完成 ESP32-S 驱动。完成收集数据并向 TCP 服务器发送

Hardware/esp32s/esp32s.c

@@ -0,0 +1,54 @@
+/**
+ * @file    esp32s.c
+ * @author  Myth
+ * @version 0.1
+ * @date    2021.10.16
+ * @brief   ESP32-S 库
+ */
+
+#include "uart.h"
+
+#include "esp32s.h"
+
+/**
+ * @brief  初始化 ESP32-S，请在 UART_Init 后调用
+ */
+void ESP32S_Init(void)
+{
+}
+
+/**
+ * @brief  向 ESP32-S 发送数据。数据放到发送缓冲区后立即返回，由中断服务程序在后台完成发送
+ * @param  pdata: 待发送的数据缓冲区
+ * @param  len : 数据长度
+ */
+void ESP32S_Send(uint8_t *pdata, uint8_t len)
+{
+    UART_SendBuff(ESP32S_COM, pdata, len);
+}
+
+/**
+ * @brief  从 ESP32-S 接收一字节
+ * @param  pbyte: 存放接收字节位置的指针
+ * @retval 0 表示无数据，1 表示读取到有效字节
+ */
+uint8_t ESP32S_ReceiveByte(uint8_t *pbyte)
+{
+    return UART_GetChar(ESP32S_COM, pbyte);
+}
+
+/**
+ * @brief  清空 ESP32-S 接收缓冲区
+ */
+void ESP32S_ClearRx(void)
+{
+    UART_ClearRxFIFO(ESP32S_COM);
+}
+
+/**
+ * @brief  清空 ESP32-S 发送缓冲区
+ */
+void ESP32S_ClearTx(void)
+{
+    UART_ClearTxFIFO(ESP32S_COM);
+}

Hardware/esp32s/esp32s.h

@@ -0,0 +1,26 @@
+/**
+ * @file    esp32s.h
+ * @author  Myth
+ * @version 0.1
+ * @date    2021.10.16
+ * @brief   ESP32-S 库
+ */
+
+#ifndef _ESP32S_H
+#define _ESP32S_H
+
+#include "sys.h"
+
+#define ESP32S_COM COM2
+
+void ESP32S_Init(void);
+
+void ESP32S_Send(uint8_t *pdata, uint8_t len);
+
+uint8_t ESP32S_ReceiveByte(uint8_t *pbyte);
+
+void ESP32S_ClearRx(void);
+
+void ESP32S_ClearTx(void);
+
+#endif

Libraries/SX1278

@@ -1 +1 @@
-Subproject commit a7a42360525ea26f45b459f37c06580706f030b6
+Subproject commit d57a2a85dfd2d34f91483ad0ad6ede816c7c2e84

Project/MasterNode.uvprojx

@@ -339,7 +339,7 @@
               <MiscControls></MiscControls>
               <Define>USE_HAL_DRIVER, STM32F103x6</Define>
               <Undefine></Undefine>
-              <IncludePath>..\Core;..\Libraries\HAL_Lib\Inc;..\Libraries\SoftSPI_HAL_Lib;..\Libraries\SX1278\driver;..\User\Main;..\System\sys;..\System\systick;..\System\uart;..\Hardware\led;..\Hardware\lora</IncludePath>
+              <IncludePath>..\Core;..\Libraries\HAL_Lib\Inc;..\Libraries\SoftSPI_HAL_Lib;..\Libraries\SX1278\driver;..\User\Main;..\System\sys;..\System\systick;..\System\uart;..\Hardware\led;..\Hardware\lora;..\Hardware\esp32s</IncludePath>
             </VariousControls>
           </Cads>
           <Aads>
@@ -698,6 +698,11 @@
               <FileType>1</FileType>
               <FilePath>..\Hardware\lora\lora.c</FilePath>
             </File>
+            <File>
+              <FileName>esp32s.c</FileName>
+              <FileType>1</FileType>
+              <FilePath>..\Hardware\esp32s\esp32s.c</FilePath>
+            </File>
           </Files>
         </Group>
       </Groups>

System/uart/uart.c

@@ -10,7 +10,6 @@
 
 #include "stdio.h"
 
-#include "sys.h"
 #include "systick.h"
 
 #include "uart.h"

System/uart/uart.h

@@ -15,6 +15,8 @@
 #ifndef __UART_H
 #define __UART_H
 
+#include "sys.h"
+
 //注释此处语句可禁用特定串口
 #define UART1_FIFO_EN 1
 #define UART2_FIFO_EN 1
@@ -35,8 +37,8 @@ typedef enum
 
 #if UART2_FIFO_EN == 1
 #define UART2_BAUD 115200
-#define UART2_TX_BUF_SIZE 1 * 64
+#define UART2_TX_BUF_SIZE 1 * 512
-#define UART2_RX_BUF_SIZE 1 * 64
+#define UART2_RX_BUF_SIZE 1 * 512
 #endif
 
 //回调函数定义

User/Main/main.c

@@ -1,24 +1,39 @@
 /**
  * @file    main.c
  * @author  Myth
- * @version 0.8
+ * @version 1.0
- * @date    2021.10.15
+ * @date    2021.10.17
  * @brief   工程主函数文件
  * @details 初始化及主循环
  * @note    此版本实现功能：
- *          串口回显，回显时 PC13 上的 LED 闪烁
+ *          网关（本机）通过 LoRa 模块轮流向其它 4 个节点请求数据，节点将数据返回给主节点
- *          LoRa 模块发送 hello, world
+ *          收到有效数据后，网关通过 ESP32-S 的串口透传模式，将数据发送给 TCP 服务器
+ *
+ *          基本流程：
+ *          发送采集指令 -> 在等待过程中将上一次采集的数据发送 -> 收到本次采集的数据
+ *          -> 若上一次采集的数据仍未发送成功则重试 -> 发送下一次采集指令
+ *
  *          JTAG 已禁用，请使用 SWD 调试
  */
 
+#include "stdio.h"
+
 #include "sys.h"
 #include "systick.h"
 #include "uart.h"
 
 #include "led.h"
 #include "lora.h"
+#include "esp32s.h"
 
-void Echo(uint8_t byte);
+typedef struct
+{
+    uint8_t seq;
+    float humi;
+    float temp;
+    float light;
+    uint8_t end;
+} DataPack; //数据包定义，由于平台相同，网关和节点通讯无需考虑对齐问题
 
 int main(void)
 {
@@ -31,35 +46,99 @@ int main(void)
     SysTick_Init();       //初始化 SysTick 和软件定时器
     UART_Init();          //初始化串口
 
-    LED_Init();  //初始化 LED
+    LED_Init();    //初始化 LED
-    LoRa_Init(); //初始化 LoRa 模块
+    LoRa_Init();   //初始化 LoRa 模块
+    ESP32S_Init(); //初始化 ESP32-S 模块
 
-    UART_BindReceiveHandle(COM1, Echo); //绑定 COM1 串口接收中断至 Echo 函数
+    uint8_t current_seq = '2';                  //起始时向 2 号子节点查询
+    uint8_t control_bytes[3] = {'#', '2', '@'}; //查询数据序列，子节点校验此序列判断自己是否为接收方
 
-    uint8_t str[] = "hello, world";
+    DataPack pack; //接收到的数据包
+    uint8_t size;  //数据包大小，用以校验数据包是否正确
+
+    int32_t time; //时间，控制时序
+
+    uint8_t send_buff[50];    //通过 ESP32-S 上行数据缓冲区
+    uint8_t send_len;         //上行数据长度
+    uint8_t receive_byte;     // TCP 回传的字节
+    uint8_t send_times = 0;   // TCP 发送次数
+    uint8_t is_first_run = 1; //是否为初次运行，此时不存在上一个包
 
     while (1)
     {
         //程序主循环
-        if (LoRa_Send(str, 13) == 0) //发送
+        if (LoRa_Send(control_bytes, 3) == 0) //发送查询数据指令
         {
             Error_Handler(__FILE__, __LINE__); //错误处理
         }
 
-        LED1_Toggle;
+        Delay_ms(100); //延时确保发送结束
 
-        Delay_ms(500);
+        //正确的方式是读取 DIO0 上的发送空中断。由于实验板 DIO0 无法接线，无法判断数据是否发送完毕，因此采用延时
+
+        time = SysTick_GetRunTime();              //获取当前时间
+        ESP32S_ClearRx();                         //清接收 FIFO
+        ESP32S_ClearTx();                         //清发送 FIFO
+        while (SysTick_CheckRunTime(time) < 1000) // 1000ms 时间用以等待子节点返回数据
+        {
+            //在等待 LoRa 模块回传数据的同时，发送上一次收到的包。200ms 发送一次，无阻塞，检测是否有正确返回
+            if (!is_first_run && SysTick_CheckRunTime(time) >= send_times * 200)
+            {
+                ESP32S_Send(send_buff, send_len); //通过 ESP32-S 发向 TCP 服务器
+                send_times++;
+
+                if (ESP32S_ReceiveByte(&receive_byte) && (receive_byte == 'O' || receive_byte == 'K'))
+                    send_times = 255; //标记为 255，表示已正确返回。TCP 服务器应对符合格式的数据返回 OK
+
+                //注意：TCP 服务端实现
+                //即使收到测量错误或重复的数据，只要符合 & 格式也应返回 OK
+                //网关侧并未对数据作合理性判断，如果 TCP 服务端不对不合理数据返回 OK，网关端会认为是网络问题而不断重传
+            }
+
+            size = LoRa_Receive(&pack); //由于 DIO0 无法使用，此函数不阻塞，需判断是否接收成功
+            if (size < 1)               // size = 0，一般为无数据到达
+            {
+                continue;
+            }
+            else if (size != sizeof(DataPack) || pack.seq != current_seq || pack.end != '@') //判断数据包是否正确，是否来自要查询的节点
+            {
+                printf("Wrong Data, Size: %d\n", size);
+                continue;
+            }
+
+            LED1_Toggle; //收到有效数据，LED1 翻转
+
+            //通过 COM1 向电脑发送数据
+            printf("Get data:\n");
+            printf("%c&%.1f&%.1f&%.1f&\n", pack.seq, pack.humi, pack.temp, pack.light);
+
+            if (!is_first_run && send_times != 255) //上一个包未正确返回，先将上一个包发送完成，防止丢包
+            {
+                while (1)
+                {
+                    ESP32S_Send(send_buff, send_len);                                                      //通过 ESP32-S 发向 TCP 服务器
+                    if (ESP32S_ReceiveByte(&receive_byte) && (receive_byte == 'O' || receive_byte == 'K')) //检测是否有回传数据证明发送成功
+                        break;
+
+                    Delay_ms(200); //防止发送过快
+                }
+            }
+
+            //生成下一个包，这个包在下次查询时发送
+            send_len = sprintf(send_buff, "%c&%.1f&%.1f&%.1f&", pack.seq, pack.humi, pack.temp, pack.light) + 1; //上行数据
+            is_first_run = 0;
+            send_times = 0;
+
+            break;
+        }
+
+        //向下一个节点查询，节点范围为 2 ~ 5 共 4 个节点
+        current_seq++;
+        if (current_seq > '5') //一轮查询完成
+            current_seq = '2';
+
+        control_bytes[1] = current_seq;
     }
 
     return 1;
 }
-
-/**
- * @brief  串口回显函数
- * @param  byte: 本次中断接收到的字节
- */
-void Echo(uint8_t byte)
-{
-    LED1_Slow_Toggle;
-    UART_SendChar(COM1, byte);
-}