LORA-B1S——Ping通信

由 DK45 · 2021年10月25日

lora ping通信例程名为：lora-Ping,基于LADK进行创建。

ping通信和p2p通信类似，也是实现两块LORA-B1S之间进行通信的。不过p2p是实现单向通信，而Ping则实现了双向通信，可以用来测试lora的传输距离或者丢包情况。

如下图所示，客户端发送一包数据给服务端，服务端收到以后会再返回给客户端。客户端按照顺序发送数据包1，数据包2……数据包10，共连续发送10包数据为一个完整过程，之后再次循环。通过串口输出就可以查看传输的数据丢包率。

例程代码共用一个MDK工程，但分为两个不同的target

ping-server服务端
ping-client客户端

通过MDK这个地方可以选择编译为client还是server

分别编译烧录到两块Lora-B1s开发板中，按下复位按键，正常如果通信成功两块板子的LED都会闪烁，串口tx可以接到电脑，串口助手可以观察到通信数据包的信息以及信号强度。

需要开发环境

硬件：

两块Lora-B1S开发板
调试器

软件：

MDK5
stm32Cubemx

基于LADK工程创建实现步骤

拷贝lora-ADK并重新命名为lora-Ping
在./user/app文件夹中新建三个文件ping-client.c ping-server.c ping.h

把ping-client.c ping-server.c添加到MDK工程分组App中
在ping-client.c ping-server.c中添加应用代码，分别实现客户端和服务端功能
在MDK中添加两个target：client和server

client 排除ping-server.c参与编译
server 排除ping-client.c参与编译

修改main.c 调用ping.h 接口
编译烧录到开发板中

Ping-client代码分析

client的逻辑会稍微多一些，所以client我们会使用app_fsm状态机组件来简化逻辑部分。

初始化部分

初始化部分的代码和p2p例程中的几乎一样，区别在于这里多初始化了一个app_fsm，并且在最后给fsm状态机put进去一个事件让这个状态机运转起来。

APP_FSM_DEF(ping_fsm); //定义app_fsm对象

APP_TIMER_DEF(ping_timer); //定义app_timer对象

/* lora 回调函数结构体 */

static RadioEvents_t events = {

.TxDone = lora_tx_done_callback,

.TxTimeout = lora_tx_timeout_callback,

.RxDone = lora_rx_done_callback,

.RxTimeout = lora_rx_timeout_callback,

};

void ping_init()

{

/* 初始化app_scheduler, app_timer 和 app_fsm 都要依赖于他运行 */

APP_SCHED_INIT(12,20);

/* 创建一个app_fsm*/

app_fsm_create( &ping_fsm,ping_fsm_list,APP_FSM_LIST_LEN(ping_fsm_list),

PING_STATE_IDLE,ping_fsm_handler);

/* 初始化app_timer*/

app_timer_init();

app_timer_create(&ping_timer,1000,APP_TIMER_ONESHOT,ping_timer_handler,NULL);

/* lora 参数配置 */

Radio.Init(&events);

Radio.SetChannel(LORA_FREQUENCY);

Radio.SetTxConfig(MODEM_LORA, TX_OUTPUT_POWER, 0, LORA_BANDWIDTH,

LORA_SPREADING_FACTOR, LORA_CODINGRATE,

LORA_PREAMBLE_LENGTH, LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON,

true, 0, 0, LORA_IQ_INVERSION_ON, 2000);

Radio.SetRxConfig(MODEM_LORA, LORA_BANDWIDTH, LORA_SPREADING_FACTOR,

LORA_CODINGRATE, 0, LORA_PREAMBLE_LENGTH,

LORA_SYMBOL_TIMEOUT, LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON,

0, true, 0, 0, LORA_IQ_INVERSION_ON, false);

Radio.SetPublicNetwork(false);

Radio.Rx(5000);

/* fsm状态机发送一个事件 */

app_fsm_event_put(&ping_fsm,PING_EVENT_NEXT);

}

FSM状态机组件使用

该例子的核心是通过app_fsm状态机组件来实现的，所以要明白搞懂这个例子的代码，关键就是要看明白app_fsm 的使用。

有限状态机在单片机开发中是非常常用的一个工具，用的好能大大简化代码的开发逻辑。有限状态机可以通过状态和事件组成，事件可以触发从一个状态调转到另外一个状态。

先来看下client客户端的核心逻辑状态图：

图中的圆形就是一个个状态，圆圈与圆圈之间的线代表的就是事件触发转移。client初始化以后进行IDLE状态，当产生NEXT时间的时候，状态机切换到开始状态。这样通过上图的5个状态和4种时间就把client的逻辑描述清楚了。

如下代码就用ping_state_e 定义出来所有的状态，ping_event_e定义出来所有的事件，ping_fsm_list 数组描述了状态转移的逻辑。

/* 定义所有状态 */

typedef enum

{

PING_STATE_IDLE,

PING_STATE_START,

PING_STATE_SEND,

PING_STATE_RECV,

PING_STATE_END,

} ping_state_e;

/* 定义所有事件 */

typedef enum

{

PING_EVENT_NEXT,

PING_EVENT_TIMEOUT,

PING_EVENT_LESS_10,

PING_EVENT_MORE_10,

}ping_event_e;

/* 定义一个状态机转移的列表，控制着状态转移的逻辑 */

fsm_list_t ping_fsm_list[]=

{

{PING_STATE_IDLE, PING_EVENT_NEXT, PING_STATE_START},

{PING_STATE_START, PING_EVENT_NEXT, PING_STATE_SEND},

{PING_STATE_SEND, PING_EVENT_TIMEOUT, PING_STATE_RECV},

{PING_STATE_RECV, PING_EVENT_LESS_10, PING_STATE_SEND},

{PING_STATE_RECV, PING_EVENT_MORE_10, PING_STATE_END},

{PING_STATE_END, PING_EVENT_NEXT, PING_STATE_START},

};

在文件开头定义一个fsm对象：

1	APP_FSM_DEF(ping_fsm); //定义app_fsm对象

在初始化代码中针对fsm有两句：

app_fsm_create( &ping_fsm,ping_fsm_list,APP_FSM_LIST_LEN(ping_fsm_list),

PING_STATE_IDLE,ping_fsm_handler);

app_fsm_event_put(&ping_fsm,PING_EVENT_NEXT);

app_fsm_create 创建了ping_fsm这个状态机，ping_fsm 是创建的fsm对象；ping_fsm_list 定义的状态转移列表；APP_FSM_LIST_LEN(ping_fsm_list) 求列表的长度，PING_STATE_IDLE 初始状态，ping_fsm_handler 状态机处理函数。
app_fsm_event_put 触发一个事件，初始化完以后触发一个PING_EVENT_NEXT事件，根据状态转移列表描述就会自动跳转到下一个状态，并交给ping_fsm_handler去做处理。其他地方需要触发事件的就调用这个接口函数。

所以ping_fsm_handler这个函数实现的就是针对各个状态去做处理：

static void ping_fsm_handler(uint8_t state)

{

static uint8_t send_counter = 0;

static uint8_t success_counter = 0;

uint8_t buf[4] = {0};

switch (state)

{

case PING_STATE_START:

printf("\r\n**********ping start********\r\n");

send_counter = 0;

success_counter = 0;

app_fsm_event_put(&ping_fsm,PING_EVENT_NEXT);

break;

case PING_STATE_SEND:

send_counter++;

now_num = send_counter;

memset(buf, send_counter, 4);

Radio.Send(buf, 4);

app_timer_start(&ping_timer);

break;

case PING_STATE_RECV:

if (recv_flag)

{

success_counter++;

printf("client ping pack [%d],result:1, rssi:%d, snr:%d\r\n", send_counter, recv_rssi, recv_snr);

}

else

{

printf("client ping pack [%d],result:0\r\n", send_counter);

}

if (send_counter >= 10)

app_fsm_event_put(&ping_fsm,PING_EVENT_MORE_10);

else

app_fsm_event_put(&ping_fsm,PING_EVENT_LESS_10);

break;

case PING_STATE_END:

printf("ping all pack=10,success=%d\r\n", success_counter);

app_fsm_event_put(&ping_fsm,PING_EVENT_NEXT);

break;

default:

break;

}

Lora回调函数

static void lora_tx_done_callback()

{

Radio.Rx(5000);

}

static void lora_tx_timeout_callback()

{

}

static void lora_rx_done_callback(uint8_t *payload, uint16_t size, int16_t rssi, int8_t snr)

{

recv_rssi = rssi;

recv_snr = snr;

if ((size == 4) &&

(payload[0] == now_num) &&

(payload[1] == now_num) &&

(payload[2] == now_num) &&

(payload[3] == now_num))

{

HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);

recv_flag=true;

}

Radio.Sleep();

}

static void lora_rx_timeout_callback()

{

}

重点的就是lora_rx_done_callback，当client发送一包数据以后就会进入接收状态，等待server端收到数据以后重新返回，这时候client端接收到就会和发出去的数据做对比，如果对比一样就认为通信一包数据成功了！

Ping-server代码分析

初始化部分:

和前面初始化一样，不再过多描述。

APP_SCHED_INIT(MAX_SCHED_EVENT_SIZE,10);

Radio.Init(&events);

Radio.SetChannel(LORA_FREQUENCY);

Radio.SetTxConfig(MODEM_LORA, TX_OUTPUT_POWER, 0, LORA_BANDWIDTH,

LORA_SPREADING_FACTOR, LORA_CODINGRATE,

LORA_PREAMBLE_LENGTH, LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON,

true, 0, 0, LORA_IQ_INVERSION_ON, 2000);

Radio.SetRxConfig(MODEM_LORA, LORA_BANDWIDTH, LORA_SPREADING_FACTOR,

LORA_CODINGRATE, 0, LORA_PREAMBLE_LENGTH,

LORA_SYMBOL_TIMEOUT, LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON,

0, true, 0, 0, LORA_IQ_INVERSION_ON, false);

Radio.SetPublicNetwork(false);

Radio.Rx(5000);

Lora回调函数

server的逻辑比较简单，当接收到数据以后还把这个数据再发送出去就可以了。那重点我们就来看接收完成中断函数lora_rx_done_callback。收到数据以后就调用了app_sched_event_put 函数，这个是app_scheduler的常用接口：把需要执行的函数压入调度器去运行，这样ping_shceduler_handler处理最终会在调度器中执行，而不会在lora_rx_done_callback 里面运行。

这个也是app_scheduler的关键作用，在一些中断中比较耗时的函数就把他压入调度器中运行（main的while循环中）。

static void ping_shceduler_handler(void * p_event_data, uint16_t event_size)

{

printf("server receive pack:%d, rssi:%d, snr:%d\r\n", ((uint8_t *)p_event_data)[0], recv_rssi, recv_snr);

Radio.Send((uint8_t *)p_event_data, event_size);

}

static void lora_rx_done_callback(uint8_t *payload, uint16_t size, int16_t rssi, int8_t snr)

{

recv_rssi = rssi; //更新rssi

recv_snr = snr; //更新snr

if(size>MAX_SCHED_EVENT_SIZE)return ;

app_sched_event_put(payload,size,ping_shceduler_handler);

HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);

}

main.c修改

client和server 留出来接口函数是一样的，在ping.h中定义

#ifndef __PING_H

#define __PING_H

void ping_init(void);

void ping_process(void);

#endif

在main 的while之前调用ping_init，while 里面调用ping_process

MDK中如何创建不同的target

在ping例程中，通过targe来选择不同的代码，在MDK中可以通过这里添加targe：

添加完成以后，选择文件右键->Options 设置，就可以选择这个文件是否参与编译：

LORA-B1S支持

淘宝购买地址：

https://item.taobao.com/item.htm?&id=657480900713

Lora技术支持群：

QQ群：603253865

LORA-B1S专栏

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LORA-B1S——Ping通信

需要开发环境

基于LADK工程创建实现步骤

Ping-client代码分析

初始化部分

FSM状态机组件使用

Lora回调函数

Ping-server代码分析

初始化部分:

Lora回调函数

main.c修改

MDK中如何创建不同的target

LORA-B1S支持

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