手机验证码功能3----移植过程与代码讲解--SNTP协议收发与解析

只看该作者 · 2023-4-13 10:24

本帖最后由 candao2 于 2023-4-13 10:24 编辑

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概述：

本篇讲述SNTP（SimpleNetwork Time Protocol）简单网络时间协议的通信过程和解析，会访问10个ip地址服务器，他们都支持SNTP协议，如果访问第一个服务器，可能因为服务器本身原因或网络信号弱的原因，在超时时间内没有数据返回，就继续访问下一个ip地址，直到最后一个服务器地址，这期间，只要任何一个IP地址有数据返回，就算通信成功，解析收到的数据，再关闭网络通信。可以参看本篇末尾的《运行日志.txt》，此日志记录了在访问第9个ip之后，收到了来自第二个ip的返回信息。本节所讲代码都在sntp目录下的文件中。

1 创建UDP 传输协议的socket id

代码如下图向NB模组发送指令:

AT+NSOCR="DGRAM",17,8080,1\r\n

模组返回:\r\n 0\r\n\r\nOK\r\n

OK表示创建成功，0表示创建成功的socketid，后面当我们进行发送和接收数据的时候都要用到这个socket id，如果创建失败，原因有2：1是之前创建的socket id在使用后没有关闭，2 是NB模组最多支持0-6共7个socket id，已经超出了最大个数。

上图中的SendCmd函数定义，先发送，再接收，return后面的那个函数在接收的同时还会进行数据的分析，下面第2节详细讲述。

2 针对网络返回数据慢的分析

SendCmd函数中return后面的那个函数声明如下：

ATBack_t asiacom_analyze_recv_from_nb_module_asynchronous_sntp(u32 timeout, u32 *len, asiacom_pfun_bool pfun_analyze_recv);

此函数实现了上一篇提到的针对NB模组需要网络通信而导致返回数据慢的分析方法。由于在长达几十秒的串口等待接收中，NB模组可能会返回各种数据(包括错误信息，状态信息等其他未知信息)，这是不可预知的。同时要保证如果在串口接收超时之前已经接收到了想要的数据，就立即结束接收，而接收到其他数据或者没有接收到数据，就继续等待直到超时结束。这与上一篇讲的接收数据分析方法不同。参看《运行日志.txt》，在接收到不是想要的数据(+NPSMR:0不是想要接收的数据，此数据表示模组已退出低功耗模式，开始和基站通信)后依然继续接收，直到超时。

此函数有3个参数，超时时间，接收字节长度和一个函数指针。函数指针的类型定义如下，

typedef bool (* asiacom_pfun_bool)(const char *string_src);

因为NB模组返回数据的特性：以\r\n开始，以\r\n结束。所以此函数只有在每一次接收到此特性的数据，才开始进行检测，如果是需要的数据，就结束接收，否则继续等待接收。同时无论收到什么数据，都会输出到RTT日志，这样工程师或者测试人员能看到，了解NB模组的实时工作状态，便于问题与bug的分析和解决。

而如果函数指针pfun_analyze_recv为NULL，此函数就只会判断接收到OK或者ERROR等普通标志的数据，主要用再NB模组很快(毫秒级)就会返回数据的指令，这里跟上一篇的类似。上面的socket id创建指令，接收时此参数就传NULL。下图是此指令执行结果截图。

而如果函数指针pfun_analyze_recv不为NULL，此函数就只会判断接收的数据是否满足

pfun_analyze_recv指定的条件，所以想要检测某种数据，只需要传入检测这种数据的函数名称即可，用在NB模组很慢(几十秒级)返回数据的指令，一般都是网络接收指令。

3 发送获取网络时间的请求信息

代码如下，发送指令给模组以后，会收到模组把此指令通过网络发送出去的报告。

执行结果如下，参数顺序依次是socket id=0 ，第二个参数是ip地址，端口号123，发送的字节个数48，最后是48字节的内容，因为是转成十六进制，例如1b就是一个字节，后面的每2个0也是表示一个字节。

asiacom_analyze_recv_from_nb_module_asynchronous_sntp函数接收到NB模组返回的信息：模组成功收到了mcu发来的指令信息，即在0这个socket id上要发送48个字节。

4 等待接收信息

接收的代码也在上面截图中的atUdpSend函数中，atUdpSend函数在发送请求AT命令后，会立即收到模组接收到此AT命令的回复，接着mcu要继续等待接收模组从服务获取的时间数据，当NB模组接收到服务器返回的数据，会先串口发送一个通知信息告诉mcu我收到数据，mcu此时就应该发送一条接收AT指令来接收模组的数据。

如下代码是mcu接收和解析模组的这个通知消息，可以看到第3个参数传入了一个函数is_recv_flag_of_NSONMI，用来检测是否是这个通知消息(以+_NSONMI:打头的消息)。

检测到此通知消息后，MCU发送接收指令给模组，代码如下，SendCmd函数会完成此指令的发送并接收到包含时间信息的数据。

SendCmd函数执行成功后，对接收的数据再次检测是否是+NSORF:打头，然后提取出表示网络时间的字段，代码也是在atUdpRecv函数中，如下图。

5 解析出时间

这里要说明下，获取的网络时间是UTC时间，就是0时区的时间，而北京时间是8时区的时间，所以二者相差8个小时。当读取或者更新本地RTC时间是用的北京时间，而下一篇计算验证码用的是UTC时间。

如下代码，atUdpRecv函数上面已经讲过，把atUdpRecv函数获取字符串格式的时间buff转换成SNTP数据包结构体变量SNTPData。通过公式减掉网络通信的延时时间，得到以秒为单位的时间值tv.tv_sec，ctime是C语言标准头文件<time.h>中的函数，可以把以秒为单位的时间值tv.tv_sec转换成具体的年月日和时分秒。

最后调用refresh_rtc_time_sntp来更新本地RTC时间，定义如下，此函数定义在rtc.c中。

4,5两步的执行日志如下图：

注意看解析得到的UTC时间UTC:Fri Feb 308:00:44 2023 更新到本地的RTC时间sntp:2023-02-03,16:00:44

二者相差8小时，也注意看日志中的时间戳变化，之前都是2023-01-12，更新本地RTC时间成功之后就变成2023-02-03。

6 关闭scoket id

执行结果如下，注意每次通信完成后都要关闭scoket id，有时候我们在创建scoket id的时候总是返回失败，就需要先关闭上一次创建的scoket id。

   附录《运行日志》
[2023-01-12T04:22:30] main 114  "wait for nbiot booting......"
[2023-01-12T04:22:30] send_AT_CMD 212  "AT
"
[2023-01-12T04:22:30] asiacom_recv_data_from_nb_module 66  "
ERROR
"
[2023-01-12T04:22:30] send_AT_CMD 212  "AT
"
[2023-01-12T04:22:30] asiacom_recv_data_from_nb_module 66  "
OK
"
[2023-01-12T04:22:30] check_nb_online 254  "1 "
[2023-01-12T04:22:30] send_data_to_nb_module 83  "AT+CGATT?
"
[2023-01-12T04:22:30] asiacom_recv_data_from_nb_module 66  "
+CGATT:1

OK
"
[2023-01-12T04:22:30] send_data_to_nb_module 83  "AT+CSQ
"
[2023-01-12T04:22:30] asiacom_recv_data_from_nb_module 66  "
+CSQ:24,99

OK
"
[2023-01-12T04:22:30] send_data_to_nb_module 83  "AT+NPSMR=1
"
[2023-01-12T04:22:30] asiacom_recv_data_from_nb_module 66  "
OK
"
[2023-01-12T04:22:30] sntp_get_time 191  "isocketflag=-1 "
[2023-01-12T04:22:30] atCreateUdpSockets 87  "AT+NSOCR="DGRAM",17,8080,1
"
[2023-01-12T04:22:30] asiacom_analyze_recv_from_nb_module_asynchronous_sntp 192  "
0

OK
"
[2023-01-12T04:22:30] sntp_get_time 195  "ERROR -1 socketnumber 0 !!!!"
[2023-01-12T04:22:30] atUdpSend 169  ": AT+NSOST=0,120.24.166.46,123,48,1b0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
"
[2023-01-12T04:22:31] asiacom_analyze_recv_from_nb_module_asynchronous_sntp 192  "
0,48

OK
"
[2023-01-12T04:22:32] asiacom_analyze_recv_from_nb_module_asynchronous_sntp 174  "
+NPSMR:0
"
[2023-01-12T04:22:46] atUdpSend 169  ": AT+NSOST=0,120.25.115.20,123,48,1b0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
"
[2023-01-12T04:22:46] asiacom_analyze_recv_from_nb_module_asynchronous_sntp 192  "
0,48

OK
"
[2023-01-12T04:23:01] atUdpSend 169  ": AT+NSOST=0,203.107.6.88,123,48,1b0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
"
[2023-01-12T04:23:01] asiacom_analyze_recv_from_nb_module_asynchronous_sntp 192  "
0,48

OK
"
[2023-01-12T04:23:16] atUdpSend 169  ": AT+NSOST=0,37.187.100.18,123,48,1b0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
"
[2023-01-12T04:23:16] asiacom_analyze_recv_from_nb_module_asynchronous_sntp 192  "
0,48

OK
"
[2023-01-12T04:23:31] atUdpSend 169  ": AT+NSOST=0,202.112.7.13,123,48,1b0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
"
[2023-01-12T04:23:32] asiacom_analyze_recv_from_nb_module_asynchronous_sntp 192  "
0,48

OK
"
[2023-01-12T04:23:47] atUdpSend 169  ": AT+NSOST=0,202.120.2.101,123,48,1b0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
"
[2023-01-12T04:23:47] asiacom_analyze_recv_from_nb_module_asynchronous_sntp 192  "
0,48

OK
"
[2023-01-12T04:24:02] atUdpSend 169  ": AT+NSOST=0,210.72.145.44,123,48,1b0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
"
[2023-01-12T04:24:02] asiacom_analyze_recv_from_nb_module_asynchronous_sntp 192  "
0,48

OK
"
[2023-01-12T04:24:17] atUdpSend 169  ": AT+NSOST=0,182.92.12.11,123,48,1b0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
"
[2023-01-12T04:24:18] asiacom_analyze_recv_from_nb_module_asynchronous_sntp 192  "
0,48

OK
"
[2023-01-12T04:24:33] atUdpSend 169  ": AT+NSOST=0,223.113.97.99,123,48,1b0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
"
[2023-01-12T04:24:33] asiacom_analyze_recv_from_nb_module_asynchronous_sntp 192  "
0,48

OK
"
[2023-01-12T04:24:39] asiacom_analyze_recv_from_nb_module_asynchronous_sntp 174  "
+NSONMI:0,48
"
[2023-01-12T04:24:39] is_recv_flag_of_NSONMI 42  "RECV_NSONMI"
[2023-01-12T04:24:39] atUdpRecv 241  ": AT+NSORF=0,1024
"
[2023-01-12T04:24:39] asiacom_analyze_recv_from_nb_module_asynchronous_sntp 192  "
+NSORF:0,120.25.115.20,123,48,1C0200E7000000080000004B0A893507E78C77CDA314A32D0000000000000000E78C7808CCF3BB69E78C7808CECFFFD6,0

OK
"
[2023-01-12T04:24:39] rev_handle 143  "t1:3884742664 UTC:Tue Feb  7 07:11:09 2023
"
[2023-02-07T15:11:09] refresh_rtc_time_by_sntp 610  "sntp:2023-02-07,15:11:09"
[2023-02-07T15:11:09] atCloseSockets 131  ": AT+NSOCL=0
"
[2023-02-07T15:11:09] asiacom_analyze_recv_from_nb_module_asynchronous_sntp 192  "
+NSONMI:0,48

OK
"
[2023-02-07T15:11:09] get_utc_time_from_rtc 590  "current time:2023-02-07T15:11:09"
[2023-02-07T15:11:09] main 128  "device_id:35519330 pwd:948184"