RISC-V生态全景解析（十二）：YoC组件介绍系列二：AT组件

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自上期开始，我们开启了YoC组件系列内容的介绍，并带大家了解了YoC的CSI组件。本期将为大家介绍的是YoC的AT组件。本文将详细阐述AT组件的使用原理，开发所需要的其他依赖组件资源，以及在网络方面的应用，以帮助广大开发者熟悉AT组件的使用。

01 简介

1.1 AT命令

AT 即Attention，AT指令集是从终端设备(Terminal Equipment，TE)或数据终端设备(Data Terminal Equipment，DTE)向终端适配器(Terminal Adapter， TA)或数据电路终端设备(Data Circuit Terminal Equipment，DCE)发送的。

通过TA，TE发送AT指令来控制移动台(Mobile Station，MS)的功能，与GSM 网络业务进行交互。用户可以通过AT指令进行呼叫、短信、电话本、数据业务、传真等方面的控制。

AT指令是以AT作首，字符结束的字符串，AT指令的响应数据包在中。每个指令执行成功与否都有相应的返回。其他的一些非预期的信息(如有人拨号进来、线路无信号等)，模块将有对应的一些信息提示，接收端可做相应的处理。

1.2 AT优点

• 命令简单易懂，并且采用标准串口来收发AT命令，这样对设备控制大大简化了，转换成简单串口编程了。
  
• AT命令提供了一组标准的硬件接口--串口。这个简化的硬件设计.较新的电信网络模块，几乎都采用串口硬件接口。
  
• AT命令功能较全，可以通过一组命令完成设备的控制，完成呼叫、短信、电话本、数据业务、传真。
  

1.3 AT应用

基于AT自身具备的优点，使用起来简单直接，功能简洁，命令齐全，已经被应用到物联网领域，比如提供完整的AT命令联网功能和设备生产需要的AT命令产测功能等。

02 YoC网络设计

2.1 网络框架

YoC的网络框架支持以下两种方式上网：

• 支持SoC 集成WiFi进行联网。
  
• 支持AT指令访问外部的WiFi透传模组进行联网。
  

通过访问外部的WiFi透传模组进行联网除了需AT组件外，还需要有SAL, NEGMGR和WIFI驱动组件。各个组件负责的功能描述如下：

• AT组件负责将上层调用的网络功能以AT命令发送给WiFi透传模组，同时接受WiFi透传模组的返回结果和数据返回给上层。
  
• WiFi驱动为上层组件Netmgr和SAL提供硬件能力支持
  
• Netmgr为上层提供完整网络管理功能。
  
• SAL(Socket Abstract Layer)给网络应用程序提供准备的Socket APIs.
  

2.2 透传模组

YoC支持WiFi透传模组的开发，除了AT组件外，我们还需要有ERS、LWIP组件和WIFI驱动组件。其中：

• ERS组件负责注册所有支持的AT命令，一旦AT Server收到AT命令后，马上进行命名解析，从注册的AT命令里找到对应的命令处理函数开始执行，如果是联网的Socket命令，就会通过调用LWIP组件获取相应的命令数据。
  
• LwIP组件主要负责接收和发送Wi-Fi TCPIP数据包。
  
• WiFi数据驱动主要为上层组件提供硬件能力。
  
• AT组件负责从主控接受指令和返回命令结果数据给主控。
  

03 工作原理

3.1 基本框架

AT命令使用的场景必须存在AT Server和AT Client两个角色。AT Client负责发送AT命令请求给AT Server， AT Server处理完后，返回响应数据和结果给AT Client。通常的工作原理如下：

• AT Client发送AT命令请求给AT Server。
  
• AT Server接收到命令后，解析AT命令进行处理。
  
• AT Server返回处理后AT命令和结果数据。
  
• AT Client接收到返回AT命令后，解析AT命令后，按解析结果继续接受数据。
  

AT组件完成 AT 命令的发送、命令格式及参数判断、命令的响应、响应数据的接收、响应数据的解析、OOB 数据处理等整个 AT 命令数据交互流程。

3.2 AT Server

设备利用AT组件的Server 角色功能可以为其他设备提供自身功能， 其他的设备或上位机通过发送AT Server支持的AT命令来间接调用该设备的能力。比如，上位机通过发送AT命令获取该设备的状态和其他信息以及调用相关功能。

通常具有AT Server的能力的设备会支持一系列的AT命令集，这些命令集可以是标准的也可以扩展的。AT Client只有发送AT Server支持的AT命令才能被正确的接收处理。

3.3 AT Client

设备利用AT组件的Client角色功能可以访问其他具有AT Server功能的设备或模组，从而利用该类的设备或模组的功能实现联网或其他的功能。比如，设备通过发送AT指令给WiFi模组实现联网功能。

04 WiFi透传模组进行联网

本章节我们讲解如何通过访问外部的WiFi透传模组进行联网。

4.1 通道初始化

4.1.1 使用默认串口通道

在默认的情况下，AT组件使用UART串口来作为AT数据传输通道，可以使用一下接口进行通道的初始化。

atparser_uservice_t *atparser_init(utask_t *task, const char *name, uart_config_t *config)

4.1.2 使用自定义通道

如果实际用的数据通道不是UART串口，比如是SPI， 则可以利用以下的接口来重新进行通道的初始化。

atparser_uservice_t *atparser_channel_init(utask_t *task, const char *name, void *config, at_channel_t *channel);

通道的基本操作主要包括：通道初始化、事件回调、数据发送和数据收发。所以开发者用户需要自己移植这四个接口。

#define AT_CHANNEL_EVENT_READ  (1UL << 0)
#define AT_CHANNEL_EVENT_WRITE (1UL << 1)
#define AT_CHANNEL_OVERFLOW    (1UL << 2)
typedef void (*channel_event_t)(int event_id, void *priv);
typedef struct {
    void* (*init)(const char *name, void *config);                    //通道初始化
    int (*set_event)(void *hdl, channel_event_t evt_cb, void *priv);  //设置通道事件回调，包含数据到达，数据发送完成、数据溢出
    int (*send)(void *hdl, const char *data, int size);               //数据发送
    int (*recv)(void *hdl, const char *data, int size, int timeout);  //数据接收
} at_channel_t;

具体可以参考at/port/uart_aos.c里的串口实现。

4.2 命令收发

4.2.1 命令发送

AT Client通过atparser_send发送使用AT指令，发送的命令以ASCII码的子串且"AT"字符打头。

int atparser_send(atparser_uservice_t *at, const char *command, ...)

4.2.2 命名接收

AT Client通过atparser_recv接收指令，接受的数据以ASCII码的子串且"OK"字符结尾。

int atparser_recv(atparser_uservice_t *at, const char *response, ...)

4.3 AT指令实现

4.3.1 Wi-Fi功能接口实现

我们采用ESP8266的Wi-Fi模组，需要支持ESP8266 WiFi驱动接口，主要包括以下接口，用于初始化Wi-Fi模组，启动Wi-Fi功能，获取和设置工作模式以及获取当前联网状态等。具体ESP8266 AT指令说明参考第7章节。

static wifi_driver_t esp8266_wifi_driver = {
    .init                = esp8266_init,
    .deinit              = esp8266_deinit,
    .start               = esp8266_start,
    .stop                = esp8266_stop,
    .reset               = esp8266_reset,
    .set_mode            = esp8266_set_mode,
    .get_mode            = esp8266_get_mode,
    .sta_get_link_status = esp8266_drv_get_link_status,
    .set_smartcfg        = esp8266_smartconfig,
};

4.3.2 网络管理接口实现

网络管理模块需要获取设备的网络IP地址，MAC地址， DNS服务地址等信息，通过以下接口实现。具体ESP8266 AT指令说明参考第7章节。

static net_ops_t esp8266_net_driver = {
    .set_mac_addr   = esp8266_set_mac_addr,
    .start_dhcp     = NULL,/*esp8266_start_dhcp*/
    .stop_dhcp      = NULL,/*esp8266_stop_dhcp*/
    .set_ipaddr     = esp8266_set_ipaddr,
    .get_ipaddr     = esp8266_get_ipaddr,
    .get_mac_addr   = esp8266_get_mac_addr,
    .set_dns_server = esp8266_set_dns_server,
    .get_dns_server = esp8266_get_dns_server,
    .ping           = esp8266_ping_remote,
    .subscribe      = esp8266_subscribe,
};

4.3.3 SAL接口实现

SAL接口主要用于网络TCPIP通讯，包括数据传输，数据发送，连接管理等，通过以下接口实现。具体ESP8266 AT指令说明参考第7章节。

static sal_op_t esp8266_sal_driver = {
    .version                        = "1.0.0",
    .init                           = esp8266_wifi_module_init,
    .start                          = esp8266_wifi_module_conn_start,
    .send                           = esp8266_wifi_module_send,
    .domain_to_ip                   = esp8266_wifi_module_domain_to_ip,
    .close                          = esp8266_wifi_module_conn_close,
    .deinit                         = esp8266_wifi_module_deinit,
    .register_netconn_data_input_cb = esp8266_wifi_packet_input_cb_register,
    .register_netconn_close_cb      = esp8266_wifi_close_cb_register,
};

05 ESP8266 WiFi AT指令

5.1 测试AT语法规则：

5.2 WiFi功能AT指令

5.2.1 选择WiFi应用模式

AT+CWMODE语法规则：

参数定义：

5.2.2 列出当前可用接入点

AT+CWLAP语法规则：

参数定义：

5.2.3 加入接入点

AT+CWJAP语法规则：

参数定义：

5.2.4 退出接入点

AT+CWQAP语法规则：

5.2.5 设置AP模式下的参数

AT+CWSAP语法规则：

参数定义：

5.2.6 建立TCP/UDP连接

AT+CIPSTART语法规则：

参数定义：

5.2.7 连接状态

AT+CIPSTATUS语法规则：

参数定义：

5.2.8 启动多连接

AT+CIPMUX语法规则：

参数定义：

5.2.9 发送数据

AT+CIPSEND语法规则：

参数定义：

5.2.10 关闭TCP/UDP连接

AT+CIPCLOSE语法规则：

• 执行命令AT+CIPCLOSE只有在TCP/UDP CONNECTING或CONNECT OK状态下才会关闭连接，否则会认为关闭失败返回ERROR
  
• 单路连接模式下，关闭后的状态为IP CLOSE
  

参数定义：

5.2.11 获取本地IP地址

AT+CIFSR语法规则：

参数定义：

5.2.12 选择TCPIP应用模式

AT+CIPMODE语法规则：

参数定义：

5.2.13 设置服务器主动断开的超时时间

AT+CIPSTO语法规则：

[size=9.5000pt][size=9.5000pt]参数定义：

5.2.14 设置波特率

AT+CIOBAUD语法规则：

OK 默认波特率是9600参数定义：

06 下期预告

AT组件对AT指令的接收和发送进行了有效封装，为上层的应用提供提供了统一的调用接口，对下层的物理通道接口适配封装，保证上层的应用不用关心底层物理通道的通讯实现，大大减少了用户应用代码开发。

以上即为AT组件的全部介绍，下期内容我们将带来YoC的AV（多媒体）组件介绍，欢迎大家持续关注RISC-V系列内容。