启明去端分享| ESP32-S3如何实现tcp_client和tcp_server

开发环境：
esp-idf：master分支
官方idf环境搭建文档：
https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32/get-started/index.html#get-started-set-up-env
硬件需求：
Esp32-s3开发板

ESP32-S3

TCP介绍
传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

TCP分为服务端Server和客户端Client，服务端创建服务等待客户端连接，客户端连接后即可与服务端相互发送消息，服务端只有一个，客户端可以是N个，可以同时连接服务端，服务器不能主动去连接客户端，必须客户端主动连接服务端才能相互发送消息。

 

Tcp_client整体流程：
1、编译官方tcp_client例程（需要配置下面会详细介绍），烧录到ESP32-S3开发板。
2、使用TCP调试助手创建TCP Server(电脑必须与开发板在同一路由器下)
3、重启ESP32，创建TCP Client,开始连接电脑创建的服务器
4、相互发送数据

 

一、Tcp_client例程分析:
1.初始化NVS、WiFi连接上WiFi后创建一个tcp_client任务。

void app_main(void)
{
   ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_init());
   ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());
   ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());

   /* This helper function configures Wi-Fi or Ethernet, as selected in menuconfig.
    * Read "Establishing Wi-Fi or Ethernet Connection" section in
    * examples/protocols/README.md for more information about this function.
    */
   ESP_ERROR_CHECK(example_connect()); // WiFi作为STA模式，连接到配置的WiFi
   
   // 创建一个任务，用来进行tcp连接和通讯
   xTaskCreate(tcp_client_task, "tcp_client", 4096, NULL, 5, NULL); 
}

WiFi连接函数：example_connect（）WiFi信息通过menuconfig 配置

idf.py menuconfig 进入配置菜单

配置连接的WiFi名称和密码（要和服务器端连接到同一路由）

2.配置远程连接信息

struct sockaddr_in dest_addr;
       dest_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(host_ip); // 服务器ip
       dest_addr.sin_family = AF_INET;                 
       dest_addr.sin_port = htons(PORT);               // 服务器端口号
       addr_family = AF_INET;
       ip_protocol = IPPROTO_IP;

 

3.通过menuconfig配置服务器的IP以及端口号

配置完成后保存退出（服务器的IP及端口）

4.编译、烧录
编译:idf.py build
烧录：idf.py -p PORT [-b BAUD] flash
注：只有一个串口时可以直接 idf.py flash

 

5.电脑端或手机端打开TCP服务器

 

6.进入窗口监视页面
idf.py -p PORT monitor
1)从和日志可以看出，WiFi连接成功后，创建一个sock，sock连接成功。发送一条信息给服务器（Message from ESP32）,发送成功后打印一句 数据发送成功。

2)服务器编辑内容发送给esp32，在窗口监视页面显示。
红色箭头是接收到的服务器的消息

 

二、tcp_server整体流程：
1、编译官方tcp_server例程（需要配置下面会详细介绍），烧录到ESP32-S3开发板。
2、打开tcp调试助手(电脑or手机必须与开发板在同一路由器下)
3、重启ESP32，创建TCP Client,开始监听模式等待tcp_client的连接
4、进行通讯发送数据

 

Tcp_server例程分析:
1.初始化NVS、WiFi连接上WiFi后创建一个tcp_server任务。

void app_main(void)
{
   ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_init());  // 初始化NVS分区
   ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());  // 初始化底层TCP/P堆栈
   ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default()); // 创建默认事件循环

   /* This helper function configures Wi-Fi or Ethernet, as selected in menuconfig.
    * Read "Establishing Wi-Fi or Ethernet Connection" section in
    * examples/protocols/README.md for more information about this function.
    */
   ESP_ERROR_CHECK(example_connect()); // wifi连接函数，WiFi信息在menuconfig配置
#ifdef CONFIG_EXAMPLE_IPV4
   xTaskCreate(tcp_server_task, "tcp_server", 4096, (void*)AF_INET, 5, NULL); // 创建一个tcp_server的任务
#endif
#ifdef CONFIG_EXAMPLE_IPV6
   xTaskCreate(tcp_server_task, "tcp_server", 4096, (void*)AF_INET6, 5, NULL);
#endif
}

 

2. 新建 socket、 bind、 listen 和 accept， 最后得到了通信的 socket：用于接收/发送数据。

socket(addr_family, SOCK_STREAM, ip_protocol);
bind(listen_sock, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(dest_addr));
listen(listen_sock, 1);
accept(listen_sock, (struct sockaddr *)&source_addr, &addr_len);

 

对应log输出如下：

tcp_server操作流程
1.打开tcp_server工程，配置menuconfig WiFi、TCP服务器相关信息（服务器端口号，要连接的WiFi）

 

2.编译工程
idf.py build
编译成功输出固件信息，及烧录地址

 

3.烧录到开发板
  idf.py -p PORT [-b BAUD] flash
  注：只有一个串口时可以直接 idf.py flash

4.打开窗口监视器
idf.py monitor
可以看到esp32-s3上电以后连接到配置的WiFi，创建了一个tcp_server等待client的连接

5.打开TCP调试助手，设置为client模式 输入服务器IP及端口号，点击连接。

6.编辑文本，向服务器发送消息
 如下图所示，服务器端收到消息。并将收到的信息回发给client端