host
 * @param[in]   port    port number of the remote host
 * @param[in]   buf     data to send
 * @param[in]   len     data length
 *
 * @return  data length sent
 */
int tos_sal_module_sendto(int sock, char *ip, char *port, const void *buf, size_t len);

/**
 * @brief Receive data from the remote host(UDP).
 *
 * @attention None
 *
 * @param[in]   sock    socket id
 * @param[in]   buf     data buffer to hold the data received
 * @param[in]   len     data buffer length
 *
 * @return  data length received
 */
int tos_sal_module_recvfrom(int sock, void *buf, size_t len);

/**
 * @brief Receive data from the remote host(UDP).
 *
 * @attention None
 *
 * @param[in]   sock    socket id
 * @param[in]   buf     data buffer to hold the data received
 * @param[in]   len     data buffer length
 * @param[in]   timeout timeout
 *
 * @return  data length received
 */
int tos_sal_module_recvfrom_timeout(int sock, void *buf, size_t len, uint32_t timeout);

/**
 * @brief Close the connection.
 *
 * @attention None
 *
 * @param[in]   sock    socket id
 *
 * @return  errcode
 */
int tos_sal_module_close(int sock);

但是你以为这就完了吗？为了和Posix API无差异化调用，TencentOS tiny官方开发人员开发了一套近似于通用网络操作接口，就类似操作一个文件一样open、read、write、close，这不就更简单了嘛？我们来一睹为快：

tos_at_socket.h

#ifndef  _TOS_AT_SOCKET_H_
#define  _TOS_AT_SOCKET_H_

#include "tos_at_socket_lib.h"
#include "tos_at_socket_types.h"

#define AF_INET             0

#define AF_INET6            1

#define AF_UNIX             2

/* Provides sequenced, reliable, bidirectional, connection-mode byte streams, and may provide a transmission mechanism for out-of-band data. */
#define SOCK_STREAM         0

/* Provides datagrams, which are connectionless-mode, unreliable messages of fixed maximum length. */
#define SOCK_DGRAM          1

/* Peeks at an incoming message. The data is treated as unread and the next recv() or similar function shall still return this data. */
#define MSG_PEEK            0x01

/* Requests out-of-band data. The significance and semantics of out-of-band data are protocol-specific. */
#define MSG_OOB             0x02

/* On SOCK_STREAM sockets this requests that the function block until the full amount of data can be returned. The function may return the smaller amount of data if the socket is a message-based socket, if a signal is caught, if the connection is terminated, if MSG_PEEK was specified, or if an error is pending for the socket. */
#define MSG_WAITALL         0x04

int socket(int domain, int type, int protocol);

int connect(int socket, const struct sockaddr *address, socklen_t address_len);

int recv(int socket, void *buffer, size_t length, int flags);

int recvfrom(int socket, void * buffer, size_t length, int flags, struct sockaddr *address, socklen_t *address_len);

int send(int socket, const void *buffer, size_t length, int flags);

int sendto(int socket, const void *message, size_t length, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t dest_len);

int shutdown(int socket, int how);

int read(int socket, void *buffer, size_t length);

int close(int socket);

int write(int socket, const void *buffer, size_t length);

#endif /* _TOS_AT_SOCKET_H_ */

只要注册框架等流程完成以后，模组注网成功，后面就可以直接这样常规操作了：

void network_demo(void)
{
    int recv_len = -1;
    int fd, rc, cnt = 0;

    struct sockaddr_in addr;

    bzero(&addr, sizeof(addr));
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);
    addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);

    fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    if (fd < 0)
    {
        printf("socket failed\n");
        return;
    }

    rc = connect(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));

    if (rc < 0)
    {
        printf("connect failed\n");
        close(fd);
        return;
    }
 
    while(1)
    {
      //调用send发送数据
      //调用recv接收并处理数据
    }
 
    close(fd);
}

基于TencentOS tiny AT框架的基础上，我编写了一个基于MX+开发板的控制小车例程，源码已更新到码云个人仓库。

个人码云仓库地址:

https://gitee.com/morixinguan

我还将之前做的一些项目以及练习例程在近期内全部上传完毕，与大家一起分享交流：

全文参考资料

腾讯物联网终端操作系统SDK文档.pdf

腾讯物联网终端操作系统开发指南.pdf

TencentOS tiny技术讲解与开发实践PPT.pdf

云加社区沙龙(腾讯物联网操作系统TencentOS tiny架构解析与实践).pdf

公众号粉丝福利时刻

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