个人网站设计论文范文,如何免费申请公司网站,购物网站 备案,wordpress ality 预览文章目录 1 前言2 简介2 .1 什么是UPnP#xff1f;2.2 UPnP的优点2.3 UPnP数据交互原理2.4 UPnP应用场景 3 WIZnet以太网芯片4 UPnP示例概述以及使用4.1 流程图4.2 准备工作核心4.3 连接方式4.4 主要代码概述4.5 结果演示 5 注意事项6 相关链接 1 前言 随着智能家居、物联网等… 文章目录 1 前言2 简介2 .1 什么是UPnP2.2 UPnP的优点2.3 UPnP数据交互原理2.4 UPnP应用场景 3 WIZnet以太网芯片4 UPnP示例概述以及使用4.1 流程图4.2 准备工作核心4.3 连接方式4.4 主要代码概述4.5 结果演示 5 注意事项6 相关链接 1 前言 随着智能家居、物联网等技术的快速发展UPnP技术的应用前景将更加广阔。未来随着技术的不断进步和应用场景的不断扩展UPnP技术有望成为连接各种设备的核心协议之一从而为用户带来更加智能、更加便捷的网络体验。 W5100S/W5500是一款集成全硬件 TCP/IP 协议栈的嵌入式以太网控制器同时也是一颗工业级以太网控制芯片。本教程将介绍W5100S/W5500以太网UPnP应用的基本原理、使用步骤、应用实例以及注意事项帮助读者更好地掌握这一技术。
2 简介
2 .1 什么是UPnP UPnPUniversal Plug and Play是一种网络协议它由“通用即插即用论坛”UPnP™ Forum推广旨在使各种设备如家庭网络、公司网络中的设备能够相互无缝连接并简化相关网络的实现。
UPnP的目标是让各种各样的智能设备、无线设备和个人电脑等实现遍布全球的对等网络连接。它支持TCP/IP、UDP和HTTP等协议是一种分布式的、开放的网络架构。
2.2 UPnP的优点 UPnP的优点主要包括
自动配置UPnP能够自动配置网络设备使其能够在网络中进行通信无需手动设置端口映射等繁琐操作。这大大简化了设备的安装和使用过程降低了网络配置的复杂性。简化用户体验UPnP可以让用户更方便地使用网络设备和应用程序提供更好的用户体验。由于UPnP无需用户进行任何配置用户只需简单地将设备连接到网络中设备即可自动获取IP地址并与其他设备进行通信。多设备互联UPnP支持多个设备之间的互联使得设备之间的通信和共享资源变得更加简单和便捷。这使得用户可以方便地将多个设备连接在一起实现更丰富的应用场景。远程访问UPnP支持远程访问使用户能够从任何地方访问他们的设备和资源。无论用户身处何地只要能够连接到网络即可对家中的设备进行控制和操作。
2.3 UPnP数据交互原理 UPnP的交互过程包括以下环节
地址分配设备接入网络后通过自动或手动方式获取IP地址。发现阶段设备在网络中广播自己的存在并寻找其他设备和服务。描述阶段设备向控制点提供详细的服务和功能描述信息。控制阶段设备通过发送请求消息来控制其他设备或获取其状态信息。事件阶段设备向控制点发送事件消息以报告自己的状态变化或其他重要事件。表达阶段设备向控制点提供详细的设备和服务信息以便其他设备了解和利用这些信息。
2.4 UPnP应用场景
UPnP的应用场景包括但不限于以下几种
智能家居UPnP可以用于智能家居设备的互联互通实现自动化控制和远程控制。例如通过UPnP协议用户可以在家中使用手机或电脑控制家中的灯光、电视、空调等设备也可以设置设备的定时任务。物联网在物联网领域UPnP可以用于实现设备的互联互通和智能化管理。例如在智能农业中通过UPnP协议可以将农田监测设备、温室大棚监测设备等连接起来实现农业信息的实时监测和远程控制。多媒体家庭网关UPnP可以用于将各种传输媒介连接到家庭局域网中实现互联和控制。例如用户可以在家中观看高清电影或聆听无损音乐同时享受快速网络连接带来的便利。智能家居设备UPnP可以用于智能家居设备的互联和通讯例如智能音箱、智能灯泡等。用户可以通过语音控制或手机APP控制家中的设备享受更加便捷的生活体验。安全设备串接UPnP可以实现数字签名和认证功能保障设备数据的安全性。例如可由支持UPnP的IP摄像头自动配置局域网环境也可以在UPnP上实现数字签名和认证功能保障设备数据的安全性。
3 WIZnet以太网芯片
WIZnet 主流硬件协议栈以太网芯片参数对比
ModelEmbedded CoreHost I/FTX/RX BufferHW SocketNetwork PerformanceW5100STCP/IPv4 MAC PHY8bit BUS, SPI16KB4Max.25MbpsW6100TCP/IPv4/IPv6, MAC PHY8bit BUS, Fast SPI32KB8Max.25MbpsW5500TCP/IPv4, MAC PHYFast SPI32KB8Max 15Mbps
W5100S/W6100 支持 8bit数据总线接口网络传输速度会优于W5500。W6100 支持IPv6与W5100S 硬件兼容若已使用W5100S的用户需要支持IPv6可以Pin to Pin兼容。W5500 拥有比 W5100S更多的 Socket数量以及发送与接收缓存。
4 UPnP示例概述以及使用
4.1 流程图 程序的运行框图如下所示 4.2 准备工作核心
软件
Visual Studio CodeWIZnet UartToolSocket Tester
硬件
W5100SIO模块 RP2040 树莓派Pico开发板 或者 WIZnet W5100S-EVB-Pico开发板Micro USB 接口的数据线TTL 转 USB网线支持UPNP的路由器
4.3 连接方式 通过数据线连接PC的USB口主要用于烧录程序也可以虚拟出串口使用 通过TTL串口转USB连接UART0 的默认引脚 RP2040 GPIO 0UART0 TX ---- USB_TTL_RXRP2040 GPIO 1UART0 RX ---- USB_TTL_TX 使用模块连接RP2040 进行接线时 RP2040 GPIO 16 ---- W5100S MISORP2040 GPIO 17 ---- W5100S CSRP2040 GPIO 18 ---- W5100S SCKRP2040 GPIO 19 ---- W5100S MOSIRP2040 GPIO 20 ---- W5100S RST 通过PC和设备都通过网线连接路由器LAN口
4.4 主要代码概述 我们使用的是WIZnet官方的ioLibrary_Driver库。该库支持的协议丰富操作简单芯片在硬件上集成了TCP/IP协议栈该库又封装好了TCP/IP层之上的协议我们只需简单调用相应函数即可完成协议的应用。
第一步upnp_run.c文件中加入对应的头文件。
第二步定义相关宏包括socket端口号、收发缓存发小、DHCP失败后重试次数、LED灯引脚号。
第三步声明了相关函数包括定时器回调函数用于 DHCP 和UPNP 1s 计时处理网络信息初始化通过DHCP获取网络信息失败则静态配置网络信息LED初始化和LED灯状态控制还初始化了相关变量等
第四步进入主函数首先定义变量并初始化串口和spi接口然后进行socket收发缓存的分片并写入配置信息接着初始化LED和DHCP并开启 1s 定时器优先通过DHCP配置网络信息失败则用静态网络信息配置完成后通过 SSDP 发现设备(IGD)接着获取设备的描述并订阅事件消息成功后进入菜单界面选择操作事件如下所示
#include stdio.h
#include pico/stdlib.h
#include pico/binary_info.h
#include hardware/spi.h#include wizchip_conf.h
#include w5100s.h
#include bsp_spi.h
#include dhcp.h // Use dhcp
#include socket.h // Use socket
#include UPnP.h // Use upnp#define SOCKET_ID 0 // Socket number
#define ETHERNET_BUF_MAX_SIZE (1024 * 4) // Send and receive cache size
#define DHCP_RETRY_COUNT 5 // DHCP retry times
#define USER_LED_PIN 25 // Onboard led pin/*** brief Timer callback processing function, used for dhcp timing processing* param repeating :Timer structure* return bool*/
bool repeating_timer_callback(struct repeating_timer *t);/*** brief Initialization of chip network information* param conf_info :Static configuration information* return none*/
void network_init(wiz_NetInfo *conf_info);/**--* brief Initiallization led and Registration function* param none* return none*/
void UserLED_Init(void);/*** brief set led status, in order to adapt data format, see details the file: snmp_custom.c s snmpData[]* param val: 0 - led off, 1 - led on* return none*/
void setUserLEDStatus(uint8_t val);/* Network information to be configured. */
wiz_NetInfo net_info {.mac {0x00, 0x08, 0xdc, 0x1e, 0xed, 0x2e}, // Configured MAC address.ip {192, 168, 1, 10}, // Configured IP address.sn {255, 255, 255, 0}, // Configured subnet mask.gw {192, 168, 1, 1}, // Configured gateway.dns {8, 8, 8, 8}, // Configured domain address.dhcp NETINFO_DHCP}; // Configured dhcp model,NETINFO_DHCP:use dhcp; NETINFO_STATIC: use static ip.static uint8_t ethernet_buf[ETHERNET_BUF_MAX_SIZE] {0,
}; // Send and receive cachestatic uint8_t breakout_flag 0; // Define the DHCP acquisition flag
static uint16_t tcps_port 8000;
static uint16_t udps_port 5000;#if (_WIZCHIP_ W5100S)
static uint8_t tx_size[_WIZCHIP_SOCK_NUM_] {4, 2, 2, 0};
static uint8_t rx_size[_WIZCHIP_SOCK_NUM_] {4, 2, 2, 0};
#elif (_WIZCHIP_ W5500)
static uint8_t tx_size[_WIZCHIP_SOCK_NUM_] {4, 4, 2, 1, 1, 1, 1, 2};
static uint8_t rx_size[_WIZCHIP_SOCK_NUM_] {4, 4, 2, 1, 1, 1, 1, 2};
#endifint main()
{struct repeating_timer timer; // Define the timer structurewiz_NetInfo get_info; // Stores the read configuration information/* MCU init */stdio_init_all(); // Initialize the main control peripheralwizchip_initialize(); // Initialize the chip interface/* socket rx and tx buff init */wizchip_init(tx_size, rx_size);wizchip_setnetinfo(net_info); // Configure once first/* Onboard LED init*/UserLED_Init();/*dhcp init*/DHCP_init(SOCKET_ID, ethernet_buf); // DHCP initializationadd_repeating_timer_ms(1000, repeating_timer_callback, NULL, timer); // Add DHCP 1s Tick Timer handlerprintf(wiznet chip upnp example.\r\n);network_init(net_info); // Configuring Network Informationprint_network_information(get_info); // Read back the configuration information and print itdo{printf(Send SSDP.. \r\n);} while (SSDPProcess(SOCKET_ID) ! 0); // SSDP Search discoveryif (GetDescriptionProcess(SOCKET_ID) 0) // GET IGD description{printf(GetDescription Success!!\r\n);}else{printf(GetDescription Fail!!\r\n);}if (SetEventing(SOCKET_ID) 0) // Subscribes IGD event messageS{printf(SetEventing Success!!\r\n);}else{printf(SetEventing Fail!!\r\n);}Main_Menu(SOCKET_ID, SOCKET_ID 1, SOCKET_ID 2, ethernet_buf, tcps_port, udps_port); // Main menu
}4.5 结果演示 DHCP获取ip成功 添加端口映射成功 运行TCP Server回环测试成功
5 注意事项
注意socket缓存分片要足够大避免过小导致接收数据不全数据包解析时致错定义用于收发的暂存缓存数组大小要大于或等于所对应的socket缓存大小路由器要具备upnp功能并且调试时要开启如果想用WIZnet的W5500来实现本章的示例我们只需修改两个地方即可
(1)在library/ioLibrary_Driver/Ethernet/下找到wizchip_conf.h这个头文件将_WIZCHIP_ 宏定义修改为W5500。
(2)在library下找到CMakeLists.txt文件将COMPILE_SEL设置为ON即可OFF为W5100SON为W5500。
6 相关链接
WIZnet官网
WIZnet官方库链接
本章例程链接
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