WOL

本篇文章，我们将详细介绍如何在W5500芯片上面实现网络唤醒（Wake-on-LAN）功能。

该例程用到的其他网络协议，例如DHCP，请参考相关章节。有关初始化过程，请参考Network Install章节，这里将不再赘述。

WOL简介

WOL即网络唤醒（Wake-on-LAN）是一种用于通过网络远程唤醒计算机的网络标准协议。 它允许通过发送特定的网络数据包（即“魔术包”）来唤醒处于休眠或关机状态的设备。

WOL特点

• 简单性：WOL的核心是魔术包（Magic Packet），其格式非常简单且固定。魔术包由102个字节组成，前6 个字节固定为0xFF，后续是目标设备的MAC地址重复16次。
• 设备待机唤醒： WOL允许设备在不使用时进入低功耗状态，如待机、休眠或关机状态。当有远程唤醒需求时 设备能够通过接收魔术包快速恢复到正常运行状态，满足用户的使用需求。
• 广播机制： 魔术包通常是通过UDP广播的形式发送，即使设备的IP地址未知或存在多台设备，也能通过广播包找到目标设备。
• 安全性高：WOL 协议基于 MAC 地址来识别目标设备，只有当魔术包中包含的 MAC 地址与网卡自身的 MAC 地 址匹配时，设备才会被唤醒。

WOL应用场景

接下来，我们了解下在W5500上，可以使用WOL协议完成哪些操作及应用呢？

• 远程唤醒嵌入式设备：设备在待机状态时，通过网络唤醒恢复工作状态，如工业设备和智能家居设备。
• 智能网关与家庭自动化： 通过魔术包唤醒智能家居网关设备，实现控制和管理。
• 网络设备批量唤醒： 管理员通过 WOL 技术批量唤醒多个设备进行维护和升级。

WOL协议基本工作流程

1. 开启 WOL 功能：W5500首先需要开启WOL功能并开启WOL唤醒中断。
2. 开启 UDP Socket： W5500需要开启一个 UDP Socket 监听端口，用于接收来自网络的魔术包（Magic Packet）。
3. 发送魔术包： 当需要唤醒设备时，通过广播发送魔术包。
4. 唤醒操作： 如果魔术包中的 MAC 地址与自身匹配，则W5500将触发魔法包中断，检测到魔法包中断后可以恢复到活动状态。

实现过程

接下来，我们在 W5500上实现WOL远程唤醒测试。

wol_run()函数用于处理与UDP Socket相关的操作，以监听和处理网络唤醒魔术包。这个函数需要主循环中调用，如下所示：

while (1)
{
    wol_run(SOCKET_ID, ethernet_buf, local_port);
}

wol_run()函数内容如下：

/**
* @brief  Wake on Lan run function
* @param  sn: Socket number
* @param  buf: ethernet buffer pointer
* @param  local_port: Local port
* @return none
**/
void wol_run(uint8_t sn, uint8_t *buf, uint16_t local_port)
{
    switch (getSn_SR(sn))
    {
    case SOCK_UDP:
        if (getSn_IR(sn) & Sn_IR_RECV)
        {
            setSn_IR(sn, Sn_IR_RECV);
        }
        if (getIR() & IR_MP) // Received WOL Magic packet based on UDP.
        {
            printf("get wake on line\r\n");
            setIR(0x10);
        }
        break;
    case SOCK_CLOSED:
        setIMR(IM_IR4); // Open WOL magic pack interrupt
        setMR(MR_WOL);  // Receive WOL packets

        socket(sn, Sn_MR_UDP, local_port, 0);
        printf("%d:Opened, UDP WOL, port [%d]\r\n", sn, local_port);
        break;
    }
}

wol_run需要传入3个参数，分别是socket号，socket缓存以及源端口号。

wol_run()函数通过不断检查socket状态，当socket处于SOCK_CLOSED状态时，会创建一个UDP模式的socket，并开启WOL功能以及中断，当socket处于SOCK_UDP模式时， 只需不断的监听中断寄存器，当W5500收到魔法包时，IR寄存器的MP位(0x10)生效，此时可以进行唤醒操作。

运行结果

烧录例程运行后，首先进行了PHY链路检测，然后通过DHCP设置网络信息，通过网络调试助手发送魔术包实现远程唤醒。使用sockettest网络助手发送hex格式数据 需要勾选Enable $# command选项在每个数据前面加上$符号，注意不能有空格，空格会被转换为0X20。

如下图所示：

总结

本文讲解了如何在 W5500 芯片上实现网络唤醒（WOL）功能，通过实战例程展示了从设置 UDP Socket 监听魔术包到接收并处理魔术包实现设备唤醒的完整过程。文章详细介绍了 WOL 的概念、特点、应用场景、基本工作流程，帮助读者理解其在远程设备管理和节能方面的实际应用价值。 下一篇文章将解析调节 PHY 速率的方法，根据场景调节不同的 PHY 速率以达成低功耗目标，敬请期待！