系列文章目录第一篇LoRa通信基础第二篇协议层设计与CRC校验第三篇可靠传输机制ACK/超时/重传第四篇W25Q128固件管理第五篇完整的固件发送一、为什么需要可靠传输LoRa 是无线通信容易受到干扰、信号衰减等影响导致数据丢失。为了确保固件升级的可靠性需要实现ACK 确认发送方收到接收方的确认才知道数据已到达超时重传发送方等待 ACK 超时后重新发送数据SEQ 序号每个数据包有唯一序号用于识别和去重二、SEQ 序号机制2.1 序号的作用识别数据包每个数据包有唯一序号确认接收ACK 携带序号告诉发送方哪个包被接收三、优化函数3.1 优化命令与通信协议构成在命令上我们添加了发送ACK的宏定义在发送的通信协议上我们添加了数据包序列号3.2优化发送函数四、ACK 确认机制4.1 ACK 帧结构此处开始编写应用层函数添加High_App_OTA.c 与 High_App_OTA.h文件在High_App_OTA.h中添加结构体//ACK结构体 typedef struct { uint8_t node_id; //应答的ACK节点ID uint16_t ack_seq; //数据包 uint8_t ack_flag; //应答标志位 }ACK_Frame_t;4.2 发送 ACK在High_App_OTA.c文件中创建发送ACK函数在此函数中调用llcc68的发送函数把ACK有关的参数发送出去/** * 发送ACK * id * seq * 0成功 | 1失败 */ uint8_t Int_llcc68_lora_send_ack(uint8_t id, uint16_t seq) { ACK_Frame_t g_ack_frame; g_ack_frame.node_id id; g_ack_frame.ack_seq seq; g_ack_frame.ack_flag 1; uint8_t res Int_llcc68_lora_send(HEAD, id, CMD_SEND_ACK, seq, (uint8_t *)g_ack_frame, sizeof(ACK_Frame_t)); if(res ! 0) { return 1; } else return 0; }在接收到节点数据时如果校验全部通过则发送ACK给节点表示收到消息且消息无误/** * 处理节点上报的数据 */ void Int_Process_Node_Data(uint8_t node_id,uint16_t seq, uint8_t *data, uint16_t len) { switch (node_id) { case NODE_ID_01: //i to do: Int_llcc68_lora_send_ack(NODE_ID_01,seq); break; default: break; }4.3 接收与处理ACK4.3.1 优化接收解析函数Frame_t g_ota_frame; 声明全局变量把这个接收解析函数移到应用层函数代码文件去并在原有的接收函数前添加case语句如果发送的命令是发送ACK的话则进入ACK应答处理函数4.3.2 处理ACK应答函数参数是ACK_Frame_t 的函数指针在接收到数据后进入case语句如果命令是发送ACK则进入此函数记录ACK应答的ID、数据包序列号并把标志位置1后续有对ID进行细分操作的函数。ACK_Frame_t ack_frame; //声明全局变量 /** * AKC应答处理函数 * frame指针 */ static uint8_t High_OTA_Rece_ACK_Handler(Frame_t *frame) { ack_frame.node_id frame-id; //获取ACK应答的ID ack_frame.ack_seq frame-seq; //获取当前信息的seq值 ack_frame.ack_flag 1; //标志位置1表示应答 return 0; }五、超时重传机制3.1 等待 ACK带超时在发送消息后我们都需要等待ACK以确保我们的消息确认无误发送给了对方在规定时间上要是发完消息没收到该节点发送的ACK则超时进行有限次数的重传#define OTA_ACK_TIMEOUT 3000 // 超时时间 3 秒 /** * brief 等待ACK应答 * param id 期待ACK应答的节点ID * param seq 期望的序列号 * return 0成功, 1超时 */ uint8_t High_App_OTA_Wait_Ack(uint8_t node_id,uint16_t seq) { uint32_t start_tick 0; start_tick HAL_GetTick(); //获取当前系统的时间 while (1) { if (ack_frame.ack_flag 1 ack_frame.node_id node_id) // 是否应答 与 ID是否匹配 { if (ack_frame.ack_seq seq) // 判断应答序列号是否对的上 { ack_frame.ack_flag 0; // 清零标志位 ack_frame.node_id 0; // 清空应答ID return 0; } else { printf(seq error\r\n); ack_frame.ack_flag 0; // 清零标志位 ack_frame.node_id 0; // 清空应答ID return 1; } } if (HAL_GetTick() - start_tick OTA_ACK_TIMEOUT) // 判断是否超时 { printf(ack timeout\r\n); return 1; } } }3.2 带重传的发送#define OTA_MAX_RETRY 3 // 最大重试次数 /** * brief 发送数据并等待ACK带重传 * param node_id 目标节点ID * param seq 序列号 * param data 数据 * param len 数据长度 * return 0成功, 1失败 */ uint8_t High_OTA_Send_With_Retry(uint8_t node_id, uint16_t seq,uint8_t *data, uint16_t len) { uint8_t retry 0; while (retry OTA_MAX_RETPY) { // 1. 发送数据 Int_llcc68_lora_send(HEAD, node_id, CMD_SEND_DATA,seq, data, len); printf(Send seq%d, retry%d/%d\r\n, seq, retry 1, OTA_MAX_RETRY); // 2. 等待ACK if (High_App_OTA_Wait_Ack(node_id,seq) 0) { printf(ACK received! seq%d\r\n, seq); return 0; // 成功 } // 3. 超时重试 retry; printf(Timeout, retry %d/%d\r\n, retry, OTA_MAX_RETRY); HAL_Delay(100); } printf(retpy max !\r\n); return 1; // 失败 }六、测试main中导入头文件6.1 测试网关发送数据给节点并等待ACK应答F429网关代码初始化llcc68并调用发送数据并等待ACK在主循环中调用接收函数F103节点代码F103负责接收网关发送的数据在接收到数据且解析无误时发送ACK给网关。6.1.1 结果节点端F103节点端接收到网关发送的消息且接收无误发送ACK给网关网关端发送id为1seq为1成功发送且收到ACK回应6.2 节点发送数据给网关 与 超时功能测试F103节点端进行初始化并给网关发送消息1,2,3,4,5 seq为1F429网关端在main函数中进行初始化且在循环中调用接收函数并且为了测试超时函数是否能准确运行把接收到信息且无误发送ACK给注释了也就是不发送ACK给节点6.2.1 结果节点端发送消息给网关 id为1seq为1尝试发送了三次最后超时退出七、总结本篇实现了完整的可靠传输机制功能状态ACK确认✅ 已实现超时重传✅ 已实现SEQ序号✅ 已实现下一篇预告实现 W25Q128 固件管理包括元数据存储、串口接收、PC通信协议。
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