GSM_w_elektronice_cz6.pdf

kurs

w elektronice (6)

Obsługa portu szeregowego,

biblioteka WIP

Dodatkowe materiały

na CD i FTP

W poprzednim odcinku pokazaliśmy, jak z poziomu aplikacji

stosować komendy AT oraz zapoznaliśmy się z różnymi metodami

przechowywania danych w pamięci modemu. W kolejnym odcinku

zajmiemy się obsługą portów szeregowych, a także opiszemy

bibliotekę internetoweą WIP (Wavecom IP).

Dodatkowe informacje:

Więcej informacji na temat produktów

Sierra Wireless można znaleźć na stronach

producenta: www.sierrawireless.com lub

kontaktując się z irmą ACTE Sp. z o.o., która

jest oicjalnym dystrybutorem opisywanych

produktów oraz zapewnia pełne wsparcie

techniczne.

Porty szeregowe (UART1, UART2, USB)

w modułach AirPrime Q26 mają dwa tryby

pracy: tryb komend oraz tryb danych. W po-

przednich odcinkach kursu wysyłaliśmy

z aplikacji dane przez port szeregowy, ale

nie potrailiśmy pobierać danych inaczej,

niż przekazując je do aplikacji za pomocą

utworzonych przez nas komend AT. Właśnie

w ten sposób działa tryb komend ( command

mode ). System przyjmuje i interpretuje tylko

dane zaczynające się od przedrostka „AT”.

Natomiast tryb danych ( data mode ) pozwala

na pobieranie przez aplikację dowolnych da-

nych, dzięki czemu modem może komuniko-

wać się z innymi urządzeniami, np. odbior-

nikami GPS wysyłającymi dane o pozycji

w postaci tekstowych ramek NMEA.

bować się nie tylko do portów szeregowych,

ale również obsługiwać strumienie danych

dla połączeń CSD oraz GPRS. Strukturę blo-

kową FCM pokazano na rysunku 1 .

Tryb pracy command mode jest cechą je-

dynie portów szeregowych, które mogą być

przełączane pomiędzy tryby command i data .

Na rysunku 1 symbolizuje to przełącznik „1”.

Podczas transmisji CSD i GPRS tryb komend

nie może być używany, a przełącznik „2” na

schemacie informuje, że oba strumienie da-

nych nie mogą być obsługiwane jednocześnie.

Domyślnie, gdy w modemie nie ma aplikacji

Open AT lub aplikacja nie subskrybuje się do

FCM, zachowanie się portów i strumieni CSD

oraz GPRS jest kontrolowane przez oprogramo-

wanie modemu i wygląda to następująco:

– dane CSD dla wywołanego połączenia

GSM CSD są kierowane do portu szere-

gowego, który zainicjował połączenie

(ATD) lub dzięki któremu zostało ono

odebrane (ATA).

– dane sesji GPRS są kierowane na port

szeregowy, z użyciem którego została

ona zainicjowana (komenda AT+CGDA-

TA lub ATD).

Na listingu 1 pokazano przykłado-

wy program wykorzystujący mechanizm

FCM do obsługi portu szeregowego. Przed

uruchomieniem należy upewnić się czy

UART2 jest włączony (włączanie – komen-

da AT+WMFM=0,1,2). Aplikacja subskry-

buje się do portu UART2 za pomocą funkcji

adl_fcmSubscribe() . Gdy subskrybcja powie-

dzie się, to automatycznie zostanie wywo-

łana funkcja Uart2_fun() z obsługą zdarze-

nia ADL_FCM_EVENT_FLOW_OPENNED .

To spowoduje przełączenie portu w tryb

danych. Dodatkowo, utworzono komendę

AT+TEST , która wysyła ustalony ciąg zna-

ków do portu UART2.

Flow Control Manager

Do obsługi portów w trybie danych służy

mechanizm o nazwie Flow Controll Manager

(FCM). Za pomocą FCM możemy zasubskry-

rysunek 1. schemat blokowy Flow Control Manager

126

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2010

Technologia GSM

Technologia GSM w elektronice

Listing 1. Program wykorzystujący mechanizm FCM do obsługi portu szeregowego

#include “adl_global.h”

const u16 wm_apmCustomStackSize = 1024;

u8 H_Uart2;

bool Uart2_fun (u8 event)

{

switch (event){

case ADL_FCM_EVENT_FLOW_OPENNED:

TRACE((1,”UART2 otwarty”));

adl_fcmSwitchV24State(H_Uart2, ADL_FCM_V24_STATE_DATA); //przelacz w tryb data

break;

case ADL_FCM_EVENT_V24_DATA_MODE:

TRACE((1,”UART2 - data mode”));

break;

case ADL_FCM_EVENT_V24_AT_MODE:

adl_atSendResponse(ADL_AT_PORT_TYPE (ADL_PORT_UART2, ADL_AT_RSP), “Uart2_AT mode\n\r”);

adl_fcmUnsubscribe(H_Uart2);

break;

}

returnTRUE;

}

boolUart2_data(u16DataLen,u8*Data)

{

asciibufor[50];

wm_memset(bufor,0,50);

wm_memcpy(bufor,Data,DataLen);

TRACE((1,”datalength=%d”,DataLen));

bufor[DataLen]=0;

TRACE((1,bufor));

adl_atSendResponse(ADL_AT_PORT_TYPE(ADL_PORT_UART1,ADL_AT_RSP),“\n\rUART2Data:”);

adl_atSendResponse(ADL_AT_PORT_TYPE(ADL_PORT_UART1,ADL_AT_RSP),bufor);

returnTRUE;

}

voidFun_test(adl_atCmdPreParser_t*paras)

{

ascii * test_string=”\r\nUART2 data mode test\r\n”;

if (paras->Type == ADL_CMD_TYPE_ACT) {

adl_fcmSendData(H_Uart2, test_string, strlen(test_string));

adl_atSendStdResponse(ADL_AT_RSP,ADL_STR_OK);

}

void adl_main ( adl_InitType_e InitType )

{

TRACE (( 1, “Embedded Application : Main” ));

adl_atCmdSubscribe(“AT+TEST”, Fun_test, ADL_CMD_TYPE_ACT);

H_Uart2 = adl_fcmSubscribe(ADL_PORT_UART2, Uart2_fun, Uart2_data);

}

Listing 2. Program wykorzystujący bibliotekę WIP

#include “adl_global.h”

#include “wip.h”

//Mandatoryvariables

//wm_apmCustomStackSize

constu16wm_apmCustomStackSize=1024;

//Localvariables

wip_bearer_tbearer_handle;

//Localfunctions

voidevh_bearer(wip_bearer_tb,s8event,void*ctx)//--

{

asciiIpAddr[16];

wip_in_addr_tappIpAddr;

asciistring[100];

s8bearer_ans;

switch(event)

{

caseWIP_BEV_IP_CONNECTED:

adl_atSendResponse(ADL_AT_RSP,“WIP:connectedOK:jestemwevh_bearer\r\n”);

//ThisAPIprovidesIPinnetworkformat(i.eu32number)

wip_bearerGetOpts(b,WIP_BOPT_IP_ADDR,&appIpAddr,WIP_BOPT_END);

//ThisAPIconvertstheu32IPaddresstoadottednotationIPaddress.

wip_inet_ntoa(appIpAddr,IpAddr,16);

wm_sprintf(string,”WIP:IP%s\r\n”,IpAddr);

adl_atSendResponse(ADL_AT_RSP,string);

break;

caseWIP_BEV_IP_DISCONNECTED:

adl_atSendResponse(ADL_AT_UNS,“WIP:disconnected\r\n”);

break;

caseWIP_BEV_CONN_FAILED:

adl_atSendResponse(ADL_AT_UNS,“WIP:WIP_BEV_CONN_FAILED\r\n”);

break;

caseWIP_BEV_STOPPED:

bearer_ans=wip_bearerClose(bearer_handle);

TRACE((1,”Fun_close:wip_bearerClose=%d”,bearer_ans));

break;

default:

adl_atSendResponse(ADL_AT_UNS,“WIP:othererror\r\n”);

break;

}

voidFun_start(adl_atCmdPreParser_t*param){

s8wynik;

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2010

127

kurs

Listing 2. c.d.

ascii*GPRS_APN;

ascii*GPRS_USER;

ascii*GPRS_PASSWORD;

TRACE((1,”WFun_start”));

if(param->Type==ADL_CMD_TYPE_PARA){

GPRS_APN=ADL_GET_PARAM(param,0);

TRACE((3,GPRS_APN));

GPRS_USER=ADL_GET_PARAM(param,1);

TRACE((3,GPRS_USER));

GPRS_PASSWORD=ADL_GET_PARAM(param,2);

TRACE((3,GPRS_PASSWORD));

wynik=wip_bearerOpen(&bearer_handle,“GPRS”,evh_bearer,NULL);

TRACE((1,”Fun_start:wip_bearerOpen=%d”,wynik));

wynik=wip_bearerSetOpts(bearer_handle,

WIP_BOPT_GPRS_APN,GPRS_APN,

WIP_BOPT_LOGIN,GPRS_USER,

WIP_BOPT_PASSWORD,GPRS_PASSWORD,WIP_BOPT_END);

TRACE((1,”Fun_start:wip_bearerSetOpts=%d”,wynik));

wynik=wip_bearerStart(bearer_handle);

TRACE((1,”Fun_start:wip_bearerStart=%d”,wynik));

adl_atSendStdResponse(ADL_AT_RSP,ADL_STR_OK);

}

voidFun_close(adl_atCmdPreParser_t*paras)

{

s8wynik;

wynik=wip_bearerStop(bearer_handle);

TRACE((1,”Fun_close:wip_bearerStop=%d”,wynik));

adl_atSendStdResponse(ADL_AT_RSP,ADL_STR_OK);

}

voidadl_main(adl_InitType_eInitType)

{

TRACE((1,“EmbeddedApplication:Main”));

wip_netInit();

adl_atCmdSubscribe(“AT+START”,Fun_start,ADL_CMD_TYPE_PARA|0x0031);

adl_atCmdSubscribe(“AT+CLOSE”, Fun_close, ADL_CMD_TYPE_ACT);

}

Listing 3. Przykład programu nawiązującego połączenie w trybie TCP Client

#include “adl_global.h”

#include “wip.h”

const u16 wm_apmCustomStackSize = 1024;

wip_bearer_t bearer_handle;

u8 H_Uart2;

wip_channel_t client, destination;

bool Uart2_fun (u8 event)

{

switch (event){

case ADL_FCM_EVENT_FLOW_OPENNED:

TRACE((1, “Uart2_Opened”));

adl_fcmSwitchV24State(H_Uart2, ADL_FCM_V24_STATE_DATA);

break;

case ADL_FCM_EVENT_V24_DATA_MODE:

TRACE((1,“Uart2_Datamode”));

break;

caseADL_FCM_EVENT_V24_AT_MODE:

TRACE((1,“Uart2_AT_mode”));

break;

}

returnTRUE;

}

boolUart2_data(u16DataLen,u8*Data)

{

wip_write(destination,Data,DataLen);

returnTRUE;

}

staticvoidClientHandler(wip_event_t*ev,void*ctx)

{

asciibuffer[256];

ascii*init_msg=“HalozklientaWIP\n\r”;

intnread=0;

intnwrite=0;

switch(ev->kind){

caseWIP_CEV_OPEN:

destination=ev->channel;

break;

caseWIP_CEV_PEER_CLOSE:

wip_close(ev->channel);

break;

caseWIP_CEV_READ:

while((nread=wip_read(ev->channel,buffer,sizeof(buffer)))>0)

adl_fcmSendData(H_Uart2,(u8*)buffer,nread);

break;

caseWIP_CEV_WRITE:

nwrite=wip_write(ev->channel,init_msg,sizeof(init_msg));//tekstpowitalny

break;

}

staticvoidinalizer(void*ctx){

}

voidevh_bearer(wip_bearer_tb,s8event,void*ctx)//--

wip_bearerStop(bearer_handle);//socketzamkniety,zamknijterazpolaczenie

128

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2010

Technologia GSM w elektronice

Listing 3. c.d.

{

asciiIpAddr[16];

wip_in_addr_tappIpAddr;

asciistring[100];

s8bearer_ans;

switch(event)

{

caseWIP_BEV_IP_CONNECTED:

adl_atSendResponse(ADL_AT_RSP,“WIP:connectedOK:jestemwevh_bearer\r\n”);

wip_bearerGetOpts(b,WIP_BOPT_IP_ADDR,&appIpAddr,WIP_BOPT_END);

wip_inet_ntoa(appIpAddr,IpAddr,16);

wm_sprintf(string,”WIP:IP%s\r\n”,IpAddr);

adl_atSendResponse(ADL_AT_RSP,string);

H_Uart2=adl_fcmSubscribe(ADL_PORT_UART2,Uart2_fun,Uart2_data);

client=wip_TCPClientCreateOpts(“172.29.0.51”,1000,ClientHandler,NULL,WIP_COPT_FINALIZER,

inalizer,WIP_COPT_END);

break;

caseWIP_BEV_IP_DISCONNECTED:

adl_atSendResponse(ADL_AT_UNS,“WIP:disconnected\r\n”);

break;

caseWIP_BEV_CONN_FAILED:

adl_atSendResponse(ADL_AT_UNS,“WIP:WIP_BEV_CONN_FAILED\r\n”);

break;

caseWIP_BEV_STOPPED:

bearer_ans=wip_bearerClose(bearer_handle);

TRACE((1,”Fun_close:wip_bearerClose=%d”,bearer_ans));

adl_atSendStdResponse(ADL_AT_RSP,ADL_STR_OK);

break;

default:

adl_atSendResponse(ADL_AT_UNS,“WIP:othererror\r\n”);

break;

}

voidFun_start(adl_atCmdPreParser_t*param){

s8wynik;

ascii*GPRS_APN;

ascii*GPRS_USER;

ascii*GPRS_PASSWORD;

TRACE((1,”WFun_start”));

if(param->Type==ADL_CMD_TYPE_PARA){

GPRS_APN=ADL_GET_PARAM(param,0);

TRACE((3,GPRS_APN));

GPRS_USER=ADL_GET_PARAM(param,1);

TRACE((3,GPRS_USER));

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2010

129

kurs

Listing 3. c.d.

GPRS_PASSWORD=ADL_GET_PARAM(param,2);

TRACE((3,GPRS_PASSWORD));

wynik=wip_bearerOpen(&bearer_handle,“GPRS”,evh_bearer,NULL);

TRACE((1,”Fun_start:wip_bearerOpen=%d”,wynik));

wynik=wip_bearerSetOpts(bearer_handle,

WIP_BOPT_GPRS_APN,GPRS_APN,

WIP_BOPT_LOGIN,GPRS_USER,

WIP_BOPT_PASSWORD,GPRS_PASSWORD,WIP_BOPT_END);

TRACE((1,”Fun_start:wip_bearerSetOpts=%d”,wynik));

wynik=wip_bearerStart(bearer_handle);

TRACE((1,”Fun_start:wip_bearerStart=%d”,wynik));

adl_atSendStdResponse(ADL_AT_RSP,ADL_STR_OK);

}

voidFun_close(adl_atCmdPreParser_t*paras)

{

s8wynik;

wynik=wip_bearerStop(bearer_handle);

wynik=wip_close(client);

TRACE((1,”Fun_close:wip_close=%d”,wynik));

adl_fcmUnsubscribe(H_Uart2);

}

voidadl_main(adl_InitType_eInitType)

{

TRACE((1,“EmbeddedApplication:Main”));

wip_netInit();

adl_atCmdSubscribe(“AT+START”,Fun_start,ADL_CMD_TYPE_PARA|0x0031);

adl_atCmdSubscribe(“AT+CLOSE”,Fun_close,ADL_CMD_TYPE_ACT);

}

Aby przetestować działanie aplikacji,

należy podłączyć się do UART2 poprzez np.

Hyper Terminal. Każdy znak wysłany do por-

tu UART2 zostanie odebrany przez aplikację,

a następnie zostanie wysłane powiadomie-

nie na UART1.

Zauważmy, że w funkcji adl_main() ,

oprócz funkcji tworzących komendy AT, znaj-

duje się również funkcja wip_netInit(), która

jest niezbędna do zainicjowania pracy biblio-

teki WIP. Jest to standardowy sposób inicjaliza-

cji biblioteki z parametrami domyślnymi. Gdy

chcemy zmienić niektóre z parametrów stan-

dardowych (np. maksymalną liczbę otwartych

socketów), to wykorzystujemy funkcję wip_ne-

tInitOpts(). Obowiązkowa jest również dyrek-

tywa #include “wip.h ” dołączająca nagłówek

biblioteki WIP do aplikacji.

Wewnątrz funkcji Fun_start() umieszczo-

no sekwencję zestawiającą połączenie GPRS.

Zdarzenia z tym związane są przekazywane

funkcji wskazanej poprzez wip_bearerOpen(),

czyli w naszym przypadku jest to evh_bearer() .

Gdy aplikacja otrzyma zdarzenie WIP_BEV_IP_

CONNECTED, to oznacza, że połączenie zo-

stało nawiązane. To właśnie w sekcji pod tym

zdarzeniem można umieścić funkcję, która na

przykład otworzy socket TCP lub rozpocznie

otwieranie połączenia FTP.

Na listingu 3 zamieszczono aplikację, któ-

ra jest modyikacją poprzedniej. Jej zadaniem

jest nawiązanie połączenia GPRS, a następnie

połączenia TCP Client do zadanego adresu IP.

Równolegle otwarty zostaje UART2 w trybie

transmisji danych ( data mode ). Komunikacji

przez UART2 jest dwukierunkowa.

W porównaniu z programem z listingu 2,

po otrzymaniu zdarzenia IP_BEV_IP_CON-

NECTED nawiązywane jest połączenie TCP

Client za pomocą funkcji wip_TCPClientCre-

ateOpts(). Jako argumenty podawane są: adres

IP hosta, numer portu, a także funkcja Clien-

tHandler() , która zostanie wywołana, gdy wy-

stąpi jakieś zdarzenie związane z tym połą-

czeniem. Dodatkowo (jako opcja) podana jest

funkcja inalizer() . Funkcja ta zostanie wywoła-

na przez system operacyjny w momencie, gdy

po użyciu funkcji wip_close() zostaną zwolnio-

ne wszystkie wcześniej przydzielone temu po-

łączeniu zasoby. Zatem po wydaniu komendy

AT+CLOSE najpierw zostanie zamknięty soc-

ket TCP. Dopiero po jego zamknięciu funkcja

inalizer() zacznie zamykać połączenie GPRS.

Przyjrzyjmy się jeszcze zdarzeniom, które

są obsługiwane przez funkcję ClientHandler() .

Zdarzenie WIP_CEV_OPEN zachodzi zaraz po

tym, jak zostanie nawiązane połączenie TCP

z hostem. Prawie równocześnie zachodzi zda-

rzenie WIP_CEV_WRITE oznaczające, że bufor

nadawczy jest gotowy do przyjmowania da-

nych. To zdarzenie zajdzie też w sytuacji, gdy

wysyłamy dużą ilość danych szybciej, niż łą-

cze GPRS jest w stanie je wysłać. Wtedy bufor

zapełni się i funkcja zapisu wip_write() zwróci

0 jako ilość wysłanych danych. Oznacza to, że

bufor jest pełny i z dalszym wysyłaniem mu-

simy się wstrzymać do kolejnego wystąpienia

WIP_CEV_WRITE .

Zdarzenie WIP_CEV_READ zajdzie w mo-

mencie, gdy w buforze odbiorczym znajdą

się dane do odczytu. To zdarzenie będzie się

pojawiało za każdym razem, gdy modem od-

bierze nowe dane poprzez GPRS. Zdarzenie

WIP_CEV_PEER_CLOSE oznacza, że nasze po-

laczenie zostało zamknięte przez drugą stronę.

W celu prześledzenia sposobu efektywnego

obsługiwania powyższego zdarzenia w przypad-

ku, gdy przesyłamy duże ilości danych, propo-

nuję zapoznać się z aplikacją tcp_client dostępną

jako aplikacja przykładowa w środowisku M2M

Studio.

Aplikacja serwera TCP różniłaby się od

zaprezentowanej jedynie komendą otwiera-

jącą socket. Zamiast wip_TCPClientCreate-

Opts(), należałoby użyć funkcji wip_TCP-

ServerCreate() . Utworzenie takiej aplikacji

zalecam jako temat samodzielnego treningu.

Oczywiście można się wspomóc aplikacją

tcp_serwer , którą producent dołączył do IDE

jako przykład programu użytkowego.

Adrian Chrzanowski

Acte sp. z o.o.

Internetowa biblioteka WIP

Jak wspomniałem wcześniej, mechanizmu

FCM można również użyć do obsługi strumie-

ni CSD oraz GPRS. Jeśli w przypadku CSD uży-

cie mechanizmu FCM wydaje się zasadne, to

dla GPRS byłoby o wiele bardziej skompliko-

wane i wiązałoby się na przykład z konieczno-

ścią samodzielnego formowania ramek TCP/IP.

W takiej sytuacji z pomocą przychodzi dostęp-

na w środowisku biblioteka internetowa WIP.

Pozwala ona na obsługę protokołów DHCP,

NAT, ICMP, TCP, UDP, FTP, HTTP, POP3, SMTP,

SNMP oraz na wysyłanie MMS-ów. Biblioteka

jest dostępna w IDE w postaci pluginu o na-

zwie WIP i może być dołączona do projektu na

etapie jego tworzenia (za pomocą kreatora) lub

w dowolnym momencie, gdy zdecydujemy, że

jest ona potrzebna ( Project –> Properties –>

Open AT Application –> Plugin ). Opis bibliote-

ki, w którym znajdziemy m.in. opis funkcji API

oferowanych przez WIP, znajdziemy w doku-

mentacji M2M Studio ( Help –> Help Contents

–> Plug-ins Documentation –> WIP Open AT

Plug-in Package ).

Na listingu 2 zamieszczono przykładowy

program wykorzystujący bibliotekę WIP. Jej za-

daniem jest nawiązanie połączenia GPRS przy

użyciu biblioteki WIP.

Aplikacja tworzy dwie komendy AT – jed-

ną do nawiązywania sesji GPRS (AT+START),

a drugą do jej zamykania (AT+CLOSE). Ko-

menda AT+START jako argumenty przyjmuje

nazwę APN oraz opcjonalne login i hasło. Każ-

dorazowo po nawiązaniu połączenia z APN

wyświetlany jest adres IP przydzielony karcie

SIM.

130

ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2010

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: