esp-open-rtosを使ってみる

UDP Broadcast Send & Receive(Socket-API)

UDPのAPIの使い方が分かったので、UDPでメッセージをBroadcastするクライアントを作ってみました。
最初に以下のUDP受信処理(Pythonスクリプト)を別の端末で実行しておきます。
ポート番号=9876からBroadcastメッセージを受信するコードですが、Pythonだとたったこれだけです。
recv()からの戻り値の型がpython2とpython3では違います。

import select, socket

              

              s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

              s.bind(('<broadcast>', 9876))

              s.setblocking(0)

              

              while True:

                  result = select.select([s],[],[])

                  msg = result[0][0].recv(1024)

                  if (type(msg) is bytes):

                     
              msg=msg.decode('utf-8')

                  print(msg)

以下のコードでは、2つのタスクと1つのタイマーを起動しています。

task1(WiFiタスク)
APへの接続を監視するタスクです。
APへの接続が完了したらタイマーを起動します。

task2(Bradcast Sendタスク)
Queueから取り出したメッセージをUDPでBroadcastします。
ほぼ、こちらのコードのままです。探せばどこかにSocket-APIのコードは公開されています。

timer_cb(タイマー)
定期的にQueueにメッセージを積みます。

/* The example of esp-free-rtos

               *

               * This sample code is in the public domain.

               */

              #include <stdlib.h>

              #include <string.h>

              #include <espressif/esp_common.h>

              #include <esp/uart.h>

              #include <FreeRTOS.h>

              #include <task.h>

              #include <timers.h>

              #include <ssid_config.h>

              

              #include "lwip/err.h"

              #include "lwip/sockets.h"

              #include "lwip/sys.h"

              #include "lwip/netdb.h"

              #include "lwip/dns.h"

              

              #define UDP_PORT 9876

              

              QueueHandle_t xQueue;

              TimerHandle_t timerHandle;

              

              UBaseType_t uxQueueLength = 10;

              UBaseType_t uxItemSize = 64;

              

              static void showNetworkInfo() {

                uint8_t hwaddr[6];

                if (sdk_wifi_get_macaddr(STATION_IF, hwaddr)) {

                  printf("[%s] MAC
              address="MACSTR"\n",pcTaskGetName(0),MAC2STR(hwaddr));

                }

                struct ip_info info;

                if (sdk_wifi_get_ip_info(STATION_IF, &info)) {

                  printf("[%s] IP
              address="IPSTR"\n",pcTaskGetName(0),IP2STR(&info.ip));

                  printf("[%s]
              Netmask="IPSTR"\n",pcTaskGetName(0),IP2STR(&info.netmask));

                  printf("[%s]
              Gateway="IPSTR"\n",pcTaskGetName(0),IP2STR(&info.gw));

                }

              }

              

              // Timer call back

              static void timer_cb(TimerHandle_t xTimer)

              {

                char buffer[uxItemSize];

                TickType_t nowTick;

                nowTick = xTaskGetTickCount();

                printf("[%s:%d] Start\n",pcTaskGetName(0),nowTick);

                sprintf(buffer,"Hello World!! %d",nowTick);

                xQueueSend(xQueue, &buffer, 0);

              }

              

              // WiFi Task

              void task1(void *pvParameters)

              {

                TickType_t nowTick;

                nowTick = xTaskGetTickCount();

                printf("[%s:%d] Start\n",pcTaskGetName(0),nowTick);

              

                /* Wait until we have joined AP and are assigned an
              IP */

                int wifiStatus;

                while (1) {

                  wifiStatus =
              sdk_wifi_station_get_connect_status();

                  nowTick = xTaskGetTickCount();

                  printf("[%s:%d]
              wifiStatus=%d\n",pcTaskGetName(0),nowTick,wifiStatus);

                  //if
              (sdk_wifi_station_get_connect_status() == STATION_GOT_IP)
              break;

                  if (wifiStatus == STATION_GOT_IP)
              break;

                  vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);

                }

                nowTick = xTaskGetTickCount();

                printf("[%s:%d] Connected to
              AP\n",pcTaskGetName(0),nowTick);

                showNetworkInfo();

              

                /* Now start timer */

                if (xTimerStart(timerHandle, 0) != pdPASS) {

                  printf("[%s:%d] Unable to start
              Timer\n",pcTaskGetName(0),nowTick);

                } else {

                  printf("[%s:%d] Success to start
              Timer\n",pcTaskGetName(0),nowTick);

                }

              

                while(1) {

                  vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);

                }

              }

              

              

              // Bradcast Send Task

              void task2(void *pvParameters)

              {

                TickType_t nowTick;

                nowTick = xTaskGetTickCount();

                printf("[%s:%d] Start\n",pcTaskGetName(0),nowTick);

              

                /* set up address to sendto */

                struct sockaddr_in addr;

                memset(&addr, 0, sizeof(addr));

                addr.sin_family = AF_INET;

                addr.sin_port = htons(UDP_PORT);

                addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_BROADCAST); /*
              send message to 255.255.255.255 */

              

                /* create the socket */

                int fd;

                int ret;

                fd = lwip_socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP
              ); // Create a UDP socket.

                LWIP_ASSERT("fd >= 0", fd >= 0);

              

                char buffer[uxItemSize];

                int buflen;

                while(1) {

                  if(xQueueReceive(xQueue, &buffer,
              portMAX_DELAY)) {

                     nowTick =
              xTaskGetTickCount();

                     printf("[%s:%d]
              buffer=[%s]\n",pcTaskGetName(0),nowTick,buffer);

                     buflen =
              strlen(buffer);

                     ret = lwip_sendto(fd,
              buffer, buflen, 0, (struct sockaddr *)&addr,
              sizeof(addr));

                     LWIP_ASSERT("ret ==
              buflen", ret == buflen);

                     nowTick =
              xTaskGetTickCount();

                     printf("[%s:%d]
              lwip_sendto ret=%d\n",pcTaskGetName(0),nowTick,ret);

                  } else {

                     nowTick =
              xTaskGetTickCount();

                     printf("[%s:%d]
              xQueueReceive fail\n",pcTaskGetName(0),nowTick);

                     break;

                  }

                }

              

                /* close socket. Don't reach here.*/

                ret = lwip_close(fd);

                LWIP_ASSERT("ret == 0", ret == 0);

                vTaskDelete( NULL );

              

              }

              

              

              void user_init(void)

              {

                uart_set_baud(0, 115200);

                printf("SDK version:%s\n",
              sdk_system_get_sdk_version());

                printf("pcTaskGetName=%s\n",pcTaskGetName(0));

              

                struct sdk_station_config st_config = {

                  .ssid =WIFI_SSID,

                  .password =WIFI_PASS,

                };

                sdk_wifi_set_opmode(STATION_MODE);

                sdk_wifi_station_set_config(&st_config);

              

                /* Create Queue */

                xQueue = xQueueCreate(uxQueueLength, uxItemSize);

                /* Create Timer */

                timerHandle = xTimerCreate("Trigger",
              5000/portTICK_PERIOD_MS, pdTRUE, NULL, timer_cb);

              

                /* Check everything was created. */

                configASSERT( xQueue );

                configASSERT( timerHandle );

              

                // Create Task

                xTaskCreate(task1, "WiFi", 256, NULL, 2, NULL);

                xTaskCreate(task2, "Client", 1024, NULL, 2, NULL);

              

              }

Python側には以下の様に表示されます。

自動的に改行してくれませんが、UbuntuやArmbianのNetCat(nc)でも同じことができます。
RaspbianのNetCat(nc)ではkオプションが有効になりません。

Broadcastメッセージの受信処理をAPIで作る場合は、以下のコードとなります。
ほぼこちらのコードのままです。

/* The example of esp-free-rtos

               *

               * This sample code is in the public domain.

               */

              #include <stdlib.h>

              #include <string.h>

              #include <espressif/esp_common.h>

              #include <esp/uart.h>

              #include <FreeRTOS.h>

              #include <task.h>

              #include <timers.h>

              #include <ssid_config.h>

              

              #include "lwip/err.h"

              #include "lwip/sockets.h"

              #include "lwip/sys.h"

              #include "lwip/netdb.h"

              #include "lwip/dns.h"

              

              #define UDP_PORT 9876

              

              SemaphoreHandle_t xSemaphore;

              

              static void showNetworkInfo() {

                uint8_t hwaddr[6];

                if (sdk_wifi_get_macaddr(STATION_IF, hwaddr)) {

                  printf("[%s] MAC
              address="MACSTR"\n",pcTaskGetName(0),MAC2STR(hwaddr));

                }

                struct ip_info info;

                if (sdk_wifi_get_ip_info(STATION_IF, &info)) {

                  printf("[%s] IP
              address="IPSTR"\n",pcTaskGetName(0),IP2STR(&info.ip));

                  printf("[%s]
              Netmask="IPSTR"\n",pcTaskGetName(0),IP2STR(&info.netmask));

                  printf("[%s]
              Gateway="IPSTR"\n",pcTaskGetName(0),IP2STR(&info.gw));

                }

              }

              

              // WiFi Task

              void task1(void *pvParameters)

              {

                TickType_t nowTick;

                nowTick = xTaskGetTickCount();

                printf("[%s:%d] Start\n",pcTaskGetName(0),nowTick);

              

                /* Wait until we have joined AP and are assigned an
              IP */

                int wifiStatus;

                while (1) {

                  wifiStatus =
              sdk_wifi_station_get_connect_status();

                  nowTick = xTaskGetTickCount();

                  printf("[%s:%d]
              wifiStatus=%d\n",pcTaskGetName(0),nowTick,wifiStatus);

                  //if
              (sdk_wifi_station_get_connect_status() == STATION_GOT_IP)
              break;

                  if (wifiStatus == STATION_GOT_IP)
              break;

                  vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);

                }

                nowTick = xTaskGetTickCount();

                printf("[%s:%d] Connected to
              AP\n",pcTaskGetName(0),nowTick);

                showNetworkInfo();

              

                /* Now start task2 */

                xSemaphoreGive(xSemaphore);

                nowTick = xTaskGetTickCount();

                printf("[%s:%d] Give to
              task2\n",pcTaskGetName(0),nowTick);

              

                while(1) {

                  vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);

                }

              }

              

              

              // Bradcast Receive Task

              void task2(void *pvParameters)

              {

                TickType_t nowTick;

                nowTick = xTaskGetTickCount();

                printf("[%s:%d] Start\n",pcTaskGetName(0),nowTick);

              

                /* wait for Semaphore */

                xSemaphoreTake(xSemaphore, portMAX_DELAY);

                nowTick = xTaskGetTickCount();

                printf("[%s:%d] Take\n",pcTaskGetName(0),nowTick);

              

                /* set up address to recvfrom */

                struct sockaddr_in addr;

                memset(&addr, 0, sizeof(addr));

                addr.sin_family = AF_INET;

                addr.sin_port = htons(UDP_PORT);

                addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); /*
              senderInfo message from ANY */

              

                /* create the socket */

                int fd;

                int ret;

                fd = lwip_socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP
              ); // Create a UDP socket.

                LWIP_ASSERT("fd >= 0", fd >= 0);

              

              #if 0

                /* set option */

                int broadcast=1;

                ret = lwip_setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST,
              &broadcast, sizeof broadcast);

                LWIP_ASSERT("ret >= 0", ret >= 0);

              #endif

              

                /* bind socket */

                ret = lwip_bind(fd, (struct sockaddr *)&addr,
              sizeof(addr));

                LWIP_ASSERT("ret >= 0", ret >= 0);

              

                /* senderInfo data */

                char buffer[64];

                struct sockaddr_in senderInfo;

                socklen_t senderInfoLen = sizeof(senderInfo);

                char senderstr[16];

                while(1) {

                  socklen_t senderInfoLen =
              sizeof(senderInfo);

                  memset(buffer, 0, sizeof(buffer));

                  ret = lwip_recvfrom(fd, buffer,
              sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr*)&senderInfo,
              &senderInfoLen);

                  LWIP_ASSERT("ret > 0", ret > 0);

                  nowTick = xTaskGetTickCount();

                  printf("[%s:%d] lwip_recv
              ret=%d\n",pcTaskGetName(0),nowTick,ret);

                  if (ret > 0) {

                    buffer[ret] = 0;

                    printf("[%s:%d] lwip_recv
              buffer=%s\n",pcTaskGetName(0),nowTick,buffer);

                    inet_ntop(AF_INET,
              &senderInfo.sin_addr, senderstr, sizeof(senderstr));

                    printf("recvfrom : %s,
              port=%d\n", senderstr, ntohs(senderInfo.sin_port));

                  }

                }

              

                /* close socket. Don't reach here. */

                ret = lwip_close(fd);

                LWIP_ASSERT("ret == 0", ret == 0);

                vTaskDelete( NULL );

              

              }

              

              

              void user_init(void)

              {

                uart_set_baud(0, 115200);

                printf("SDK version:%s\n",
              sdk_system_get_sdk_version());

                printf("pcTaskGetName=%s\n",pcTaskGetName(0));

              

                struct sdk_station_config st_config = {

                  .ssid =WIFI_SSID,

                  .password =WIFI_PASS,

                };

                sdk_wifi_set_opmode(STATION_MODE);

                sdk_wifi_station_set_config(&st_config);

              

              

                /* Create Semaphore */

                xSemaphore = xSemaphoreCreateBinary();

                /* Check everything was created. */

                configASSERT( xSemaphore );

              

                // Create Task

                xTaskCreate(task1, "WiFi", 256, NULL, 2, NULL);

                xTaskCreate(task2, "Client", 1024, NULL, 2, NULL);

              

              }

受信データだけでなく、送信側のIPアドレスや、送信側の待ち受けポート番号も表示しました。
このアドレスとポートに返信すると、相手にデータが届きます。

ポート番号=9876にBroadcastメッセージを送信するコードですが、Pythonだとやはりこれだけで済みます。

import sys

              import socket

              import time

              import signal

              

              def handler(signal, frame):

                global flag

                print('handler')

                flag = False

              

              

              sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

              sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

              sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, 1)

              signal.signal(signal.SIGINT, handler)

              flag = True

              while flag:

               
              #print("sys.version_info={}".format(sys.version_info))

                message='This is a test'

                if (sys.version_info >= (3, 0)):

                  sock.sendto(message.encode('utf-8'),
              ('<broadcast>', 9876))

                else:

                  sock.sendto(message,
              ('<broadcast>', 9876))

                time.sleep(10)

LinuxのncコマンドでBroadcastメッセージを送る場合、Broadcastメッセージを送ることができるncとできないncが有ります。
socatを使えば間違いなくBroadcastメッセージを送ることができます。

$ echo -n 'Hello World!!' | nc -ub
              255.255.255.255 9876

              

              $ echo 'Hello World!!'  | socat -
              udp-datagram:255.255.255.255:9876,broadcast

続く．．．．