低功耗4G模组HTTP网络协议应用

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大家好，今天我们来学习合宙Air780E模组LuatOS开发4G通信中HTTP网络协议的应用，实现模组和服务器之间数据的传输。

一、HTTP概述

1.1 简介

HTTP是HyperTextTransferProtocol（超文本传输协议）的缩写。HTTP是一个应用层协议,由请求和响应构成,是一个标准的客户端服务器模型。HTTP是一个无状态的协议。HTTP协议通常承载于TCP协议之上,有时也承载于TLS或SSL协议层之上,这个时候,就成了我们常说的HTTPS,所以HTTPS相关的指令只需要参考SSL部分配置连接,其他和http都是一样的。

HTTP协议的_主要应用场景_有:基于浏览器的网页获取与表单提交、文件上传与下载、移动应用、物联网设备的数据上报等。

1.2 请求报文

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●method:请求方法,GET和POST是最常见的HTTP方法。

●URL:为请求对应的URL地址,它和报文头的Host属性组成完整的请求URL。

●Version:协议名称及版本号。

●Headerlines:HTTP的报文头,报文头包含若干个属性,格式为“属性名:属性值”,服务端据此获取客户端的信息。

●Entitybody:是报文体，它将一个页面表单中的组件值通过param1=value1&m2=value2的键值对形式编码成一个格式化串，它承载多个请求参数的数据。

●请求报文示例如下：

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1.3 响应报文

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●version:报文协议及版本。

●statuscode:状态码及状态描述。

●phrase:原因短语。

●Headerlines:响应报文头。

●Entitybody:响应报文体，即我们真正要的内容。

●响应报文示例如下：

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注意:sp表示空格，crlf表示回车换行，报文头和报文体之间要有一行空格

1.4 HTTP请求方法

HTTP客户端发出请求，告知服务端需要执行不同类型的请求命令，这些命令被称为HTTP方法。

●GET:获取资源方法

●POST:传输实体数据方法

●HEAD:获取头部报文方法

●PUT:传输文件方法

●DELETE:删除指定资源方法

1.5 HTTP状态码

HTTP状态码由三个十进制数字组成，第一个十进制数字定义了状态码的类型。响应分为五类：

●信息响应(100–199)，信息响应中，服务器收到请求，需要请求者继续执行操作；

●成功响应(200–299)，信息响应成功，操作被成功接收并处理；

●重定向，需要进一步操作(300–399)，信息需要被重新定向，需要进一步的操作以完成请求；

●客户端错误(400–499),客户端错误，请求包含语法错误或无法完成请求；

●服务器错误(500–599),服务器错误，服务器在处理请求的过程中发生了错误。

二、演示功能概述

本文教你合宙4G模组使用LuatOS开发4G通信中http网络协议的应用，实现模组和服务器之间数据的传输！

本教程实现的功能定义是：

使用Air780E核心板下载Air780的LuatOS示例代码中http的例程进行验证，包含get请求，post请求，文件上传，文件下载等功能。

三、硬件环境

3.1 Air780E核心板

使用Air780E核心板，如下图所示：

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此核心板的详细使用说明参考：Air780E产品手册中的<<开发板Core_Air780E使用说明VX.X.X.pdf>>，写这篇文章时最新版本的使用说明为：开发板Core_Air780E使用说明V1.0.5.pdf；核心板使用过程中遇到任何问题，可以直接参考这份使用说明pdf文档。

3.2 SIM卡

中国大陆环境下，可以上网的sim卡,一般来说，使用移动，电信，联通的物联网卡或者手机卡都行；

3.3 PC电脑

WINDOWS系统，其他暂无特别要求；

3.4 数据通信线

USB数据线，暂无特别要求；

四、软件环境

4.1 Luatools工具

要想烧录AT固件到4G模组中，需要用到合宙的强大的调试工具：Luatools；

详细使用说明参考：Luatools工具使用说明。

Luatools工具集具备以下几大核心功能：

• 一键获取最新固件：自动连接合宙服务器，轻松下载最新的合宙模组固件。

• 固件与脚本烧录：便捷地将固件及脚本文件烧录至目标模组中。

• 串口日志管理：实时查看模组通过串口输出的日志信息，并支持保存功能。

• 串口调试助手：提供简洁的串口调试界面，满足基本的串口通信测试需求。

Luatools下载之后，无需安装，解压到你的硬盘，点击Luatools_v3.exe运行，出现如下界面，就代表Luatools安装成功了.

4.2 准备需要烧录的代码

首先要说明一点：脚本代码，要和固件的bin文件一起烧录。

4.2.1 烧录的底层固件文件

底层core下载地址：LuatOS固件版本下载地址

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Air780E的底层固件在Luatools解压后目录的LuatOS-SoC_V1112_EC618_FULL.soc

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4.2.2 烧录的脚本代码

首先要下载Air780的LuatOS示例代码到一个合适的项目目录,示例代码网站:https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air780E

下载流程参考下图:

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下载的文件解压,找到

LuatOS-Air780E-master\demo\http\main.lua,如图:

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4.3 烧录步骤

4.3.1 正确连接电脑和4G模组电路板

使用带有数据通信功能的数据线，不要使用仅有充电功能的数据线；

4.3.2 识别4G模组的boot引脚

在下载之前，要用模组的boot引脚触发下载，也就是说，要把4G模组的boot引脚拉到1.8v，或者直接把boot引脚和VDD_EXT引脚相连。我们要在按下BOOT按键时让模块开机，就可以进入下载模式了。

具体到Air780E开发板:

1、当我们模块没开机时，按着BOOT键然后长按PWR开机。

2、当我们模块开机时，按着BOOT键然后点按重启键即可。

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4.3.3 识别电脑的正确端口

判断是否进入BOOT模式：模块上电，此时在电脑的设备管理器中，查看串口设备，会出现一个端口表示进入了boot下载模式，如下图所示：

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当设备管理器出现了3个连续数字的com端口，并且每个数字都大于4，这时候，硬件连接上就绪状态，恭喜你，可以进行烧录了！

4.3.4 用LuatOS工具烧录

• 新建项目

首先，确保你的Luatools的版本，上大于3.0.6版本的。

在Luatools的左上角上有版本显示的，如图所示：

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Luatools版本没问题的话，就点击LuaTOols右上角的“项目管理测试”按钮，如下图所示：

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这时会弹出项目管理和烧录管理的对话框，如下图：

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• 开始烧录

选择780E板子对应的底层core和刚改的main.lua脚本文件。下载到板子中。

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点击下载后，我们需要进入boot模式才能正常下载。

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五、API说明

http客户端：

http.request(method,url,headers,body,opts,ca_file,client_ca,client_key,client_password)

参数

传入值类型	解释
string	请求方法,支持GET/POST等合法的HTTP方法
string	url地址,支持http和https,支持域名,支持自定义端口
tabal	请求头可选例如{[“Content-Type”]=“application/x-www-form-urlencoded”}
string/zbuff	body可选
table	额外配置可选包含timeout:超时时间单位ms可选,默认10分钟,写0即永久等待dst:下载路径,可选adapter:选择使用网卡,可选debug:是否打开debug信息,可选,ipv6:是否为ipv6默认不是,可选callback:下载回调函数,参数content_len:总长度body_len:以下载长度userdata用户传参,可选userdata:回调自定义传参
string	服务器ca证书数据,可选,一般不需要
string	客户端ca证书数据,可选,一般不需要,双向https认证才需要
string	客户端私钥加密数据,可选,一般不需要,双向https认证才需要
string	客户端私钥口令数据,可选,一般不需要,双向https认证才需要

返回值

返回值类型	解释
int	code,服务器反馈的值>=100,最常见的是200.如果是底层错误,例如连接失败,返回值小于0
tabal	headers当code>100时,代表服务器返回的头部数据
string/int	body服务器响应的内容字符串,如果是下载模式,则返回文件大小

创建HTTP客户端

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六、功能验证

6.1 GET请求

HTTPGET请求是一种用于从指定资源URI（统一资源标识符）请求数据的HTTP方法。它通常用于请求服务器发送资源（如HTML页面、图片等）给客户端，且请求信息包含在URL中。

下面根据demo演示HTTP的GET请求用法，示例代码如下(具体demo可以点此链接跳转)

示例如下:

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对应log:

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6.2 POST请求

HTTPPOST请求是一种HTTP方法，用于向指定的资源提交数据。与GET请求不同，POST请求的数据包含在请求体中，可以提交大量数据且数据不会显示在URL中，常用于提交表单数据或上传文件等操作。

下面根据demo演示HTTP的POST请求方法提交一个表单，示例代码如下(具体demo可以点此链接跳转)

示例:

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对应log:

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6.3 文件上传

HTTPPOST请求在文件上传场景中发挥着关键作用。用户通过POST请求可以将文件数据包含在请求体中发送给服务器，而不是像GET请求那样通过URL传递。这种方式允许上传大量数据，包括各种类型的文件，如图片、视频、文档等。服务器接收到请求后，会解析请求体中的文件数据，并存储到服务器上相应的位置。文件上传是HTTP应用中常见的功能。

下面根据demo演示HTTP文件上传的功能，示例代码如下(具体demo可以点此链接跳转)

示例:

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对应log:

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6.4 文件下载

下面根据demo演示HTTP文件下载的功能，示例代码如下(具体demo可以点此链接跳转)

示例:

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对应log:

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6.5 处理JSON数据

处理json数据主要有两个函数,json.encode(t)和json.decode(str),参考示例代码:

https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air780E/tree/master/demo/json

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6.6 压缩和解压

这个例程用和风天气的api做演示,请求到的数据配合miniz库进行解压，示例代码如下(具体demo可以点此链接跳转)

示例:

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对应log:

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也可以参考例程:

https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air780E/tree/master/demo/miniz

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七、总结

本文档主要介绍4G通信中http网络协议的应用。讲解了HTTP基本原理，GET和POST请求，以及文件上传下载、HTTPS加密、JSON数据处理和数据压缩等高级功能，直接烧录例程即可测试,旨在实现高效、安全的数据传输。

八、常见问题

8.1 HTTP支持多连接吗

目前HTTP仅支持单连接，不支持多连接。

8.2 重试多次PDP，HTTP应用一直连接失败

如果重试多次PDP激活，PDP一直激活失败，或者HTTP一直请求应答失败，则尝试使用如下手段恢复：

1、使用RESET引脚复位模块

2、极端情况下，直接给模块断电，再上电，POWERKEY引脚拉低开机

8.3 为什么我只发了10字节消息，100次却消耗了那么多流量？

因为还有HTTP自带的请求头。如何统计流量

8.4 为什么频繁请求会失败?

支持的http连接总数有限数量为tcp连接数量8个，建议一个http连接返回请求结果之后，再去请求下一个连接；不要使用循环定时器方式不断的发起新的http请求。

8.5 专网卡访问白名单

用定向Ip的物联网卡，需要把域名或IP加入白名单才能使用。如果不加入白名单会出现无法访问服务器的情况.

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