移远4G模组拨号+socket获取天气数据

上一篇分享了4G开发板与我们PC进行通信（需要进行内网穿透），这一篇笔记我们直接使用4G开发板访问天气服务器获取天气数据。

我们要使用移远4G模块进行网络通信，要经历 3 个主要过程：网络注册、网络激活和socket 创建。

网络注册是自动完成的，无需用户代码干预（网络注册前，请确认 SIM 卡是否正常识别且 SIM 卡无欠费等业务异常）。只有在网络注册成功以后，才可进行网络激活，即本文所述的拨号（下文皆称为拨号）。只有拨号成功后，才可进行 socket 网络通信。

拨号+socket 通信基本流程

确保拨号成功的必要条件：SIM 卡没欠费； 硬件良好，天线匹配；拨号前，调用 ql_network_register_wait 等待网络注册成功；拨号时，向 ql_start_data_call 传递正确的参数。

Socket 通信流程

EC100 模块 Socket 通信基本流程如上图： 1、在进行 socket 通信之前，必须确保拨号已经成功，可以通过 ql_get_data_call_info()查询需要进行 socket 通信的网络通道是否拨号成功。 2、拨号成功后进行 socket 通信时，必须对需要通信的网络通道进行 bind 操作。不管是 UDP 还是 TCP，都必须执行 Bind 操作之后才可以正常进行 socket 通信。

sdk中给我们提供了一个tcp_client的demo，这个demo的设计思路完全按照上面两张图流程图来设计。我们在这个demo进行修改，获取天气数据。

我们修改后的example_tcp_weather_client.c代码如下：

#include 
#include 
#include 
#include "ql_type.h"
#include "ql_rtos.h"
#include "ql_application.h"
#include "ql_data_call.h"
#include "sockets.h"
#include "netdb.h"
#include "cJSON.h"
​
#define  DEBUG   0      
​
/* 心知天气（www.seniverse.com）IP及端口 */
#define  WEATHER_IP_ADDR   "116.62.81.138"
#define  WEATHER_PORT      80
​
#define TCP_CONNECT_TIMEOUT_S 10
#define TCP_RECV_TIMEOUT_S 10
#define TCP_CLOSE_LINGER_TIME_S 10
#define TCP_CLIENT_SEND_STR "tcp client send string"
#define PROFILE_IDX 1
#define PROFILE_IDX 1
​
/* 秘钥，注意！！如果要用这一份代码，这个一定要改为自己的，因为这个我已经故意改错了，防止有人与我公用一个KEY */
#define  KEY    "2owqvhhd2dd9o9f9"      // 这是在心知天气注册后，每个用户自己的一个key
​
/* GET请求包 */
#define  GET_REQUEST_PACKAGE     
         "GET https://api.seniverse.com/v3/weather/%s.json?key=%s&location=%s&language=zh-Hans&unit=cr
r
"
    
/* JSON数据包 */   
#define  NOW_JSON     "now"
//....还用更多其他的天气数据包可查阅心知天气
​
/* 天气数据结构体 */
typedef struct
{
    /* 实况天气数据 */
    char id[32];                //id
    char name[32];              //地名
    char country[32];           //国家
    char path[32];              //完整地名路径
    char timezone[32];          //时区
    char timezone_offset[32];   //时差
    char text[32];              //天气预报文字
    char code[32];              //天气预报代码
    char temperature[32];       //气温
    char last_update[32];       //最后一次更新的时间
}Weather;
​
// 全局变量
static struct in_addr ip4_addr = {0};
​
// 函数声明
static void GetWeather(char *weather_json, char *location, Weather *result);
static int cJSON_NowWeatherParse(char *JSON, Weather *result);
static int cJSON_DailyWeatherParse(char *JSON, Weather *result);
static void DisplayWeather(Weather *weather_data);
static void ql_nw_status_callback(int profile_idx, int nw_status);
static void datacall_satrt(void);
​
/*******************************************************************************************************
** 函数: sockets_weather_test
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数: void
** 返回: void
********************************************************************************************************/
static void sockets_weather_test(void * argv)
{
    struct ql_data_call_info info = {0};
    char ip4_addr_str[16] = {0};
    Weather weather_data = {0};
    char *location = "shenzhen";
​
    printf("========== sockets tcp test will start ...r
");
​
    /* 拨号开始 */
    datacall_satrt();
​
    /* 获取拨号信息 */
    ql_get_data_call_info(1, 0, &info);
​
    printf("info.profile_idx: %dr
", info.profile_idx);
    printf("info.ip_version: %dr
", info.ip_version);
    printf("info.v4.state: %dr
", info.v4.state);
    printf("info.v4.reconnect: %dr
", info.v4.reconnect);
​
    inet_ntop(AF_INET, &info.v4.addr.ip, ip4_addr_str, sizeof(ip4_addr_str));
    printf("info.v4.addr.ip: %sr
", ip4_addr_str);
​
    inet_ntop(AF_INET, &info.v4.addr.pri_dns, ip4_addr_str, sizeof(ip4_addr_str));
    printf("info.v4.addr.pri_dns: %sr
", ip4_addr_str);
​
    inet_ntop(AF_INET, &info.v4.addr.sec_dns, ip4_addr_str, sizeof(ip4_addr_str));
    printf("info.v4.addr.sec_dns: %sr
", ip4_addr_str);
​
    ip4_addr = info.v4.addr.ip;
​
    if(info.v4.state)
    {
        memset(&weather_data, 0, sizeof(weather_data));  // weather_data清零 
        GetWeather(NOW_JSON, location, &weather_data);   // GET 并解析实况天气数据
        DisplayWeather(&weather_data);                   // 显示天气结果
    }
​
    printf("========== sockets tcp test finishedr
");
    
    return 0;
}
    
static void ql_nw_status_callback(int profile_idx, int nw_status)
{
    printf("profile(%d) status: %dr
", profile_idx, nw_status);
}
​
static void datacall_satrt(void)
{
    printf("wait for network register doner
");
​
    /* 等待网络注册结果 */
    if(ql_network_register_wait(120) != 0)
    {
        printf("*** network register fail ***r
");
    }
    else
    {
        printf("doing network activing ...r
");
        
        ql_wan_start(ql_nw_status_callback);            /* 拨号初始化：注册拨号回调函数 */
        ql_set_auto_connect(1, TRUE);                   /* 设置拨号掉线是否自动重连 */
        ql_start_data_call(1, 0, NULL, NULL, NULL, 0);  /* 开始拨号 */
    }
}
​
static void GetWeather(char *weather_json, char *location, Weather *result)
{
    int             sock_nbio   = 1;
    int             ret         = 0;
    int             sock_fd     = -1;
    int             sock_error  = 0;
    socklen_t       optlen = 0;
    fd_set          read_fds, write_fds;
    struct timeval  t;
    struct addrinfo     * res, hints;
    struct sockaddr_in  * ip4_svr_addr;
    struct sockaddr_in  ip4_local_addr = {0};
    u8 dns_success = 0;
    u8 recv_buf[128] = {0};
    u8 GetRequestBuf[256] = {0};
    u8 WeatherRecvBuf[2*1024] = {0};
​
    /*  */
    memset(&hints, 0, sizeof(struct addrinfo));
    hints.ai_family = AF_INET;
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
    if(getaddrinfo_with_pcid(WEATHER_IP_ADDR, NULL, &hints, &res, PROFILE_IDX) != 0)
    {
        printf("*** DNS fail ***r
");
        goto exit;
    }
​
    dns_success = 1;
    
    ret = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(ret < 0)
    {
        printf("*** socket create fail ***r
");
        goto exit;
    }
​
    sock_fd = ret;
​
    ioctl(sock_fd, FIONBIO, &sock_nbio);
​
    ip4_local_addr.sin_family = AF_INET;
    ip4_local_addr.sin_port = htons(ql_soc_generate_port());
    ip4_local_addr.sin_addr = ip4_addr;
    
    ret = bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&ip4_local_addr, sizeof(ip4_local_addr));
    if(ret < 0)
    {
        printf("*** bind fail ***r
");
        goto exit;
    }
    
    ip4_svr_addr = (struct sockaddr_in *)res->ai_addr;
    ip4_svr_addr->sin_port = htons(WEATHER_PORT);
​
    ret = connect(sock_fd, (struct sockaddr *)ip4_svr_addr, sizeof(struct sockaddr));
​
    printf("connect ret: %d, errno: %ur
", ret, errno);
​
    if(ret == -1 && errno != EINPROGRESS)
    {
        printf("*** connect fail ***r
");
        goto exit;
    }
​
    t.tv_sec = TCP_CONNECT_TIMEOUT_S;
    t.tv_usec = 0;
​
    FD_ZERO(&read_fds);
    FD_ZERO(&write_fds);
​
    FD_SET(sock_fd, &read_fds);
    FD_SET(sock_fd, &write_fds);
​
    ret = select(sock_fd + 1, &read_fds, &write_fds, NULL, &t);
​
    printf("select ret: %dr
", ret);
​
    if(ret <= 0)
    {
        printf("*** select timeout or error ***r
");
        goto exit;
    }
​
    if(!FD_ISSET(sock_fd, &read_fds) && !FD_ISSET(sock_fd, &write_fds))
    {
        printf("*** connect fail ***r
");
        goto exit;
    }
    else if(FD_ISSET(sock_fd, &read_fds) && FD_ISSET(sock_fd, &write_fds))
    {
        optlen = sizeof(sock_error);
        ret = getsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &sock_error, &optlen);
        if(ret == 0 && sock_error == 0)
        {
            printf("connect successr
");
        }
        else
        {
            printf("*** connect fail, sock_err = %d, errno = %u ***r
", sock_error, errno);
            goto exit;
        }
    }
    else if(!FD_ISSET(sock_fd, &read_fds) && FD_ISSET(sock_fd, &write_fds))
    {
        printf("connect successr
");
    }
    else if(FD_ISSET(sock_fd, &read_fds) && !FD_ISSET(sock_fd, &write_fds))
    {
        printf("*** connect fail ***r
");
        goto exit;
    }
    else
    {
        printf("*** connect fail ***r
");
        goto exit;
    }
​
    /* 组合GET请求包 */
    sprintf(GetRequestBuf, GET_REQUEST_PACKAGE, weather_json, KEY, location);
​
    /* 发送数据到服务端 */
    ret = send(sock_fd, (const void*)GetRequestBuf, strlen(GetRequestBuf), 0);
    if(ret < 0)
    {
        printf("*** send fail ***r
");
        goto exit;
    }
​
_recv_:
    t.tv_sec = TCP_RECV_TIMEOUT_S;
    t.tv_usec = 0;
​
    FD_ZERO(&read_fds);
    FD_SET(sock_fd, &read_fds);
​
    ret = select(sock_fd + 1, &read_fds, NULL, NULL, &t);
​
    printf("select ret: %dr
", ret);
​
    if(ret <= 0)
    {
        printf("*** select timeout or error ***r
");
        goto exit;
    }
​
    if(FD_ISSET(sock_fd, &read_fds))
    {
        ret = recv(sock_fd, WeatherRecvBuf, sizeof(WeatherRecvBuf), 0);
        if(ret > 0)
        {
            printf("recv data: [%d]%sr
", ret, WeatherRecvBuf);
            /* 解析天气数据并保存到结构体变量weather_data中 */
            if (0 == strcmp(weather_json, NOW_JSON))        // 天气实况
            {
                cJSON_NowWeatherParse(WeatherRecvBuf, result);  
            }
        }
        else if(ret == 0)
        {
            printf("*** peer closed ***r
");
            goto exit;
        }
        else
        {
            if(!(errno == EINTR || errno == EWOULDBLOCK || errno == EAGAIN))
            {
                printf("*** error occurs ***r
");
                goto exit;
            }
            else
            {
                printf("wait for a whiler
");
                ql_rtos_task_sleep_ms(20);
                goto _recv_;
            }
        }
​
    }
​
exit:
    if(dns_success) freeaddrinfo(res);
​
    if(sock_fd >= 0)
    {
        struct linger linger = {0};
​
        linger.l_onoff = 1;
        linger.l_linger = TCP_CLOSE_LINGER_TIME_S;
​
        setsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_LINGER, &linger, sizeof(linger));
        setsockopt(sock_fd, IPPROTO_TCP, TCP_CLOSE_TIMEROUT, &linger.l_linger, sizeof(linger.l_linger));
​
        /* 清空缓冲区 */
        memset(GetRequestBuf, 0, 256);   
        memset(WeatherRecvBuf, 0, 2*1024);    
        close(sock_fd);
    }
}
​
/*******************************************************************************************************
** 函数: cJSON_NowWeatherParse，解析天气实况数据
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数: JSON：天气数据包   result：数据解析的结果
** 返回: void
********************************************************************************************************/
static int cJSON_NowWeatherParse(char *JSON, Weather *result)
{
    cJSON *json,*arrayItem,*object,*subobject,*item;
    
    json = cJSON_Parse(JSON); //解析JSON数据包
    if(json == NULL)          //检测JSON数据包是否存在语法上的错误，返回NULL表示数据包无效
    {
        printf("Error before: [%s]
",cJSON_GetErrorPtr()); //打印数据包语法错误的位置
        return 1;
    }
    else
    {
        if((arrayItem = cJSON_GetObjectItem(json,"results")) != NULL); //匹配字符串"results",获取数组内容
        {
            int size = cJSON_GetArraySize(arrayItem);     //获取数组中对象个数
#if DEBUG
            printf("cJSON_GetArraySize: size=%d
",size); 
#endif
            if((object = cJSON_GetArrayItem(arrayItem,0)) != NULL)//获取父对象内容
            {
                /* 匹配子对象1：城市地区相关 */
                if((subobject = cJSON_GetObjectItem(object,"location")) != NULL)
                {
                    // 匹配id
                    if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"id")) != NULL)   
                    {
                        memcpy(result->id, item->valuestring,strlen(item->valuestring));        // 保存数据供外部调用
                    }
                    // 匹配城市名
                    if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"name")) != NULL) 
                    {
                        memcpy(result->name, item->valuestring,strlen(item->valuestring));      // 保存数据供外部调用
                    }
                    // 匹配城市所在的国家
                    if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"country")) != NULL)
                    {
                        memcpy(result->country, item->valuestring,strlen(item->valuestring));   // 保存数据供外部调用
                    }
                    // 匹配完整地名路径
                    if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"path")) != NULL)  
                    {
                        memcpy(result->path, item->valuestring,strlen(item->valuestring));      // 保存数据供外部调用    
                    }
                    // 匹配时区
                    if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"timezone")) != NULL)
                    {
                        memcpy(result->timezone, item->valuestring,strlen(item->valuestring));  // 保存数据供外部调用    
                    }
                    // 匹配时差
                    if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"timezone_offset")) != NULL)
                    {
                        memcpy(result->timezone_offset, item->valuestring,strlen(item->valuestring));   // 保存数据供外部调用
                    }
                }
                /* 匹配子对象2：今天的天气情况 */
                if((subobject = cJSON_GetObjectItem(object,"now")) != NULL)
                {
                    // 匹配天气现象文字
                    if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"text")) != NULL)
                    {
                        memcpy(result->text, item->valuestring,strlen(item->valuestring));  // 保存数据供外部调用
                    }
                    // 匹配天气现象代码
                    if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"code")) != NULL)
                    {
                        memcpy(result->code, item->valuestring,strlen(item->valuestring));  // 保存数据供外部调用
                    }
                    // 匹配气温
                    if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"temperature")) != NULL) 
                    {
                        memcpy(result->temperature, item->valuestring,strlen(item->valuestring));   // 保存数据供外部调用
                    }   
                }
                /* 匹配子对象3：数据更新时间（该城市的本地时间） */
                if((subobject = cJSON_GetObjectItem(object,"last_update")) != NULL)
                {
                    memcpy(result->last_update, subobject->valuestring,strlen(subobject->valuestring));   // 保存数据供外部调用
                }
            } 
        }
    }
    
    cJSON_Delete(json); //释放cJSON_Parse()分配出来的内存空间
    
    return 0;
}
​
/*******************************************************************************************************
** 函数: DisplayWeather，显示天气数据
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** 参数: weather_data：天气数据
** 返回: void
********************************************************************************************************/
static void DisplayWeather(Weather *weather_data)
{
    printf("============%s today weather===========
", weather_data->name);
    printf("weather_data->text: %s
", weather_data->text);     
    printf("weather_data->temperature: %s
", weather_data->temperature);   
    printf("weather_data->timezone: %s
", weather_data->timezone); 
    printf("weather_data->timezone_offset: %s
", weather_data->timezone_offset);
    printf("weather_data->last_update: %s
", weather_data->last_update);
}
​
application_init(sockets_weather_test, "sockets_weather_test", 8, 4);

关于天气获取、解析代码之前已经有详细分享过，这里不再解释。相关文章：

「socket应用」基于C语言的TCP天气客户端的实现

测试结果：