低功耗4G模组HTTP网络协议应用

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合宙LuatOS|  楼主 | 2025-1-20 13:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 合宙LuatOS 于 2025-1-20 13:46 编辑

大家好,今天我们来学习Air780E模组LuatOS开发4G通信中HTTP网络协议的应用,实现模组和服务器之间数据的传输。

一、HTTP概述

1.1 简介
HTTP是HyperTextTransferProtocol(超文本传输协议)的缩写。HTTP是一个应用层协议,由请求和响应构成,是一个标准的客户端服务器模型。HTTP是一个无状态的协议。HTTP协议通常承载于TCP协议之上,有时也承载于TLS或SSL协议层之上,这个时候,就成了我们常说的HTTPS,所以HTTPS相关的指令只需要参考SSL部分配置连接,其他和http都是一样的。
HTTP协议的_主要应用场景_有:基于浏览器的网页获取与表单提交、文件上传与下载、移动应用、物联网设备的数据上报等。

1.2 请求报文 59015678de1408e653.png
●method:请求方法,GET和POST是最常见的HTTP方法。
●URL:为请求对应的URL地址,它和报文头的Host属性组成完整的请求URL。
●Version:协议名称及版本号。
●Headerlines:HTTP的报文头,报文头包含若干个属性,格式为“属性名:属性值”,服务端据此获取客户端的信息。
●Entitybody:是报文体,它将一个页面表单中的组件值通过param1=value1&m2=value2的键值对形式编码成一个格式化串,它承载多个请求参数的数据。
●请求报文示例如下:
51076678de153057b9.png
1.3 响应报文
65865678de160bedce.png
●version:报文协议及版本。
●statuscode:状态码及状态描述。
●phrase:原因短语。
●Headerlines:响应报文头。
●Entitybody:响应报文体,即我们真正要的内容。
●响应报文示例如下:
60958678de16f72306.png
注意:sp表示空格,crlf表示回车换行,报文头和报文体之间要有一行空格

1.4 HTTP请求方法
HTTP客户端发出请求,告知服务端需要执行不同类型的请求命令,这些命令被称为HTTP方法。
●GET:获取资源方法
●POST:传输实体数据方法
●HEAD:获取头部报文方法
●PUT:传输文件方法
●DELETE:删除指定资源方法

1.5 HTTP状态码
HTTP状态码由三个十进制数字组成,第一个十进制数字定义了状态码的类型。响应分为五类:
●信息响应(100–199),信息响应中,服务器收到请求,需要请求者继续执行操作;
●成功响应(200–299),信息响应成功,操作被成功接收并处理;
●重定向,需要进一步操作(300–399),信息需要被重新定向,需要进一步的操作以完成请求;
●客户端错误(400–499),客户端错误,请求包含语法错误或无法完成请求;
●服务器错误(500–599),服务器错误,服务器在处理请求的过程中发生了错误。

二、演示功能概述

本文教你4G模组使用LuatOS开发4G通信中http网络协议的应用,实现模组和服务器之间数据的传输!
本教程实现的功能定义是:
使用Air780E核心板下载Air780的LuatOS示例代码中http的例程进行验证,包含get请求,post请求,文件上传,文件下载等功能。

三、硬件环境

3.1 Air780E核心板
使用Air780E核心板,如下图所示:
15613678de1811a50c.png
此核心板的详细使用说明参考:Air780E产品手册中的<<开发板Core_Air780E使用说明VX.X.X.pdf>>,写这篇文章时最新版本的使用说明为:开发板Core_Air780E使用说明V1.0.5.pdf;核心板使用过程中遇到任何问题,可以直接参考这份使用说明pdf文档。

3.2 SIM卡
中国大陆环境下,可以上网的sim卡,一般来说,使用移动,电信,联通的物联网卡或者手机卡都行;

3.3 PC电脑
WINDOWS系统,其他暂无特别要求;

3.4 数据通信线
USB数据线,暂无特别要求;

四、软件环境

4.1 Luatools工具

要想烧录AT固件到4G模组中,需要用到合宙的强大的调试工具:Luatools;
详细使用说明参考:Luatools工具使用说明。
Luatools工具集具备以下几大核心功能:
  • 一键获取最新固件:自动连接合宙服务器,轻松下载最新的合宙模组固件。
  • 固件与脚本烧录:便捷地将固件及脚本文件烧录至目标模组中。
  • 串口日志管理:实时查看模组通过串口输出的日志信息,并支持保存功能。
  • 串口调试助手:提供简洁的串口调试界面,满足基本的串口通信测试需求。

Luatools下载之后,无需安装,解压到你的硬盘,点击Luatools_v3.exe运行,出现如下界面,就代表Luatools安装成功了.

4.2 准备需要烧录的代码
首先要说明一点:脚本代码,要和固件的bin文件一起烧录。

4.2.1 烧录的底层固件文件
底层core下载地址:LuatOS固件版本下载地址
1638678de1915835d.png
Air780E的底层固件在Luatools解压后目录的LuatOS-SoC_V1112_EC618_FULL.soc
4.2.2 烧录的脚本代码
首先要下载Air780的LuatOS示例代码到一个合适的项目目录,示例代码网站:https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air780E
下载流程参考下图:
46237678de1a9c9b12.png
下载的文件解压,找到
LuatOS-Air780E-masterdemohttpmain.lua,如图:
79549678de1b8308da.png
4.3 烧录步骤

4.3.1 正确连接电脑和4G模组电路板
使用带有数据通信功能的数据线,不要使用仅有充电功能的数据线;

4.3.2 识别4G模组的boot引脚
在下载之前,要用模组的boot引脚触发下载,也就是说,要把4G模组的boot引脚拉到1.8v,或者直接把boot引脚和VDD_EXT引脚相连。我们要在按下BOOT按键时让模块开机,就可以进入下载模式了。
具体到Air780E开发板:
1、当我们模块没开机时,按着BOOT键然后长按PWR开机。
2、当我们模块开机时,按着BOOT键然后点按重启键即可。
25524678de1c4b1ff5.png
4.3.3 识别电脑的正确端口
判断是否进入BOOT模式:模块上电,此时在电脑的设备管理器中,查看串口设备,会出现一个端口表示进入了boot下载模式,如下图所示:
67730678de1e1d13bf.png
当设备管理器出现了3个连续数字的com端口,并且每个数字都大于4,这时候,硬件连接上就绪状态,恭喜你,可以进行烧录了!
4.3.4 用LuatOS工具烧录
  • 新建项目

首先,确保你的Luatools的版本,上大于3.0.6版本的。
在Luatools的左上角上有版本显示的,如图所示:
21750678de1f16dc91.png
Luatools版本没问题的话,就点击LuaTOols右上角的“项目管理测试”按钮,如下图所示:
5149678de1fc14e09.png
这时会弹出项目管理和烧录管理的对话框,如下图:
82931678de20797e84.png
  • 开始烧录

选择780E板子对应的底层core和刚改的main.lua脚本文件。下载到板子中。
43834678de213bce5e.png
点击下载后,我们需要进入boot模式才能正常下载。
82546678de221e322a.png

五、API说明

http客户端:
http.request(method,url,headers,body,opts,ca_file,client_ca,client_key,client_password)

参数
88638678de267ac20f.png

返回值
66876678de25799eba.png


创建HTTP客户端
43104678de2496b39c.png

六、功能验证

6.1 GET请求
HTTPGET请求是一种用于从指定资源URI(统一资源标识符)请求数据的HTTP方法。它通常用于请求服务器发送资源(如HTML页面、图片等)给客户端,且请求信息包含在URL中。
下面根据demo演示HTTP的GET请求用法,示例代码如下(具体demo可以点此链接跳转)
示例如下:
97479678de2828ac88.png
对应log:
53812678de28ce41d3.png
6.2 POST请求
HTTPPOST请求是一种HTTP方法,用于向指定的资源提交数据。与GET请求不同,POST请求的数据包含在请求体中,可以提交大量数据且数据不会显示在URL中,常用于提交表单数据或上传文件等操作。
下面根据demo演示HTTP的POST请求方法提交一个表单,示例代码如下(具体demo可以点此链接跳转)
示例:
96857678de2a4b9a0c.png
对应log:
21665678de2aed1188.png
6.3 文件上传
HTTPPOST请求在文件上传场景中发挥着关键作用。用户通过POST请求可以将文件数据包含在请求体中发送给服务器,而不是像GET请求那样通过URL传递。这种方式允许上传大量数据,包括各种类型的文件,如图片、视频、文档等。服务器接收到请求后,会解析请求体中的文件数据,并存储到服务器上相应的位置。文件上传是HTTP应用中常见的功能。
下面根据demo演示HTTP文件上传的功能,示例代码如下(具体demo可以点此链接跳转)
示例:
93123678de2bfcef93.png
78393678de2d7c04d4.png
44492678de2ead6766.png
对应log:
71219678de2f9d4238.png
6.4 文件下载
下面根据demo演示HTTP文件下载的功能,示例代码如下(具体demo可以点此链接跳转)
示例:
31724678de30a4e51d.png
对应log:
83239678de3194acd7.png
6.5 处理JSON数据
处理json数据主要有两个函数,json.encode(t)和json.decode(str),参考示例代码:
https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air780E/tree/master/demo/json
63266678de326ee8ea.png
6.6 压缩和解压
这个例程用和风天气的api做演示,请求到的数据配合miniz库进行解压,示例代码如下(具体demo可以点此链接跳转)
示例:
93050678de331933bb.png
对应log:

也可以参考例程:
https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air780E/tree/master/demo/miniz

七、总结
本文档主要介绍4G通信中http网络协议的应用。讲解了HTTP基本原理,GET和POST请求,以及文件上传下载、HTTPS加密、JSON数据处理和数据压缩等高级功能,直接烧录例程即可测试,旨在实现高效、安全的数据传输。

八、常见问题

8.1 HTTP支持多连接吗
目前HTTP仅支持单连接,不支持多连接。

8.2 重试多次PDP,HTTP应用一直连接失败
如果重试多次PDP激活,PDP一直激活失败,或者HTTP一直请求应答失败,则尝试使用如下手段恢复:
1、使用RESET引脚复位模块
2、极端情况下,直接给模块断电,再上电,POWERKEY引脚拉低开机

8.3 为什么我只发了10字节消息,100次却消耗了那么多流量?
因为还有HTTP自带的请求头。如何统计流量

8.4 为什么频繁请求会失败?
支持的http连接总数有限数量为tcp连接数量8个,建议一个http连接返回请求结果之后,再去请求下一个连接;不要使用循环定时器方式不断的发起新的http请求。

8.5 专网卡访问白名单
用定向Ip的物联网卡,需要把域名或IP加入白名单才能使用。如果不加入白名单会出现无法访问服务器的情况.


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