今天讓我們來實踐一下Air780E軟件的WebSocket應用吧，讓我們更了解它。

1、WebSocket概述

WebSocket是HTML5下一種新的協(xié)議（本質(zhì)上是一個基于TCP的協(xié)議），它實現(xiàn)了瀏覽器與服務(wù)器之間的全雙工通信，能夠節(jié)省服務(wù)器資源和帶寬，達到實時通訊的目的。WebSocket協(xié)議通過握手機制，允許客戶端和服務(wù)器之間建立一個類似TCP的連接，從而方便它們之間的通信。

在線聊天應用：允許用戶實時發(fā)送和接收消息，而無需頁面刷新或輪詢服務(wù)器。

實時協(xié)作應用：支持多用戶實時編輯文檔或共享白板等場景。

實時游戲：允許多個玩家之間進行實時的游戲交互。

實時數(shù)據(jù)展示：用于顯示實時數(shù)據(jù)，如股票市場變化、天氣預報更新等。

實時通知和提醒：用于向用戶發(fā)送實時的通知消息，如新郵件提醒、社交媒體通知等。

在線會議和視頻通話：支持實時的音視頻通信。

2、準備硬件環(huán)境

“古人云：‘工欲善其事，必先利其器?！谏钊虢榻B本功能示例之前，我們首先需要確保以下硬件環(huán)境的準備工作已經(jīng)完成?！?/p>

2.1 Air780E開發(fā)板

本demo使用的是Air780E核心板

此核心板的詳細使用說明參考：
https://docs.openluat.com/air780e/product/

Air780E產(chǎn)品手冊中的<<開發(fā)板Core_Air780E使用說明VX.X.X.pdf>>，寫這篇文章時最新版本的使用說明為：開發(fā)板Core_Air780E使用說明V1.0.5.pdf；核心板使用過程中遇到任何問題，可以直接參考這份使用說明pdf文檔。

2.2 SIM卡

請準備一張可正常上網(wǎng)的SIM卡，該卡可以是物聯(lián)網(wǎng)卡或您的個人手機卡。

特別提醒：請確保SIM卡未欠費且網(wǎng)絡(luò)功能正常，以便順利進行后續(xù)操作。

2.3 PC電腦

請準備一臺配備USB接口且能夠正常上網(wǎng)的電腦。

2.4 數(shù)據(jù)通信線

請準備一根用于連接Air780E開發(fā)板和PC電腦的數(shù)據(jù)線，該數(shù)據(jù)線將實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的控制與交互。您有兩種選擇：

USB數(shù)據(jù)線（其一端為Type-C接口，用于連接Air780E開發(fā)板）。通常，這種數(shù)據(jù)線的外觀如下示意圖所示：

普通的手機USB數(shù)據(jù)線一般都可以直接使用；

數(shù)據(jù)線是USB轉(zhuǎn)TTL串口線。通常，這種數(shù)據(jù)線的外觀如下示意圖所示：

在本教程中，我們將采用以下數(shù)據(jù)線配置進行測試和數(shù)據(jù)查看：

第一種：USB數(shù)據(jù)線：此數(shù)據(jù)線不僅用于為測試板供電，還用于查看數(shù)據(jù)日志。其一端為Type-C接口，連接Air780E開發(fā)板；另一端為標準USB接口，連接PC電腦。

第二種：USB轉(zhuǎn)TTL串口線：此數(shù)據(jù)線主要用于Websocket-UART透傳數(shù)據(jù)的查看。其一端為USB接口，連接PC電腦；另一端為TTL串口接口，連接Air780E開發(fā)板，以便進行串口通信和數(shù)據(jù)傳輸。

2.5 組裝硬件環(huán)境

2.5.1 請按照SIM卡槽上的指示方向正確插入SIM卡，務(wù)必確保插入方向正確，避免插反導致?lián)p壞！

通常，插入SIM卡的步驟如下：

將SIM卡的金屬接觸面朝下，對準卡槽的開口。

用力平穩(wěn)地將SIM卡推入卡槽，直至聽到“咔嚓”一聲，表示SIM卡已正確安裝到位。

2.5.2 USB數(shù)據(jù)線，連接電腦和Air780E開發(fā)板，如下圖所示：

3、準備軟件環(huán)境

“凡事預則立，不預則廢。”在詳細闡述本功能示例之前，我們需先精心籌備好以下軟件環(huán)境。

3.1 Luatools工具

要想燒錄AT固件到4G模組中，需要用到的調(diào)試工具：Luatools；

Luatools工具集具備以下幾大核心功能：

一鍵獲取最新固件：自動連接服務(wù)器，輕松下載最新的模組固件。

固件與腳本燒錄：便捷地將固件及腳本文件燒錄至目標模組中。

串口日志管理：實時查看模組通過串口輸出的日志信息，并支持保存功能。

串口調(diào)試助手：提供簡潔的串口調(diào)試界面，滿足基本的串口通信測試需求。

Luatools下載之后，無需安裝，解壓到你的硬盤，點擊Luatools_v3.exe運行，出現(xiàn)如下界面，就代表Luatools安裝成功了：

3.2 燒錄代碼

首先要說明一點：腳本代碼，要和固件的LuatOS-SoC_V1112_EC618_FULL.soc文件一起燒錄。

整體壓縮文件：內(nèi)含有文件一：Core固件和文件二：WebSocket加密通訊腳本文件，文件三：WebSocket-UART透傳腳本文件，如圖所示。

3.2.1 壓縮文件：

閱讀原文下載完整壓縮文件包：
https://docs.openluat.com/air780e/luatos/app/socket/websocket/

3.2.2 壓縮包內(nèi)部文件

文件一：Core固件

文件二：WebSocket加密通訊腳本文件

文件三：WebSocket-UART透傳腳本文件

3.2.3 找到燒錄的固件文件

https://docs.openluat.com/air780e/luatos/app/socket/websocket/

3.2.4 正確連接電腦和4G模組電路板

使用帶有數(shù)據(jù)通信功能的數(shù)據(jù)線，不要使用僅有充電功能的數(shù)據(jù)線；

3.2.5 識別4G模組的boot引腳

在下載之前，要用模組的boot引腳觸發(fā)下載，也就是說，要把4G模組的boot引腳拉到1.8v，或者直接把boot引腳和VDD_EXT引腳相連。我們要在按下BOOT按鍵時讓模塊開機，就可以進入下載模式了。

具體到Air780E開發(fā)板，

當我們模塊沒開機時，按著BOOT鍵然后長按POW開機。

當我們模塊開機時，按著BOOT鍵然后點按重啟鍵即可。

3.2.6 識別電腦的正確端口

判斷是否進入BOOT模式：-模塊上電，此時在電腦的設(shè)備管理器中，查看串口設(shè)備，如下圖：

進入boot下載模式，如下圖所示：

這時候，硬件連接上就緒狀態(tài)，恭喜你，可以進行燒錄了！

3.2.7 新建項目

首先，確保你的Luatools的版本大于或者等于3.0.6版本.

在Luatools的左上角上有版本顯示的，如圖所示：

Luatools版本沒問題的話，就點擊Luatools右上角的“項目管理測試”按鈕，如下圖所示：

這時會彈出項目管理和燒錄管理的對話框，如下圖：

3.2.8 開始燒錄

選擇780E板子對應的底層core和剛改的main.lua腳本文件。下載到板子中。

點擊下載后，我們需要進入boot模式才能正常下載。

3.3 PC端串口工具

閱讀原文下載：
https://docs.openluat.com/air780e/luatos/app/socket/websocket/

串口接線方式：Air780提供三個Uart.

MAIN_UART：通用串口，可用于AT命令和數(shù)據(jù)傳輸最大波特率921600bps，默認波特率自適應9600-115200bps支持硬件流控（RTS/CTS）

AUX_UART：通用串口

DBG_UART：用于輸出調(diào)試信息

注意：

以上PinOut圖示,對應的V1.8的開發(fā)板，版本號在板子絲印上可查閱。

V1.4的開發(fā)板,由于LCD腳有差異,圖示的LCD_RS/LCD_CLK實際位于開發(fā)板管腳編號06/05的UART2/AUX_UART腳,不在編號11/14腳。

V1.8的開發(fā)板17腳改為VBAT.

3.3.1 LLCOM工具設(shè)置：初始配置

3.3.2 數(shù)據(jù)發(fā)送前的配置

4、WebSocket加密通訊的概述

本小節(jié)教你怎么使用luatos腳本語言，就可以讓4G模組連接上一個WebSocket服務(wù)器，并且模組和服務(wù)器之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互！

4.1 本教程實現(xiàn)的功能定義：

4G模組插卡開機后，連接上WebSocket服務(wù)器；

這是個測試服務(wù),當4G模組發(fā)送的是json,且action=echo,就會回顯所發(fā)送的內(nèi)容

發(fā)送內(nèi)容是

wsc:send((json.encode({action="echo",msg=os.date()})))

4.2 文章內(nèi)容引用

780E開發(fā)板軟硬件資料：Air780E產(chǎn)品手冊

websocket函數(shù)接口不做詳細介紹，可通過此鏈接查看具體介紹：websocket-網(wǎng)絡(luò)接口-LuatOS文檔

4.3 核心腳本代碼詳解

4.3.1 websocket客戶端創(chuàng)建

4.3.2 設(shè)置額外的headers

4.3.3 設(shè)置自動重連機制

4.3.4 注冊websocket回調(diào)

4.3.5 連接服務(wù)器

4.3.6 發(fā)布消息

4.3.7 websocket客戶端關(guān)閉(關(guān)閉后資源釋放無法再使用)

wsc:close()

4.4 成果演示與深度解析：視頻+圖文全面展示

4.4.1 成果運行精彩呈現(xiàn)

4.4.2 演示視頻生動展示

4.4.3 完整實例深度剖析

5、WebSocket-UART透傳的概述

在某些應用場景下，可能需要將WebSocket接收到的數(shù)據(jù)通過UART串口發(fā)送到其他設(shè)備，或者將UART串口接收到的數(shù)據(jù)通過WebSocket發(fā)送到服務(wù)器。這通常需要通過一個中間層或網(wǎng)關(guān)設(shè)備來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和傳輸。

5.1 本教程實現(xiàn)的功能定義：

4G模組插卡開機后，連接上WebSocket服務(wù)器；

本小節(jié)教你怎么使用luatos腳本語言，就可以讓合宙4G模組通過Uart1透傳數(shù)據(jù)發(fā)送到WebSocket服務(wù)器，并且模組和服務(wù)器之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互！

5.2 文章內(nèi)容引用

780E開發(fā)板軟硬件資料：Air780E產(chǎn)品手冊

websocket函數(shù)接口不做詳細介紹，可通過此鏈接查看具體介紹：websocket-網(wǎng)絡(luò)接口-LuatOS文檔

5.3 核心腳本代碼詳解

5.3.1 websocket客戶端創(chuàng)建

5.3.2 設(shè)置額外的headers

5.3.3 設(shè)置自動重連機制

5.3.4 注冊websocket回調(diào)

5.3.5 連接服務(wù)器

5.3.6 串口初始化

本文示例：串口使用MAIN_UART(uart1)

5.3.7 接收UART消息

5.3.8 發(fā)布消息

5.3.9 websocket客戶端關(guān)閉(關(guān)閉后資源釋放無法再使用)

5.4 成果演示與深度解析：視頻+圖文全面展示

5.4.1 成果運行精彩呈現(xiàn)

5.4.2完整實例深度剖析

6、總結(jié)

WebSocket加密確保了數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性，防止被竊取或篡改；而WebSocket透傳則指數(shù)據(jù)在不改變內(nèi)容的情況下，通過WebSocket協(xié)議進行傳輸，通常涉及中間層或網(wǎng)關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換與傳遞

Air780E作為一款4G模組，支持WebSocket協(xié)議，并可通過Luatools等工具進行調(diào)試和固件管理。在Air780E上實現(xiàn)WebSocket加密通訊，通常需要使用SSL/TLS等加密協(xié)議來確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

7、常見問題

websocket服務(wù)器的連接地址,格式為ws(或wss)://xxx開頭

websocket需要在任務(wù)中啟動,帶自動重連,支持心跳協(xié)議

websocket心跳包，建議180秒

注意串口發(fā)送過去的數(shù)據(jù)是字符格式，這里進行對比時注意echo的類型ifuart_rx_buff_data=='"echo"'

8、擴展

在WebSocket中，WS和WSS代表兩種不同的連接類型，它們分別具有以下特點：

8.1 WS（WebSocket）

含義：表示非安全的WebSocket連接，即沒有加密的WebSocket通信。

端口：默認情況下，WebSocket的WS協(xié)議使用80端口。

使用場景：適用于不需要數(shù)據(jù)加密的場景，或者在安全性要求不高的環(huán)境中使用。然而，對于敏感數(shù)據(jù)或需要保護通信內(nèi)容的情況，WS可能不是最佳選擇。

8.2 WSS（WebSocketSecure）

含義：表示安全的WebSocket連接，即在TLS（傳輸層安全協(xié)議）之上的WebSocket通信。WSS相當于HTTPS在WebSocket中的應用，提供了數(shù)據(jù)加密和完整性驗證等安全功能。

端口：默認情況下，WSS協(xié)議使用443端口，這是大多數(shù)網(wǎng)站用于HTTPS通信的標準端口。

使用場景：適用于需要保護通信內(nèi)容、防止數(shù)據(jù)竊取或篡改的場景。WSS是處理敏感數(shù)據(jù)或進行安全通信時的推薦選擇。

審核編輯 黃宇