BC26 支援使用 Socket 進行 TCP 和 UDP 協議通訊，這兩個協議也是 BC26 支援的眾多通訊協議的基礎。本文講解如何使用這兩個協議與伺服器端進行通訊。在學習這篇文章前，請首先使用AT+CPSMS=0指令將節電模式（PSM）關閉。否則每隔十來秒，MCU 就進入休眠狀態，讓你不得不重啟評估板，相當擾人，學習期間，評估板一直插在 USB 口上，供電無憂，無所謂節電模式。進行 Socket 通訊的所有 AT 指令都可以在 AT 指令助手的指令集合面板中通過選擇【BC26 Socket 命令】項獲取，並檢視手冊。

命令介紹

我們知道，TCP 是面向連線的協議，TCP 傳送資訊必須確保對方能夠收到，即使對方無法收到資訊本方也可以知曉。而 UDP 是面向無連線的協議，只管將資訊傳送給對方，至於對方能否收到，本方就不關心了。接下來首先介紹本文在使用 Socket 通訊時所使用到的命令。

AT+QSOC=<domain>,<type>,<protocol>

建立一個 TCP 或 UDP Socket。

• <domain>：表示使用的是 IPv4 還是 IPv6，其中 1 表示 IPv4。
• <type>：表示協議型別，其中 1 表示 TCP；2 表示 UDP。
• <protocol>：表示協議型別，其中 1 表示 IP；2 表示 ICMP。

例如：AT+QSOC=1,1,1表示建立一個使用 IPv4 的，使用 TCP/IP 的 Socket。

AT+QSOCON=<socket_id>,<remote_port>,<remote_address>

使用 Socket 進行遠端連線。

• <socket_id>：BC26 一共支援同時使用 5 個 Socket 進行通訊，編輯為 0~4，此引數指定其中一個 Socket。
• <remote_port>：通訊埠，0~65535。
• <remote_address>：遠端 IP 地址。

例如：AT+QSOCON=0,5000,"193.112.19.116"表示將 0 號 Socket 向地址為 193.112.19.116 的遠端伺服器的 5000 埠發起連線。

AT+QSOSEND=<socket_id>,<data_len>,<data>

向遠端傳送資料。

• <socket_id>：Socket 的編號，範圍 0~4。
• <data_len>：資料的長度，以位元組為單位。對於 ASCII 碼來說，一個字元的長度為 1。
• <data>：傳送的資料，使用 16 進位制數字表示。記住，無論你傳送的是整數、浮點數、字串，還是其他的資料型別，這裡統統要以位元組的 16 進行數字表示。假設你要傳送一個字元H，查ASCII表，找到H的編碼為 0x48，則傳送 48 即可。如果要傳送的是Hello，則傳送內容為：48656C6C6F。

例如：AT+QSOSEND=0,5,48656C6C6F表示讓 0 號 Socket 傳送 5 個位元組長度的資料[0x48,0x65,0x6C,0x6C,0x6F]。

+QSONMI=<socket_id>,<data_len>

此為非請求結果碼（URC），即伺服器端主動傳送過來的資料，而非客戶端請求的資料。表示收到伺服器端發來的資料。

• <socket_id>：表示是第幾號 Socket 收到的資料。
• <data_len>：表示收到的資料的長度。

例如：+QSONMI=0,5表示 0 號 Socket 收到遠端傳送過來的 5 個位元組的資料。

+QSORF=<socket_id>,<req_length>

從 Socket 接收資料。此命令配合上一條命令使用。

• <socket_id>：指示接收資料的 Socket 編號。
• <req_length>：接收多長的資料。

例如：AT+QSORF=0,5表示從 0 號 Socket 的接收資料緩衝中讀取 5 個位元組的資料。

AT+QSODIS=<socket_id>

斷開 Socket 連線。

• <socket_id>指示要斷開的 Socket 的編號。

AT+QSOCL=<socket_id>

關閉 Socket。

• <socket_id>指示要斷開的 Socket 的編號。

NB-IOT 的使用場景，必定是每日少量資料的傳送，所以 Socket 開啟後，傳完資料就應當立即斷開連線並關閉。

使用 TCP 協議進行通訊

本節演示如何使用 AT 指令跟遠端伺服器進行 TCP 通訊，條件是必須要有一臺具有公網 IP 的伺服器，沒有的話，無法進行實驗，不過問題也不大。後面主要還是使用更高層級的協議跟電信、華為、阿里的專用物聯網雲通訊的。

伺服器端

伺服器端，具體開發環境的搭建請參考上一篇文章。

新建一個 TCPSocket 資料夾，進入後，使用命令dotnet new console建立一個新控制檯專案，程式碼如下：

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading.Tasks;
using System.Text;

namespace TCPSocket
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {   //設定伺服器 IP，如果是騰訊雲，必須使用內網地址，而不是公網 IP。
            IPAddress ip = IPAddress.Parse("172.16.0.11");
            IPEndPoint point = new IPEndPoint(ip, 5000); //埠指定為 5000
            Socket s = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
            try
            {
                s.Bind(point);
                s.Listen(5);
                Console.WriteLine("伺服器開始偵聽...");
                Socket subSocket = s.Accept(); //等待新連線，本程式僅能接受一個客戶端的連線
                Console.WriteLine("獲取一個來自{0}的連線", subSocket.RemoteEndPoint.ToString());
                //建立執行緒接收客戶端的訊息
                Task.Factory.StartNew(() => ReceiveMessage(subSocket), TaskCreationOptions.LongRunning);
                //傳送訊息
                while (true)
                {
                    string sendStr = Console.ReadLine();
                    if(sendStr=="") return; //如果在控制檯不輸入任何字元直接按回車，則退出程式
                    byte[] sendBuff = Encoding.ASCII.GetBytes(sendStr);
                    subSocket.Send(sendBuff, sendBuff.Length, SocketFlags.None);
                }
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine(e.Message);
            }
            finally
            {
                s.Close();
            }
        }

        //監聽客戶端連線的執行緒方法
        static void ReceiveMessage(Socket subSocket)
        {
            byte[] buff = new byte[1024]; //建立一個接收緩衝區
            try
            {
                while (true)
                {   
                    int count = subSocket.Receive(buff, buff.Length, SocketFlags.None);
                    //下面這個判斷是非常必要的，否則有可能導致不停地接收到長度為 0 的資料，導致 CPU 佔用率100%
                    if (count == 0) 
                    {
                        subSocket.Close();
                        return;
                    }
                    //將接收到的資料轉化為 ASCII 字元
                    string recvStr = Encoding.ASCII.GetString(buff, 0, count);
                    Console.WriteLine($"接收到資料：{recvStr}");
                }
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine(e.Message);
            }
            finally
            {
                subSocket.Close();//客戶端關閉時會引發異常，此時關閉此連線
                Console.WriteLine("客戶端已退出連線。");
            }
        }
    }
}

本程式僅用於測試 AT 指令，所以寫得比較簡單，實現如下功能：

1. 僅可以接收一個連線，如果需要再次接收，請重新執行程式。當程式接收到一個新的連線時，會列印客戶端 IP 地址。
2. 當收到訊息時，會將訊息轉化為 ASCII 碼字串列印。
3. 在控制檯輸入字元按回車，可將字串轉化為位元組陣列發給客戶端，注意，與客戶端連線後方可實現此功能。
4. 不輸入任何內容按回車即可退出程式。

執行程式

• 伺服器端使用dotnet run執行程式啟動服務，顯示“伺服器開始偵聽...”。
• 開啟AT指令助手，載入【TCP Socket】指令碼。
• 傳送指令：AT+QSOC=1,1,1，建立 Socket。
• 傳送指令：AT+QSOCON=0,5000,"193.112.19.116"，連線伺服器，注意埠和 IP 地址請自行更改。
• 傳送指令：AT+QSOSEND=0,5,48656C6C6F，傳送資料“Hello”，觀察伺服器是否收到。
• 傳送指令：AT+QSOSEND=0,10,54435020536F636B6574，傳送資料“TCP Socket”，觀察伺服器是否收到。
• 伺服器端傳送資料abc。
• 客戶端收到+QSONMI=0,3。
• 傳送指令：AT+QSORF=0,3接收緩衝區資料。
• 伺服器端傳送資料good-bye。
• 客戶端收到+QSONMI=0,8。
• 傳送指令：AT+QSORF=0,8接收緩衝區資料。
• 傳送指令：AT+QSODIS=0斷開連線。
• 傳送指令：AT+QSOCL=0關閉 Socket。

執行效果如下圖所示。

使用 UDP 協議進行通訊

UDP 協議具有資源消耗小，處理速度快的優點，但它是不靠的。接下來演示使用 UDP 協議進行通訊，使用 UDP 和使用 TCP 的思維方式是不一樣的。UDP 沒有連線，也就沒有所謂的斷開連線，但有意思的是，使用 AT 指令傳送 UDP 資訊時，依然和 TCP 一樣，需要進行連線和斷開連線操作（在 C# 中寫 UDP 程式是沒有這些的）。你不能說建立一個連線後，在這個連線的基礎上你來我往。UDP 的一個 Socket 只會偵聽某一埠的所有資訊，而這個資訊可能是不同客戶端傳送的，所以，每次接收資訊都要建立一個新的IPEndPoint。所以這次我把程式改為將接收到的資訊原樣發回。

伺服器端

新建一個 UDPSocket 資料夾，進入後，使用命令dotnet new console建立一個新控制檯專案，程式碼如下：

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading.Tasks;
using System.Text;

namespace TCPSocket
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {   //設定伺服器 IP，如果是騰訊雲，必須使用內網地址，而不是公網 IP。
            IPAddress ip = IPAddress.Parse("172.16.0.11");
            IPEndPoint point = new IPEndPoint(ip, 5000); //埠指定為 5000
            Socket udpSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp);

            udpSocket.Bind(point);
            Console.WriteLine("伺服器開始偵聽...");
            //建立執行緒接收客戶端的訊息
            Task.Factory.StartNew(() => ReceiveMessage(udpSocket), TaskCreationOptions.LongRunning);
            Console.ReadLine(); //按回車直接退出程式
        }

        //監聽客戶端連線的執行緒方法
        static void ReceiveMessage(Socket udpSocket)
        {
            byte[] buff = new byte[1024]; //建立一個接收緩衝區
            try
            {
                while (true)
                {
                    EndPoint remote = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);
                    int count = udpSocket.ReceiveFrom(buff, ref remote);
                    //將接收到的資料轉化為 ASCII 字元
                    string recvStr = Encoding.ASCII.GetString(buff, 0, count);
                    Console.WriteLine($"接收到來自{remote.ToString()}資料：{recvStr}");
                    udpSocket.SendTo(buff, 0, count, 0, remote);
                }
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine(e.Message);
            }
            finally
            {
                udpSocket.Close();
            }
        }
    }
}

本程式實現如下功能：

1. 由於沒有所謂的連線，可以一直的接收 UDP 資訊，也就是說，客戶端可以多次建立 Socket 向伺服器發信息，而伺服器不需要重啟程式便可接收所有 Socket 的資訊。
2. 當收到訊息時，會將訊息轉化為 ASCII 碼字串列印。
3. 伺服器在收到資訊後，原樣返回給客戶端。
4. 按回車即可退出程式。

程式執行效果如下圖所示，由於和上一個程式類似，我不再詳細講解。

感想

做完兩個程式後，還是有一些感想的，我買了兩塊板，有一塊訊號不太好，導致除錯程式的過程異常痛苦，使用另一塊板之後才能確定是訊號而不是程式的問題，將來萬物互聯，NB-IOT 的連線裝置數量會非常巨大，在這種情況下，使用 TCP 協議或許並不是最優選擇，畢竟 TCP 光建立一個連線就要費不少周折，而且保持連線還會耗費伺服器資源和頻寬，NB-IOT 的頻寬並不優裕。UDP 是更好的選擇，來資訊直接處理，無需耗費資源保持連線，不佔用頻寬，可靠性問題可以通過應用層的控制來滿足。所以我們也看到，BC26 上的大多數協議也是基於 UDP 進行開發的。這些協議我在後面會一一講解