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移远4G模组拨号+socket获取天气数据
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上一篇分享了《基于4G Cat.1的内网穿透实践》，这一篇笔记我们直接使用4G开发板访问天气服务器获取天气数据。
我们要使用移远4G模块进行网络通信，要经历 3 个主要过程：网络注册、网络激活和socket 创建。
网络注册是自动完成的，无需用户代码干预（网络注册前，请确认 SIM 卡是否正常识别且 SIM 卡无欠费等业务异常）。
只有在网络注册成功以后，才可进行网络激活，即本文所述的拨号（下文皆称为拨号）。只有拨号成功后，才可进行 socket 网络通信。
拨号+socket 通信基本流程
确保拨号成功的必要条件：SIM 卡没欠费；硬件良好，天线匹配；拨号前，调用 ql_network_register_wait 等待网络注册成功；拨号时，向 ql_start_data_call 传递正确的参数。
Socket 通信流程
EC100 模块 Socket 通信基本流程如上图：
1、在进行 socket 通信之前，必须确保拨号已经成功，可以通过 ql_get_data_call_info()查询需要进行 socket 通信的网络通道是否拨号成功。
2、拨号成功后进行 socket 通信时，必须对需要通信的网络通道进行 bind 操作。不管是 UDP 还是 TCP，都必须执行 Bind 操作之后才可以正常进行 socket 通信。
sdk中给我们提供了一个tcp_client的demo，这个demo的设计思路完全按照上面两张图流程图来设计。我们在这个demo进行修改，获取天气数据。
我们修改后的example_tcp_weather_client.c代码如下：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "ql_type.h"
#include "ql_rtos.h"
#include "ql_application.h"
#include "ql_data_call.h"
#include "sockets.h"
#include "netdb.h"
#include "cJSON.h"
#define DEBUG 0
/* 心知天气（www.seniverse.com）IP及端口 */
#define WEATHER_IP_ADDR "116.62.81.138"
#define WEATHER_PORT 80
#define TCP_CONNECT_TIMEOUT_S 10
#define TCP_RECV_TIMEOUT_S 10
#define TCP_CLOSE_LINGER_TIME_S 10
#define TCP_CLIENT_SEND_STR "tcp client send string"
#define PROFILE_IDX 1
#define PROFILE_IDX 1
#define KEY "2owqvhhd2dd9o9f9" // 每个用户自己的一个key
/* GET请求包 */
#define GET_REQUEST_PACKAGE \
"GET https://api.seniverse.com/v3/weather/%s.json?key=%s&location=%s&language=zh-Hans&unit=c\r\n\r\n"
/* JSON数据包 */
#define NOW_JSON "now"
//....还用更多其他的天气数据包可查阅心知天气
/* 天气数据结构体 */
typedef struct
{
/* 实况天气数据 */
char id[32]; //id
char name[32]; //地名
char country[32]; //国家
char path[32]; //完整地名路径
char timezone[32]; //时区
char timezone_offset[32]; //时差
char text[32]; //天气预报文字
char code[32]; //天气预报代码
char temperature[32]; //气温
char last_update[32]; //最后一次更新的时间
}Weather;
// 全局变量
static struct in_addr ip4_addr = {0};
// 函数声明
static void GetWeather(char *weather_json, char *location, Weather *result);
static int cJSON_NowWeatherParse(char *JSON, Weather *result);
static void DisplayWeather(Weather *weather_data);
static void ql_nw_status_callback(int profile_idx, int nw_status);
static void datacall_satrt(void);
/*******************************************************************************************************
** 函数: sockets_weather_test
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数: void
** 返回: void
********************************************************************************************************/
static void sockets_weather_test(void * argv)
{
struct ql_data_call_info info = {0};
char ip4_addr_str[16] = {0};
Weather weather_data = {0};
char *location = "shenzhen";
printf("========== sockets tcp test will start ...\r\n");
/* 拨号开始 */
datacall_satrt();
/* 获取拨号信息 */
ql_get_data_call_info(1, 0, &info);
printf("info.profile_idx: %d\r\n", info.profile_idx);
printf("info.ip_version: %d\r\n", info.ip_version);
printf("info.v4.state: %d\r\n", info.v4.state);
printf("info.v4.reconnect: %d\r\n", info.v4.reconnect);
inet_ntop(AF_INET, &info.v4.addr.ip, ip4_addr_str, sizeof(ip4_addr_str));
printf("info.v4.addr.ip: %s\r\n", ip4_addr_str);
inet_ntop(AF_INET, &info.v4.addr.pri_dns, ip4_addr_str, sizeof(ip4_addr_str));
printf("info.v4.addr.pri_dns: %s\r\n", ip4_addr_str);
inet_ntop(AF_INET, &info.v4.addr.sec_dns, ip4_addr_str, sizeof(ip4_addr_str));
printf("info.v4.addr.sec_dns: %s\r\n", ip4_addr_str);
ip4_addr = info.v4.addr.ip;
if(info.v4.state)
{
memset(&weather_data, 0, sizeof(weather_data)); // weather_data清零
GetWeather(NOW_JSON, location, &weather_data); // GET 并解析实况天气数据
DisplayWeather(&weather_data); // 显示天气结果
}
printf("========== sockets tcp test finished\r\n");
return 0;
}
static void ql_nw_status_callback(int profile_idx, int nw_status)
{
printf("profile(%d) status: %d\r\n", profile_idx, nw_status);
}
static void datacall_satrt(void)
{
printf("wait for network register done\r\n");
/* 等待网络注册结果 */
if(ql_network_register_wait(120) != 0)
{
printf("*** network register fail ***\r\n");
}
else
{
printf("doing network activing ...\r\n");
ql_wan_start(ql_nw_status_callback); /* 拨号初始化：注册拨号回调函数 */
ql_set_auto_connect(1, TRUE); /* 设置拨号掉线是否自动重连 */
ql_start_data_call(1, 0, NULL, NULL, NULL, 0); /* 开始拨号 */
}
}
static void GetWeather(char *weather_json, char *location, Weather *result)
{
int sock_nbio = 1;
int ret = 0;
int sock_fd = -1;
int sock_error = 0;
socklen_t optlen = 0;
fd_set read_fds, write_fds;
struct timeval t;
struct addrinfo * res, hints;
struct sockaddr_in * ip4_svr_addr;
struct sockaddr_in ip4_local_addr = {0};
u8 dns_success = 0;
u8 recv_buf[128] = {0};
u8 GetRequestBuf[256] = {0};
u8 WeatherRecvBuf[2*1024] = {0};
/* */
memset(&hints, 0, sizeof(struct addrinfo));
hints.ai_family = AF_INET;
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
if(getaddrinfo_with_pcid(WEATHER_IP_ADDR, NULL, &hints, &res, PROFILE_IDX) != 0)
{
printf("*** DNS fail ***\r\n");
goto exit;
}
dns_success = 1;
ret = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(ret < 0)
{
printf("*** socket create fail ***\r\n");
goto exit;
}
sock_fd = ret;
ioctl(sock_fd, FIONBIO, &sock_nbio);
ip4_local_addr.sin_family = AF_INET;
ip4_local_addr.sin_port = htons(ql_soc_generate_port());
ip4_local_addr.sin_addr = ip4_addr;
ret = bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&ip4_local_addr, sizeof(ip4_local_addr));
if(ret < 0)
{
printf("*** bind fail ***\r\n");
goto exit;
}
ip4_svr_addr = (struct sockaddr_in *)res->ai_addr;
ip4_svr_addr->sin_port = htons(WEATHER_PORT);
ret = connect(sock_fd, (struct sockaddr *)ip4_svr_addr, sizeof(struct sockaddr));
printf("connect ret: %d, errno: %u\r\n", ret, errno);
if(ret == -1 && errno != EINPROGRESS)
{
printf("*** connect fail ***\r\n");
goto exit;
}
t.tv_sec = TCP_CONNECT_TIMEOUT_S;
t.tv_usec = 0;
FD_ZERO(&read_fds);
FD_ZERO(&write_fds);
FD_SET(sock_fd, &read_fds);
FD_SET(sock_fd, &write_fds);
ret = select(sock_fd + 1, &read_fds, &write_fds, NULL, &t);
printf("select ret: %d\r\n", ret);
if(ret <= 0)
{
printf("*** select timeout or error ***\r\n");
goto exit;
}
if(!FD_ISSET(sock_fd, &read_fds) && !FD_ISSET(sock_fd, &write_fds))
{
printf("*** connect fail ***\r\n");
goto exit;
}
else if(FD_ISSET(sock_fd, &read_fds) && FD_ISSET(sock_fd, &write_fds))
{
optlen = sizeof(sock_error);
ret = getsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &sock_error, &optlen);
if(ret == 0 && sock_error == 0)
{
printf("connect success\r\n");
}
else
{
printf("*** connect fail, sock_err = %d, errno = %u ***\r\n", sock_error, errno);
goto exit;
}
}
else if(!FD_ISSET(sock_fd, &read_fds) && FD_ISSET(sock_fd, &write_fds))
{
printf("connect success\r\n");
}
else if(FD_ISSET(sock_fd, &read_fds) && !FD_ISSET(sock_fd, &write_fds))
{
printf("*** connect fail ***\r\n");
goto exit;
}
else
{
printf("*** connect fail ***\r\n");
goto exit;
}
/* 组合GET请求包 */
sprintf(GetRequestBuf, GET_REQUEST_PACKAGE, weather_json, KEY, location);
/* 发送数据到服务端 */
ret = send(sock_fd, (const void*)GetRequestBuf, strlen(GetRequestBuf), 0);
if(ret < 0)
{
printf("*** send fail ***\r\n");
goto exit;
}
_recv_:
t.tv_sec = TCP_RECV_TIMEOUT_S;
t.tv_usec = 0;
FD_ZERO(&read_fds);
FD_SET(sock_fd, &read_fds);
ret = select(sock_fd + 1, &read_fds, NULL, NULL, &t);
printf("select ret: %d\r\n", ret);
if(ret <= 0)
{
printf("*** select timeout or error ***\r\n");
goto exit;
}
if(FD_ISSET(sock_fd, &read_fds))
{
ret = recv(sock_fd, WeatherRecvBuf, sizeof(WeatherRecvBuf), 0);
if(ret > 0)
{
printf("recv data: [%d]%s\r\n", ret, WeatherRecvBuf);
/* 解析天气数据并保存到结构体变量weather_data中 */
if (0 == strcmp(weather_json, NOW_JSON)) // 天气实况
{
cJSON_NowWeatherParse(WeatherRecvBuf, result);
}
}
else if(ret == 0)
{
printf("*** peer closed ***\r\n");
goto exit;
}
else
{
if(!(errno == EINTR || errno == EWOULDBLOCK || errno == EAGAIN))
{
printf("*** error occurs ***\r\n");
goto exit;
}
else
{
printf("wait for a while\r\n");
ql_rtos_task_sleep_ms(20);
goto _recv_;
}
}
}
exit:
if(dns_success) freeaddrinfo(res);
if(sock_fd >= 0)
{
struct linger linger = {0};
linger.l_onoff = 1;
linger.l_linger = TCP_CLOSE_LINGER_TIME_S;
setsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_LINGER, &linger, sizeof(linger));
setsockopt(sock_fd, IPPROTO_TCP, TCP_CLOSE_TIMEROUT, &linger.l_linger, sizeof(linger.l_linger));
/* 清空缓冲区 */
memset(GetRequestBuf, 0, 256);
memset(WeatherRecvBuf, 0, 2*1024);
close(sock_fd);
}
}
/*******************************************************************************************************
** 函数: cJSON_NowWeatherParse，解析天气实况数据
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数: JSON：天气数据包 result：数据解析的结果
** 返回: void
********************************************************************************************************/
static int cJSON_NowWeatherParse(char *JSON, Weather *result)
{
cJSON *json,*arrayItem,*object,*subobject,*item;
json = cJSON_Parse(JSON); //解析JSON数据包
if(json == NULL) //检测JSON数据包是否存在语法上的错误，返回NULL表示数据包无效
{
printf("Error before: [%s]\n",cJSON_GetErrorPtr()); //打印数据包语法错误的位置
return 1;
}
else
{
if((arrayItem = cJSON_GetObjectItem(json,"results")) != NULL); //匹配字符串"results",获取数组内容
{
int size = cJSON_GetArraySize(arrayItem); //获取数组中对象个数
#if DEBUG
printf("cJSON_GetArraySize: size=%d\n",size);
#endif
if((object = cJSON_GetArrayItem(arrayItem,0)) != NULL)//获取父对象内容
{
/* 匹配子对象1：城市地区相关 */
if((subobject = cJSON_GetObjectItem(object,"location")) != NULL)
{
// 匹配id
if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"id")) != NULL)
{
memcpy(result->id, item->valuestring,strlen(item->valuestring)); // 保存数据供外部调用
}
// 匹配城市名
if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"name")) != NULL)
{
memcpy(result->name, item->valuestring,strlen(item->valuestring)); // 保存数据供外部调用
}
// 匹配城市所在的国家
if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"country")) != NULL)
{
memcpy(result->country, item->valuestring,strlen(item->valuestring)); // 保存数据供外部调用
}
// 匹配完整地名路径
if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"path")) != NULL)
{
memcpy(result->path, item->valuestring,strlen(item->valuestring)); // 保存数据供外部调用
}
// 匹配时区
if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"timezone")) != NULL)
{
memcpy(result->timezone, item->valuestring,strlen(item->valuestring)); // 保存数据供外部调用
}
// 匹配时差
if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"timezone_offset")) != NULL)
{
memcpy(result->timezone_offset, item->valuestring,strlen(item->valuestring)); // 保存数据供外部调用
}
}
/* 匹配子对象2：今天的天气情况 */
if((subobject = cJSON_GetObjectItem(object,"now")) != NULL)
{
// 匹配天气现象文字
if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"text")) != NULL)
{
memcpy(result->text, item->valuestring,strlen(item->valuestring)); // 保存数据供外部调用
}
// 匹配天气现象代码
if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"code")) != NULL)
{
memcpy(result->code, item->valuestring,strlen(item->valuestring)); // 保存数据供外部调用
}
// 匹配气温
if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"temperature")) != NULL)
{
memcpy(result->temperature, item->valuestring,strlen(item->valuestring)); // 保存数据供外部调用
}
}
/* 匹配子对象3：数据更新时间（该城市的本地时间） */
if((subobject = cJSON_GetObjectItem(object,"last_update")) != NULL)
{
memcpy(result->last_update, subobject->valuestring,strlen(subobject->valuestring)); // 保存数据供外部调用
}
}
}
}
cJSON_Delete(json); //释放cJSON_Parse()分配出来的内存空间
return 0;
}
/*******************************************************************************************************
** 函数: DisplayWeather，显示天气数据
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数: weather_data：天气数据
** 返回: void
********************************************************************************************************/
static void DisplayWeather(Weather *weather_data)
{
printf("============%s today weather===========\n", weather_data->name);
printf("weather_data->text: %s\n", weather_data->text);
printf("weather_data->temperature: %s\n", weather_data->temperature);
printf("weather_data->timezone: %s\n", weather_data->timezone);
printf("weather_data->timezone_offset: %s\n", weather_data->timezone_offset);
printf("weather_data->last_update: %s\n", weather_data->last_update);
}
application_init(sockets_weather_test, "sockets_weather_test", 8, 4);
测试结果：
关于天气获取、解析代码以及乱码数据之前已经有详细分享过，这里不再解释。相关文章：【socket应用】基于C语言的天气客户端的实现
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