【Micropython基础】TCP客户端与服务器

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【Micropython基础】TCP客户端与服务器

2024-07-08 15:56| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章目录 前言一、连接Wifi1.1 创建STA接口1.2 激活wifi接口1.3 连接WIFI1.4 判断WIFI是否连接1.5 连接WIFI总体代码 二、创建TCP 客户端2.1 创建套接字2.2 设置TCP服务器的ip地址和端口2.3 连接TCP服务器2.3 发送数据2.4 接收数据2.5 断开连接2.6 示例代码 三、TCP服务器的创建3.1 绑定服务器地址和端口号3.2 开始监听3.3 接收客户端的连接3.4 发送和接收数据3.5 关闭服务器3.6 示例代码 总结

前言

MicroPython 是 Python 的一种精简实现,旨在运行于微控制器和嵌入式系统等资源受限的环境中。它提供了一种简单而强大的方式来编写和运行 Python 代码,使开发人员能够快速地创建各种嵌入式应用程序。

在嵌入式系统中,网络通信是一个常见的需求,而 TCP(传输控制协议)是一种可靠的通信协议,被广泛用于数据传输。在本文中,我们将探讨如何使用 MicroPython 创建简单的 TCP 客户端和服务器,以实现在嵌入式设备之间进行网络通信的功能。

一、连接Wifi

如果你需要使用WIFI,你需要导入network模块。import network

1.1 创建STA接口

我们可以使用下面这个函数进行创建STA接口,以连接WIFI:

wlan = network.WLAN(network.STA_IF) 1.2 激活wifi接口

我们可以使用下面这个函数激活wifi接口

wlan.active(True) 1.3 连接WIFI

我们可以使用下面这个函数进行WIFI的连接:

wlan.connect('wifi名称', '密码') 1.4 判断WIFI是否连接

我们可以使用下面这个函数判断WIFI是否连接成功,成功则返回True:

wlan.isconnected() 1.5 连接WIFI总体代码 import network import time wlan = network.WLAN(network.STA_IF) # 创建一个STA接口,用于连接WiFi wlan.active(True) # 激活WiFi接口 wlan.connect('WIFI', '123456789') # 连接到WiFi网络 while not wlan.isconnected(): print("Connecting...\n") time.sleep_ms(200) print("Connect ok\n") 二、创建TCP 客户端

如果你需要使用TCP客户端,你需要导入usocket模块 import usocket

2.1 创建套接字

我们可以使用下面这个函数创建一个TCP套接字:

sock = usocket.socket(usocket.AF_INET, usocket.SOCK_STREAM) 2.2 设置TCP服务器的ip地址和端口

我们可以下面这个函数设置ip和端口

server_address = (ip, 8080) # 假设端口号为 8080 2.3 连接TCP服务器

我们可以使用下面这个函数连接TCP服务器:

sock.connect(server_address) 2.3 发送数据

我们可以使用下面这个函数进行发送数据:

sock.sendall(str)

比如说这样:

message = "Hello, server!" sock.sendall(message.encode()) 2.4 接收数据

我们可以使用下面这个函数接收指定的数据:

sock.recv(recvNum)

例如可以下面这样:

data = sock.recv(1024) print("Received:", data.decode()) 2.5 断开连接 2.6 示例代码 import network import time import usocket def ConnectTCP(): sock = usocket.socket(usocket.AF_INET, usocket.SOCK_STREAM) server_address = ('192.168.217.197', 8080) # 假设端口号为 1234 sock.connect(server_address) # 在这里可以添加对连接成功的处理逻辑 while True: data = sock.recv(1024) print("Received:", data.decode()) sock.sendall(data) time.sleep_ms(500) wlan = network.WLAN(network.STA_IF) # 创建一个STA接口,用于连接WiFi wlan.disconnect() wlan.active(True) # 激活WiFi接口 wlan.connect('WIFI', '123456789') # 连接到WiFi网络 while not wlan.isconnected(): print("Connecting...\n") time.sleep_ms(2000) # 延迟更长一点,确保连接成功 print("Connect ok\n") ConnectTCP() # 在WiFi连接成功后执行TCP连接

在这里插入图片描述

三、TCP服务器的创建 3.1 绑定服务器地址和端口号

我们可以使用下面这个函数绑定服务器的地址和端口号:

server_socket.bind((SERVER_HOST, SERVER_PORT)) 3.2 开始监听

我们可以使用下面这个函数进行监听:

server_socket.listen(1) 3.3 接收客户端的连接

我们可以使用下面这个函数接收客户端的连接:

server_socket.accept()

他的返回值为客户端的socket和客户端的地址。

我们可以这样使用:

client_socket, client_address = server_socket.accept() 3.4 发送和接收数据

我们只需要使用accept拿到的客户端socket使用recv和sendall函数即可

3.5 关闭服务器

我们可以使用下面这个函数关闭服务器:

server.close() 3.6 示例代码 import usocket # 定义服务器地址和端口 SERVER_HOST = '0.0.0.0' # 监听所有可用的网络接口 SERVER_PORT = 1234 # 创建 TCP 服务器套接字 server_socket = usocket.socket(usocket.AF_INET, usocket.SOCK_STREAM) # 绑定服务器地址和端口 server_socket.bind((SERVER_HOST, SERVER_PORT)) # 开始监听传入的连接 server_socket.listen(1) print("TCP server is listening on {}:{}".format(SERVER_HOST, SERVER_PORT)) while True: # 接受客户端连接 client_socket, client_address = server_socket.accept() print("New connection from:", client_address) try: # 接收客户端发送的数据 data = client_socket.recv(1024) if data: print("Received data:", data.decode()) # 发送响应给客户端 client_socket.sendall("Hello from MicroPython TCP server!".encode()) else: print("No data received from client.") except Exception as e: print("Error:", e) finally: # 关闭客户端连接 client_socket.close()

在这里插入图片描述

总结

通过本文的学习,我们了解了如何利用 MicroPython 在嵌入式系统中创建 TCP 客户端和服务器。我们首先介绍了 TCP 协议的基本概念,然后详细讨论了如何使用 MicroPython 的 usocket 模块实现 TCP 客户端和服务器。

对于 TCP 客户端,我们学习了如何创建套接字、连接到服务器、发送和接收数据。而对于 TCP 服务器,我们则了解了如何创建套接字、绑定到特定的端口、监听连接请求,并在接受连接后进行数据交换。通过这些示例,读者可以快速上手并应用于自己的嵌入式项目中。

需要注意的是,TCP 通信涉及网络编程和异步处理,因此在实际应用中可能需要进一步优化和改进。例如,可以使用线程或异步框架来处理多个并发连接,以提高系统的性能和可扩展性。同时,安全性也是需要考虑的重要因素,因此在实际应用中应当采取适当的安全措施,确保数据的机密性和完整性。

总之,MicroPython 为嵌入式网络编程提供了简洁而强大的解决方案,使开发人员能够轻松地构建各种联网应用。通过深入学习和实践,我们可以进一步探索和利用 MicroPython 在嵌入式领域的广阔应用前景。



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