BC26 支持使用 Socket 進行 TCP 和 UDP 協議通信，這兩個協議也是 BC26 支持的眾多通信協議的基礎。本文講解如何使用這兩個協議與服務器端進行通信。在學習這篇文章前，請首先使用AT+CPSMS=0指令將節電模式（PSM）關閉。否則每隔十來秒，MCU 就進入休眠狀態，讓你不得不重啟評估板，相當擾人，學習期間，評估板一直插在 USB 口上，供電無憂，無所謂節電模式。進行 Socket 通信的所有 AT 指令都可以在 AT 指令助手的指令集合面板中通過選擇【BC26 Socket 命令】項獲取，並查看手冊。
命令介紹
我們知道，TCP 是面向連接的協議，TCP 發送信息必須確保對方能夠收到，即使對方無法收到信息本方也可以知曉。而 UDP 是面向無連接的協議，只管將信息發送給對方，至於對方能否收到，本方就不關心了。接下來首先介紹本文在使用 Socket 通信時所使用到的命令。
AT+QSOC=<domain>,<type>,<protocol>
創建一個 TCP 或 UDP Socket。
<domain>：表示使用的是 IPv4 還是 IPv6，其中 1 表示 IPv4。<type>：表示協議類型，其中 1 表示 TCP；2 表示 UDP。<protocol>：表示協議類型，其中 1 表示 IP；2 表示 ICMP。
例如：AT+QSOC=1,1,1表示創建一個使用 IPv4 的，使用 TCP/IP 的 Socket。
AT+QSOCON=<socket_id>,<remote_port>,<remote_address>
使用 Socket 進行遠程連接。
<socket_id>：BC26 一共支持同時使用 5 個 Socket 進行通信，編輯為 0~4，此參數指定其中一個 Socket。<remote_port>：通信端口，0~65535。<remote_address>：遠端 IP 地址。
例如：AT+QSOCON=0,5000,"193.112.19.116"表示將 0 號 Socket 向地址為 193.112.19.116 的遠端服務器的 5000 端口發起連接。
AT+QSOSEND=<socket_id>,<data_len>,<data>
向遠端發送數據。
<socket_id>：Socket 的編號，范圍 0~4。<data_len>：數據的長度，以字節為單位。對於 ASCII 碼來說，一個字符的長度為 1。<data>：發送的數據，使用 16 進制數字表示。記住，無論你發送的是整數、浮點數、字符串，還是其他的數據類型，這里統統要以字節的 16 進行數字表示。假設你要發送一個字符H，查ASCII表，找到H的編碼為 0x48，則發送 48 即可。如果要發送的是Hello，則發送內容為：48656C6C6F。
例如：AT+QSOSEND=0,5,48656C6C6F表示讓 0 號 Socket 發送 5 個字節長度的數據[0x48,0x65,0x6C,0x6C,0x6F]。
+QSONMI=<socket_id>,<data_len>
此為非請求結果碼（URC），即服務器端主動發送過來的數據，而非客戶端請求的數據。表示收到服務器端發來的數據。
<socket_id>：表示是第幾號 Socket 收到的數據。<data_len>：表示收到的數據的長度。
例如：+QSONMI=0,5表示 0 號 Socket 收到遠端發送過來的 5 個字節的數據。
+QSORF=<socket_id>,<req_length>
從 Socket 接收數據。此命令配合上一條命令使用。
<socket_id>：指示接收數據的 Socket 編號。<req_length>：接收多長的數據。
例如：AT+QSORF=0,5表示從 0 號 Socket 的接收數據緩沖中讀取 5 個字節的數據。
AT+QSODIS=<socket_id>
斷開 Socket 連接。
<socket_id>指示要斷開的 Socket 的編號。
AT+QSOCL=<socket_id>
關閉 Socket。
<socket_id>指示要斷開的 Socket 的編號。
NB-IOT 的使用場景，必定是每日少量數據的傳送，所以 Socket 打開后，傳完數據就應當立即斷開連接並關閉。
使用 TCP 協議進行通信
本節演示如何使用 AT 指令跟遠程服務器進行 TCP 通信，條件是必須要有一台具有公網 IP 的服務器，沒有的話，無法進行實驗，不過問題也不大。后面主要還是使用更高層級的協議跟電信、華為、阿里的專用物聯網雲通信的。
服務器端
服務器端，具體開發環境的搭建請參考上一篇文章。
新建一個 TCPSocket 文件夾，進入后，使用命令dotnet new console創建一個新控制台項目，代碼如下：
using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading.Tasks;
using System.Text;
namespace TCPSocket
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{ //設置服務器 IP，如果是騰訊雲，必須使用內網地址，而不是公網 IP。
IPAddress ip = IPAddress.Parse("172.16.0.11");
IPEndPoint point = new IPEndPoint(ip, 5000); //端口指定為 5000
Socket s = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
try
{
s.Bind(point);
s.Listen(5);
Console.WriteLine("服務器開始偵聽...");
Socket subSocket = s.Accept(); //等待新連接，本程序僅能接受一個客戶端的連接
Console.WriteLine("獲取一個來自{0}的連接", subSocket.RemoteEndPoint.ToString());
//創建線程接收客戶端的消息
Task.Factory.StartNew(() => ReceiveMessage(subSocket), TaskCreationOptions.LongRunning);
//發送消息
while (true)
{
string sendStr = Console.ReadLine();
if(sendStr=="") return; //如果在控制台不輸入任何字符直接按回車，則退出程序
byte[] sendBuff = Encoding.ASCII.GetBytes(sendStr);
subSocket.Send(sendBuff, sendBuff.Length, SocketFlags.None);
}
}
catch (Exception e)
{
Console.WriteLine(e.Message);
}
finally
{
s.Close();
}
}
//監聽客戶端連接的線程方法
static void ReceiveMessage(Socket subSocket)
{
byte[] buff = new byte[1024]; //創建一個接收緩沖區
try
{
while (true)
{
int count = subSocket.Receive(buff, buff.Length, SocketFlags.None);
//下面這個判斷是非常必要的，否則有可能導致不停地接收到長度為 0 的數據，導致 CPU 占用率100%
if (count == 0)
{
subSocket.Close();
return;
}
//將接收到的數據轉化為 ASCII 字符
string recvStr = Encoding.ASCII.GetString(buff, 0, count);
Console.WriteLine($"接收到數據：{recvStr}");
}
}
catch (Exception e)
{
Console.WriteLine(e.Message);
}
finally
{
subSocket.Close();//客戶端關閉時會引發異常，此時關閉此連接
Console.WriteLine("客戶端已退出連接。");
}
}
}
}
本程序僅用於測試 AT 指令，所以寫得比較簡單，實現如下功能：
- 僅可以接收一個連接，如果需要再次接收，請重新運行程序。當程序接收到一個新的連接時，會打印客戶端 IP 地址。
- 當收到消息時，會將消息轉化為 ASCII 碼字符串打印。
- 在控制台輸入字符按回車，可將字符串轉化為字節數組發給客戶端，注意，與客戶端連接后方可實現此功能。
- 不輸入任何內容按回車即可退出程序。
運行程序
- 服務器端使用
dotnet run運行程序啟動服務，顯示“服務器開始偵聽...”。 - 打開AT指令助手，載入【TCP Socket】腳本。
- 發送指令：
AT+QSOC=1,1,1，創建 Socket。 - 發送指令：
AT+QSOCON=0,5000,"193.112.19.116"，連接服務器，注意端口和 IP 地址請自行更改。 - 發送指令：
AT+QSOSEND=0,5,48656C6C6F，發送數據“Hello”，觀察服務器是否收到。 - 發送指令：
AT+QSOSEND=0,10,54435020536F636B6574，發送數據“TCP Socket”，觀察服務器是否收到。 - 服務器端發送數據
abc。 - 客戶端收到
+QSONMI=0,3。 - 發送指令：
AT+QSORF=0,3接收緩沖區數據。 - 服務器端發送數據
good-bye。 - 客戶端收到
+QSONMI=0,8。 - 發送指令：
AT+QSORF=0,8接收緩沖區數據。 - 發送指令：
AT+QSODIS=0斷開連接。 - 發送指令：
AT+QSOCL=0關閉 Socket。
運行效果如下圖所示。
使用 UDP 協議進行通信
UDP 協議具有資源消耗小，處理速度快的優點，但它是不靠的。接下來演示使用 UDP 協議進行通信，使用 UDP 和使用 TCP 的思維方式是不一樣的。UDP 沒有連接，也就沒有所謂的斷開連接，但有意思的是，使用 AT 指令發送 UDP 信息時，依然和 TCP 一樣，需要進行連接和斷開連接操作（在 C# 中寫 UDP 程序是沒有這些的）。你不能說建立一個連接后，在這個連接的基礎上你來我往。UDP 的一個 Socket 只會偵聽某一端口的所有信息，而這個信息可能是不同客戶端發送的，所以，每次接收信息都要創建一個新的IPEndPoint。所以這次我把程序改為將接收到的信息原樣發回。
服務器端
新建一個 UDPSocket 文件夾，進入后，使用命令dotnet new console創建一個新控制台項目，代碼如下：
using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading.Tasks;
using System.Text;
namespace TCPSocket
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{ //設置服務器 IP，如果是騰訊雲，必須使用內網地址，而不是公網 IP。
IPAddress ip = IPAddress.Parse("172.16.0.11");
IPEndPoint point = new IPEndPoint(ip, 5000); //端口指定為 5000
Socket udpSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);
udpSocket.Bind(point);
Console.WriteLine("服務器開始偵聽...");
//創建線程接收客戶端的消息
Task.Factory.StartNew(() => ReceiveMessage(udpSocket), TaskCreationOptions.LongRunning);
Console.ReadLine(); //按回車直接退出程序
}
//監聽客戶端連接的線程方法
static void ReceiveMessage(Socket udpSocket)
{
byte[] buff = new byte[1024]; //創建一個接收緩沖區
try
{
while (true)
{
EndPoint remote = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);
int count = udpSocket.ReceiveFrom(buff, ref remote);
//將接收到的數據轉化為 ASCII 字符
string recvStr = Encoding.ASCII.GetString(buff, 0, count);
Console.WriteLine($"接收到來自{remote.ToString()}數據：{recvStr}");
udpSocket.SendTo(buff, 0, count, 0, remote);
}
}
catch (Exception e)
{
Console.WriteLine(e.Message);
}
finally
{
udpSocket.Close();
}
}
}
}
本程序實現如下功能：
- 由於沒有所謂的連接，可以一直的接收 UDP 信息，也就是說，客戶端可以多次創建 Socket 向服務器發信息，而服務器不需要重啟程序便可接收所有 Socket 的信息。
- 當收到消息時，會將消息轉化為 ASCII 碼字符串打印。
- 服務器在收到信息后，原樣返回給客戶端。
- 按回車即可退出程序。
程序運行效果如下圖所示，由於和上一個程序類似，我不再詳細講解。
感想
做完兩個程序后，還是有一些感想的，我買了兩塊板，有一塊信號不太好，導致調試程序的過程異常痛苦，使用另一塊板之后才能確定是信號而不是程序的問題，將來萬物互聯，NB-IOT 的連接設備數量會非常巨大，在這種情況下，使用 TCP 協議或許並不是最優選擇，畢竟 TCP 光建立一個連接就要費不少周折，而且保持連接還會耗費服務器資源和帶寬，NB-IOT 的帶寬並不優裕。UDP 是更好的選擇，來信息直接處理，無需耗費資源保持連接，不占用帶寬，可靠性問題可以通過應用層的控制來滿足。所以我們也看到，BC26 上的大多數協議也是基於 UDP 進行開發的。這些協議我在后面會一一講解。