上位机搜索和配置

本篇文章我们将详细介绍如何在W5500芯片上面实现上位机搜索和配置功能，并通过实战例程，为大家讲解如何通过上位机搜索局域网中的W5500，并进行网络地址配置。例程中提供了一个开源的上位机配置工具SmartConfigTool，支持搜索设备，设置网络地址参数以及固件升级等功能。

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。

上位机简介

嵌入式上位机（Embedded Host）是指在嵌入式系统中，作为与嵌入式设备进行通信、控制和数据交换的上位设备。 它通常拥有更强的计算能力和存储资源，用于控制和监控下位嵌入式设备（如传感器、执行器、嵌入式控制器等）的运行。

特点

• 高效性：上位机配置下位机可以大大提高控制系统的效率。上位机发出控制命令， 下位机接收并解释成相应的时序信号来直接控制设备，响应速度快，可靠性高。
• 实时性： 下位机可以实时地响应上位机的控制指令，并对设备进行实时控制，确保系统的稳定性和安全性。 同时，下位机也可以实时地向上位机反馈设备状态数据，使得上位机可以及时了解系统状态并进行相应的控制调整。
• 灵活性： 上位机和下位机可以灵活地组合和扩展，以满足不同系统的需求。上位机可以同时连接多个下位机， 对它们进行监控、控制和数据处理。同时，下位机也可以根据需要连接多个设备，实现设备的分布式控制。
• 交互友好：上位机通常具有人机交互界面，为用户提供友好的图形界面或者文本界面，方便用户进行操作、配置和监控。

应用场景

• 工业自动化：上位机发出控制指令，下位机接收并解释成相应的时序信号来直接控制设备，响应速度快，可靠性高。上位机可以监控生产过程、发出控制指令、 进行数据分析和优化等。下位机可以实时控制设备、采集设备状态数据、接收和执行控制指令等。
• 物联网： 上位机可以远程监控和管理设备、进行数据分析和处理等。下位机可以接收和执行控制指令、采集和传输设备状态数据等。
• 智能家居： 上位机可以发出控制指令、监控家庭网络等。下位机可以接收和执行控制指令、控制智能设备的运行和状态采集等。
• 医疗设备： 上位机可以发出控制指令、远程监控和管理医疗设备等。下位机可以接收和执行控制指令、控制医疗设备的运行和状态采集等。

搜索和配置的基本工作流程

搜索：上位机通过 UDP 广播发送 FIND 命令，设备作为下位机在收到后将自身配置信息发送给上位机，上位机收到后呈现获取到的设备信息；

配置：在已经搜索到设备的基础上，上位机向该设备发送 SETT 命令后，设备收到后根据上位机显示的网络信息对本地进行重新配置，并在串口显示。

实现过程

接下来，我们在W5500上实现上位机搜索回复以及上位机配置功能。

步骤1：在主循环内调用do_udp_config()函数。

while (1)
{
  do_udp_config(SOCKET_ID); // Run and precess UpperComputer command.
}

步骤2：搜索和配置实现

do_udp_config()函数如下：

void do_udp_config(uint8_t sn)
{
  uint16_t i;
  uint16_t len = 0;
  uint8_t  rip[4];
  uint16_t rport;
  uint16_t local_port    = 1460;
  uint8_t  sw_version[2] = {1, 0};

  memset(RecvMsg.op, 0, sizeof(RecvMsg)); // clear RecvMsg

  switch (getSn_SR(sn))
  {
  case SOCK_UDP:
      if ((len = getSn_RX_RSR(sn)) > 0)
      {
          len = recvfrom(sn, (uint8_t *)&RecvMsg, len, rip, &rport);
          if (len > sizeof(ConfigMsg))
              break;
          {
              // FIND: searching, SETT: setting,
              if ((RecvMsg.op[0] == 'F') && (RecvMsg.op[1] == 'I') && (RecvMsg.op[2] == 'N') && (RecvMsg.op[3] == 'D'))
              {
                  wizchip_getnetinfo(&netinfo); // get config network infomation.

                  memcpy(ConfigMsg.mac, netinfo.mac, 6);
                  memcpy(ConfigMsg.lip, netinfo.ip, 4);
                  memcpy(ConfigMsg.gw, netinfo.gw, 4);
                  memcpy(ConfigMsg.dns, netinfo.dns, 4);
                  memcpy(ConfigMsg.sub, netinfo.sn, 4);
                  memcpy(ConfigMsg.sw_ver, sw_version, 2);

                  RecvMsg = ConfigMsg;
                  memcpy(RecvMsg.op, "FIND", 4);
                  sendto(sn, (uint8_t *)&RecvMsg, sizeof(RecvMsg), rip, rport); // return network info to uppercomputer.
                  printf("Find\r\n");
              }
              else if ((RecvMsg.op[0] == 'S') && (RecvMsg.op[1] == 'E') && (RecvMsg.op[2] == 'T') && (RecvMsg.op[3] == 'T'))
              {
                  printf("Sett\r\n");
                  if ((RecvMsg.mac[0] == ConfigMsg.mac[0]) && (RecvMsg.mac[1] == ConfigMsg.mac[1]) && (RecvMsg.mac[2] == ConfigMsg.mac[2]) && (RecvMsg.mac[3] == ConfigMsg.mac[3]) && (RecvMsg.mac[4] == ConfigMsg.mac[4]) && (RecvMsg.mac[5] == ConfigMsg.mac[5]))
                  {
                      for (i = 0; i < 4; i++) // recv uppercomputer config network info
                      {
                          memcpy(netinfo.ip, RecvMsg.lip, 4);
                          memcpy(netinfo.sn, RecvMsg.sub, 4);
                          memcpy(netinfo.gw, RecvMsg.gw, 4);
                          memcpy(netinfo.dns, RecvMsg.dns, 4);
                          netinfo.dhcp = NETINFO_STATIC;
                      }
                      wizchip_setnetinfo(&netinfo); // write chip
                      printf("From the UpperComputer Config network information :\r\n");
                      print_network_information();  // readback and print
                  }
              }
          }
      }

      break;
  case SOCK_CLOSED:
      socket(sn, Sn_MR_UDP, local_port, 0x00);
      break;
  }
}

首先会运行一个UDP的状态机，当接收到消息时，会判断指令，如果为“FIND”指令， 则读取设备的网络地址信息进行回传，如果为“SETT”指令，则判断MAC地址是否与自身一致，一致则将上位机下发的配置更新到W5500中。

运行结果

烧录例程运行后，首先进行了PHY链路检测，然后是通过DHCP获取网络地址并打印网络地址信息，观察串口打印的信息以获取设备运行状态；等待设备打印相关网络信息后，打开ConfigTool上位机工具， 点击Search可以看到上位机成功获取并呈现设备信息，然后修改IP地址，点击Setting可以看到串口这边打印了上位机配置后的网络信息，如下图所示：

上位机查找设备：

上位机修改网络配置信息：

总结

本文讲解了如何在 W5500 芯片上实现上位机搜索和配置功能，通过实战例程展示了使用开源上位机配置工具 SmartConfigTool 搜索局域网中的 W5500 并进行网络地址配置的过程。文章详细介绍了上位机的概念、特点、应用场景以及搜索和配置的基本工作流程，帮助读者理解其在嵌入式设备管理中的实际应用价值。

下一篇文章将聚焦在 W5500 芯片上面使用 W5500 中断功能， 解析 W5500 中断功能的核心原理及应用，同时通过实战例程讲解如何利用中断进行回环数据测试，敬请期待！