|
|
|
| 论坛首页 -> AVR (原ourAVR.com) 技术论坛 -> uIP,主动发送数据的方法 (属于论坛:AVR) | 跳转至: | 未登录 |
| ↓↓ uIP,主动发送数据的方法 | 回复数:12,点击数:498 |
|
【楼主位】 forestchen 积分:17 派别: 等级:------ 来自: |
本文基于 uIP 0.9
在 uIP中,主动发送数据有两个方法。 一种是用uip_input:当检测到新的数据时,调用uip_input(),把接收到的IP包解包,然后提取出用户数据,然后调用app_call,在app_call中调用uip_send()或者uip_udp_send()来发送数据。 另一种是用uip_periodic(),即在主循环超时仍没有接收到新数据时,调用 uip_periodic(),像uip_input那样在其里面调用app_call,再调用uip_send()或者uip_udp_send()来发送数据。 在这里提示一下,uip_input()与uip_periodic()其实是同一个函数,他们的本体是uip_process();一个作用是对IP包进行解包,并提取出用户数据,另一个作用是对用户的数据进行打包,使之符合IP包格式,等待发送。所以,uip_process()里面会调用app_call(),让用户包把数据从appdata取出,或者把要发送的数据填进去 (sappdata)。 好了,我想说的就是,当有新数据时,会调用uip_input,以及 app_call,在app_call中用户得到appdate里面的数据,对之进行处理或者执行其他命令,之后如果要反馈信息,则紧接着使用 uip_send来把数据填进appdate(sappdate),当uip_input返回后,就会调用nic_send(底层网卡 (enc28j60,RTL8019之类)的驱动函数)来把发送缓冲里面已经封装好的的整个IP包发送出去。 当你要发送的数据小于一个IP包的大小时(大小可用 UIP_BUFSIZE 指定,最大不超过1500),是没问题的。数据会完整的通过网路发送。当你要发送的文件超过IP包的大小时,就要分包发送,就是把一段数据分成几个IP包发送。 以下请教大家一个问题。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 问题是,怎么分包发送?uIP 完全没有提供这个应用接口,它只提供把数据填进appdate的方法,那如果要发的数据大于appdate呢?当uip_input返回时,就把appdate里所能容纳的数据用nic_send发送出去了,当再来新数据时,才会再次调用uip_input。换句话说,就是没有新数据,uip_input就不会被调用。当然上位机可以不断地发数据来命令下位机的uIP来发送剩下未完的数据,但是这样就要对上位机进行改造,不能用通用的 TCP/IP 调试软件来调试程序。而且这样做的效率也十分低下。 另一个方法是使用uip_periodic()来发送,但是uip_periodic()属于一个周期函数,半秒钟才调用一次,那如果要发一个几MB的数据,半秒钟才发1000多字节,要发送到何年何月,尽管这个半秒钟可以设置成更短,但是这会干扰到uIP对TCP超时,以及ARP包超时的检测,也会极大的增加下位机的负担。这个函数实在不适合用在这里。 有人可能会说,直接在app_call()里面使用uip_periodic(),然后再使用nic_send(),就可以立即把数据发送出去,但是调试uip_periodic()时,又会在其里面调用app_call(),这样调结构就变成 app_call() --> uip_periodic() --> app_call() 函数就重载(是这样叫吗?还是叫重入?)了。下位机最好避免出现这种重载吧。 我的需求是,通过网络发送一个命令给下位机,然后下位机把SD卡里面的一个文件通过网路传送回上位机,这个文件肯定是大于1500字节,所以需要分包发送,请问大家有什么好的解决方案吗?先谢谢大家。 估计写的比较乱,大家将就一下啦,同时,本文前几段阐述了uIP的一些工作流程,希望对一些刚接触uIP的同学有帮助。 本贴被 forestchen 编辑过,最后修改时间:2010-05-19,09:39:00. |
||
|
|
|
|
【1楼】 eworker 积分:1098 派别: 等级:------ 来自: |
LZ到底是在问还是说? | ||
|
|
|
|
【2楼】 forestchen 积分:17 派别: 等级:------ 来自: |
回复【1楼】eworker
lz到底是在问还是说? ----------------------------------------------------------------------- 呵呵,两部分揉在一起了。 前面是介绍一下uIP的工作流程,后面提出了一个问题,并讨论自己认为不行解决办法,最后请教大家有没有可行的方案。 |
||
|
|
|
|
【3楼】 eworker 积分:1098 派别: 等级:------ 来自: |
ding | ||
|
|
|
|
【4楼】 eryunk 积分:282 派别: 等级:------ 来自:湖南-->合肥 |
在你发出一个数据包后会回有一个ACK包
uip在收到ACK包后会产生acked事件 可用uip_acked()查询 然后可继续调用uip_send()发出你想要发出的数据 |
||
|
|
|
|
【5楼】 eworker 积分:1098 派别: 等级:------ 来自: |
回复【4楼】eryunk
在你发出一个数据包后会回有一个ack包 uip在收到ack包后会产生acked事件 可用uip_acked()查询 然后可继续调用uip_send()发出你想要发出的数据 ----------------------------------------------------------------------- UDP也有ACK包么? |
||
|
|
|
|
【6楼】 eworker 积分:1098 派别: 等级:------ 来自: |
源码公开的TCP/IP协议栈在远程监测中的应用
摘 要:介绍一个适用于8/16位单片机的嵌入式TCP/IP协议栈(uIP)在发电机远程监测系统中的应用。重点阐述uIP的功能特性、体系结构和相关接口,并详细介绍如何在该协议栈上实现一个嵌入式Web服务器。目前uIP已成功地移植到51单片机上。 关键词:TCP/IP协议栈 uIP 嵌入式Web服务器 远程监测 引 言: 目前,随着互联网的发展,越来越多的工业测控设备已经将网络接入功能作为其默认配置,以实现设备的远程监控和信息分布式处理。笔者曾参与某发电机射频监测仪的开发,该设备主要用于诊断和预警发电机早期故障,并通过RS232接口定时输出电平和状态数据,现场专门设一台PC作接收、显示及存储。每年都要有专家到各发电厂对以往数据作检查和诊断,不胜其烦。因此有必要设计一个RS232到Internet的数据传输模块,以便对发电机的运行状况作远程监测。设计该模块的关键在于如何实现一个嵌入式TCP/IP协议栈,根据以往的经验,自己设计一个协议栈的难度很可能超过应用本身控制工程网版权所有,而采用商业的协议栈似乎又无必要(功能过于复杂),最后笔者选用一种功能简易的免费TCP/IP协议栈uIP 0. 9作为设计核心。 1 嵌入式TCP/IP协议栈 目前,市面上几乎所有的嵌入式TCP/IP协议栈都是根据BSD版的TCP/IP协议栈改写的。在商业嵌入式TCP/IP协议栈大都相当昂贵的情况下,很多人转而使用一些源代码公开的免费协议栈,并加以改造应用。目前较为著名的免费协议栈有: lwIP(Light weight TCP/IP Stack)——支持的协议比较完整,一般需要多任务环境支持,代码占用ROM>40KB,不适合8位机系统,没有完整的应用文档; uC/IP (TCP/IP stack for uC/OS)——基于uC/OS的任务管理,接口较复杂,没有说明文档。 笔者采用的协议栈系瑞典计算机科学研究所Adam Dunkels开发的uIP0.9 。其功能特性总结如下: ◇完整的说明文档和公开的源代码(全部用C语言编写,并附有详细注释); ◇极少的代码占用量和RAM资源要求,尤其适用于8/16位单片机(见表1); ◇高度可配置性,以适应不同资源条件和应用场合; ◇支持ARP、IP、ICMP、TCP、UDP(可选)等必要的功能特性; ◇支持多个主动连接和被动连接并发,支持连接的动态分配和释放; ◇简易的应用层接口和设备驱动层接口; ◇完善的示例程序和应用协议实现范例。 正是由于uIP所具有的显著特点,自从0.6版本以来就被移植到多种处理器上,包括MSP430、AVR和Z80等。笔者使用的uIP0.9是2003年11月发布的版本。目前,笔者已将它成功移植到MCS-51 上了。 2 uIP0.9的体系结构 uIP0.9是一个适用于8/16位机上的小型嵌入式TCP/IP协议栈,简单易用,资源占用少是它的设计特点。它去掉了许多全功能协议栈中不常用的功能,而保留网络通信所必要的协议机制。 其设计重点放在IP、ICMP和TCP协议的实现上,将这三个模块合为一个有机的整体,而将UDP和ARP协议实现作为可选模块。uIP0.9的体系结构如图1所示。 uIP0.9处于网络通信的中间层,其上层协议在这里被称之为应用程序,而下层硬件或固件被称之为网络设备驱动。显然,uIP0.9并不是仅仅针对以太网设计的,它具有媒体无关性。 为了节省资源占用, 简化应用接口, uIP0.9在内部实现上作了特殊的处理。 ① 注意各模块的融合,减少处理函数的个数和调用次数,提高代码复用率,以减少ROM占用。 ② 基于单一全局数组的收发数据缓冲区,不支持内存动态分配, 由应用负责处理收发的数据。 ③ 基于事件驱动的应用程序接口,各并发连接采用轮循处理,仅当网络事件发生时,由uIP内核唤起应用程序处理。这样,uIP用户只须关注特定应用就可以了。传统的TCP/IP实现一般要基于多任务处理环境,而大多数8位机系统不具备这个条件。 ④ 应用程序主动参与部分协议栈功能的实现(如TCP的重发机制,数据包分段和流量控制),由uIP内核设置重发事件,应用程序重新生成数据提交发送,免去了大量内部缓存的占用。基于事件驱动的应用接口使得这些实现较为简单。 3 uIP的设备驱动程序接口 uIP内核中有两个函数直接需要底层设备驱动程序的支持。 一是uip_input()。当设备驱动程序从网络层收到一个数据包时要调用这个函数,设备驱动程序必须事先将数据包存放到uip_buf[]中,包长放到uip_len,然后交由uip_input()处理。当函数返回时,如果uip_len不为0,则表明有带外数据(如SYN,ACK等)要发送。当需要ARP支持时,还需要考虑更新ARP表或发出ARP请求和回应,示例如下。 #define BUF ((struct uip_eth_hdr *)&uip_buf[0]) uip_len = ethernet_devicedriver_poll(); //接收以太网数据包 //(设备驱动程序) if(uip_len>0){ //收到数据 if(BUF->type = = HTONS(UIP_ETHTYPE_IP)) { //是IP包吗? uip_arp_ipin(); //去除以太网头结 //构,更新ARP表 uip_input(); //IP包处理 if(uip_len>0){ //有带外回应数据 uip_arp_out(); //加以太网头结构,在主动连接时可能要 //构造ARP请求 ethernet_devicedriver_send(); //发送数据到以太网 //(设备驱动程序) } }else if (BUF->type = = HTONS(UIP_ETHTYPE_ARP)) { //是ARP请求包 uip_arp_arpin(); //如是是ARP回应,更新ARP表;如果是 //请求,构造回应数据包 if(uip_len>0) { //是ARP请求,要发送回应 ethernet_devicedriver_send(); //发ARP回应到以太网上 } } 另一个需要驱动程序支持的函数是uip_periodic(conn)。这个函数用于uIP内核对各连接的定时轮循,因此需要一个硬件支持的定时程序周期性地用它轮循各连接,一般用于检查主机是否有数据要发送,如有,则构造IP包。使用示例如下。 for(i=0 ; i uip_periodic(i); if(uip_len > 0){ uip_arp_out(); ethernet_devicedriver_send(); } } 从本质上来说, uip_input()和uip_periodic()在内部是一个函数,即uip_process (u8t flag), UIP的设计者将uip_process(UIP_DATA)定义成uip_input(),而将uip_process(UIP_TIMER)定义成uip_periodic(),因此从代码实现上来说是完全复用的。 4 uIP的应用程序接口 为了将用户的应用程序挂接到uIP中,必须将宏UIP_APPCALL()定义成实际的应用程序函数名, 这样每当某个uIP事件发生时,内核就会调用该应用程序进行处理。如果要加入应用程序状态的话,必须将宏UIP_APPSTATE_SIZE定义成应用程序状态结构体的长度。在应用程序函数中,依靠uIP事件检测函数来决定处理的方法,另外可以通过判断当前连接的端口号来区分处理不同的连接。下面的示例程序是笔者实现的一个Web服务器应用的框架。 #define UIP_APPCALL uip51_appcall #define UIP_APPSTATE_SIZE sizeof(struct uip51app_state) struct uip51app_state{ unsigned char *dataptr; unsigned int dataleft;}; void uip51_initapp{ //设置主机地址 u16_t ipaddr[2]; uip_ipaddr(ipaddr, 202 ,120,127,192 ); uip_sethostaddr(ipaddr); uip_listen(HTTP_PORT); //HTTP WEB PORT(80); } void uip51_appcall(void){ struct uip51app_state *s; s = (struct uip51app_state *)uip_conn->appstate; //获取当前连接状态指针 if(uip_connected()) { … //有一个客户机连上} if(uip_newdata()||uip_rexmit()) { //收到新数据或需要重发 if(uip_datalen()>0){ if(uip_conn->lport = = 80) { //收到GET HTTP请求 update_table_data(); //根据电平状态数据表动态 //生成网页 s->dataptr=newpage; s->dataleft=2653; uip_send(s->dataptr,s->dataleft); //发送长度为2653 B的网页 } } } if(uip_acked()) { //收到客户机的ACK if(s->dataleft>uip_mss()&&uip_conn->lport = = 80){ //发送长度>最大段长时 s->dataptr+=uip_conn->len; //继续发送剩下的数据 s->dataleft-=uip_conn->len; uip_send(s->dataptr,s->dataleft); } return; } if(uip_poll()) { … //将串口缓存的数据复制到 //电平状态数据表 return; } if(uip_timedout()|| //重发确认超时 uip_closed()|| //客户机关闭了连接 uip_aborted()){ //客户机中断连接 return; } } 5 uIP0.9在发电机远程监测系统中的应用 笔者设计了一个嵌入式Web模块UIPWEB51,用于将发电机射频监测仪串口输出的数据上网,以实现对发电机工作状态的远程监测,目前已取得初步成功。该模块的硬件框图如图2所示。 单片机采用的是Atmel的AT89C55WD,它内置20KB 程序Flash,512字节RAM,3个定时器/计数器,工作在22.1184MHz时具有约2MIPS的处理速度。 网卡芯片同样采用的是低成本的RTL8019AS, 是一款NE2000兼容的网卡芯片。系统外扩了32KB的SRAM,用于串口数据和网络数据的缓冲,另外还存放了uIP的许多全局变量。 UIPWEB51的主程序采用中断加轮循的方式,用中断触发的方式接收发电机射频监测仪发出的数据,并设置了一个接收队列暂存这些数据。在程序中轮循有无网络数据包输入,如有则调用uIP的相关处理函数(如上uip_input()使用示例);如无则检测定时轮循中断是否发生。这里将T2设为uIP的定时轮循计数器, 在T2中断中设置轮循标志,一旦主程序检测到这一标志就调用uip_periodic()轮循各连接(如上uip_periodic()使用示例)。 UIPWeb51的应用程序(如uIP的应用程序接口示例),这个Web服务器首先打开80端口的监听,一旦有客户机要求连上,uIP内部会给它分配一个连接项, 接着等收到客户机IE浏览器发出的“GET HTTP…”请求后, 将发电机电平与状态数据队列中的数据填入网页模板,生成一幅新的网页发给客户机。因为这幅网页的大小已经超过uIP的最大段长(MSS), 因此在uIP内核第一次实际只发出了MSS个字节, 在等到下一次轮循到该连接并且收到上次数据包的ACK时,发送剩下的网页数据。在连接处于空闲的时候(uip_poll()),应用程序可以从串口队列中读出原始数据,经格式处理后再存到发电机电平与状态数据队列中,而在这个队列中保存着当前1min的设备工作数据,以便下次更新网页时使用。在网页中添加了更新按钮控制工程网版权所有,一旦浏览器用户点击了按钮, 浏览器会自动发出CGI请求, UIPWEB51收到后,立即发送包含最新数据的网页。如果uIP接收ACK超时,它会自动设置重发标志,应用程序中可以用uip_rexmit()来检测这个标志,重新生成网页并发送。一旦用户关闭了浏览器,uIP也会自动检测到这一事件(应用程序中可以用uip_closed()来检测),并且释放掉这个连接项。 图3是UIPWEB51的总体程序结构图。 6 测试结果 将uIP0.9配置成允许4个并发连接,1个监听端口, 10个ARP表项,去掉UDP支持,UIP_BUFSIZE=1500和其它优化选项。用KEIL C编译,整个uIP0.9内核模块代码量小于8KB(含Web应用程序),内核对RAM的占用小于2KB(不含网页)。整个系统程序的代码量小于12KB,占用的RAM小于10KB。另外控制工程网版权所有,在公网上测试了该模块的传输速度,大于20Kbps,对于此项应用已达到要求。目前,该模块正准备应用于新一代的发电机射频监测系统中。 参考文献 1 RTL8019AS Realtek Full-Duplex Ethernet Controller with Plug and Play Function Specification, 2002 2 ATMEL AT89C55WD datasheet, 2001 3 Adam Dunkels . uIP 0.9 reference manual, 2003 4 Adam Dunkels. uIP – A free Small TCP/IP Stack, 2002 5 Douglas E.Comer. 用TCP/IP进行网际互联(卷1). 林瑶等译. 北京:电子工业出版社, 2001 6 王罡,林立志编著. 基于Windows的TCP/IP编程. 北京: 清华大学出版社, 2000 |
||
|
|
|
|
【7楼】 eworker 积分:1098 派别: 等级:------ 来自: |
上面这篇文章提到了uip_acked的应用。 | ||
|
|
|
|
【8楼】 eryunk 积分:282 派别: 等级:------ 来自:湖南-->合肥 |
udp我没做过,不了解
但是TCP的话,对方主机收到一个包后会回ack包的 ack报收到后可发送下一个包 上面的那资料lz可有完整版? 有的话能否上传上来看看 |
||
|
|
|
|
【9楼】 1013576690 积分:1 派别: 等级:------ 来自: |
回复【楼主位】foreSTChen
----------------------------------------------------------------------- UIP的传输速度怎么样呢?我用超时来主动发送数据的速度才7.9K/S,不知道楼主的速度怎么样 |
||
|
|
|
|
【10楼】 clever0725 积分:462 派别: 等级:------ 来自:浙江嘉兴 |
看看看看 | ||
|
|
|
|
【11楼】 hlz512 积分:4 派别: 等级:------ 来自: |
回复【4楼】eryunk
----------------------------------------------------------------------- 应该可以自己在上位机发出回应给单片机吧? |
||
|
|
|
|
【12楼】 robustman 积分:204 派别: 等级:------ 来自: |
建议找个协议分析软件,会让一切都豁然开朗。管他tcp udp dhcp arp 还是dns | ||
|
|
|
| ↑↑  快速回复帖子主题:uIP,主动发送数据的方法 |
| 你尚未登录,不能回复以上帖子。 |
| 论坛首页 -> AVR (原ourAVR.com) 技术论坛 -> uIP,主动发送数据的方法 (属于论坛:AVR) | 跳转至: | 未登录 |
| 任何建议或投诉,欢迎随时与我们联系。 ourDEV.cn 我们的电子开发网,友好交流气氛,乐于开源共享,“这里远比混乱的现实世界美好”。 | ||||
| 网站负责人: | 阿莫(armok),手机:13433056000,电邮:armok ourdev.cn(请将空格改成@) | |||
| 地址与电话: |
东莞市东城八一路同沙工业园内,0769-22298000,传真请按4 阿莫邮购门市与雕刻机展示厅:东莞市莞城区莞太路和生文具礼品批发市场A2018,A2035 杨小姐 13711915767 雕刻机的技术咨询、订单查询、生产进度,可查询:13600266008吴先生(雕刻机设计人员kaif_w) |
|||
| 声明: |
本网站由东莞科士通(Infostone)科技有限公司属下的阿莫电子邮购部提供独家赞助。 有正式的工商注册与网站备案。详情可到东莞工商局查询。 本网站(ourDEV.cn)原名称为ourAVR.com(我们的AVR),自2007-09-01起从专业的AVR网转成综合电子网站。 本网站系统由armok Using Oracle + Java/JSP + WebLogic + Linux 2001/12/20 -- 2007/09/13 本BBS所有代码均为原创,版权归 armok 所有。本网站自:2004-10-03,16:31:17 起开始运行。 |
|||
| 法律顾问: | 本网站尊重知识产权,自2007年08月15日起,魏龙律师担任ourDEV.cn(原ourAVR.com)常年法律顾问。 | |||