[嵌入式]嵌入式开发＜网络调试工具＞

前言

?? 为何设计此调试工具软件，完全因为在工作中遇到的问题。如产品开发过程中涉及到众多的命令调试（可能需要使用人员记住各种命令），参数及状态数据查看、修改，串口或网口通信调试，软件在线升级等等。同样，在测试及生产过程中也会涉及到诸多的操作需求，甚至对于测试中的问题跟踪提供便利操作，包括跟踪信息、操作日志跟踪等等。所有这些可能的需求，都将其集中在一个工具软件中执行，其所具有的功能完全已经超出了普通的串口助手或网络调试助手。
?? 这里本人对日常产品开发中对设备参数做一个说明。

1，设备参数分类

?? 在实际产品软件开发时，往往对设备来说有较多参数需要设置。对其归纳一下，大致可以分为4类：设备基本信息、设备工作参数、设备通信参数、设备状态，当然可能还会有一些其它参数，比如我在工作中就还会有拟合数据参数，但这不太具有一般性，以下仅说明前述的4类参数。
?? 1） 设备基本信息：主要描述设备名称、设备ID、设备型号、软硬件版本号、生产日期、生产厂商等信息。基本信息主要用于标识一个具体设备，其信息大部分往往是固定；这个参数可读写；
?? 2） 设备工作参数：主要描述设备工作中使用的可变参数，如某个阈值，某个时间值等。这部分参数即可以包括工厂模式修改，也可以包括客户模式修改，只需要软件进行区分即可；这个参数可读写；
?? 3） 设备通信参数：这个参数仅对具备通信功能的设备，可能包括通信参数的修改，也可以包括通信协议的选择（设备支持多种通信协议）；这个参数可读写；
?? 4） 设备状态：主要是对设备运行的各种数据的及时读取及显示，可能包括电池电压、设备温度、通信模块信号等；这个参数仅可读；

2，设备参数修改

??以上4类参数，实际在软件进行设计时需要考虑如何对其进行读取或配置。不仅在开发调试可能使用，同时在生产、测试时同样需要使用，甚至在产品出货后在用户现场还可能进行配置修改。这就涉及到如何对参数进行修改，也属于软件设计需要考虑的内容。以下对各种修改方式作一个说明。
?? 1） 串口调试工具修改：这是最简单也最原始的方法，也就是软件设计一组命令，并通过调试串口接收命令及数据完成设备参数的读取或修改；这种修改方式有一定的缺陷，即作为产品来说，必须在外壳提供一个串口的接口，否则就需要开盖处理；
?? 2） 网口调试工具修改：这种方式对比串口调试工具稍微方便一些，可以设计为同样的修改方法，并且网口应该属于产品本身具有的一个接口，这样就不需要单独再为此开一个接口；
?? 3） 网页方式修改：这种方式与第二种方式有些相似之处，并且不需要工具软件，属于比较流行的方式。但对设备MCU的资源要求较高，对于一般的单片机，尤其是资源有限的MCU，其必然不太合适；
?? 4） 通信协议方式修改：也就是定义一个通信协议，由上位机或其它设备对它进行读取或修改。这种方式比较适合于有上位机通信的情况，并且其通用性不是太好；

3，调试工具软件

?? 本人根据工作需要自行开发了两款相似功能的软件工具，即串口调试工具和网络调试工具软件，这两款工具软件即具有一般的通用性（如普通的串口助手和网络助手），也有一定针对性（如考虑到调试或生产的使用）。本文主要针对网络调试工具做一个说明，至于串口调试工具，已经在另一份文档中说明。并且，网络调试工具中与串口调试工具有相当部分功能部分一致，这里除非有必要，否则不再重复。串口调试工具的使用说明，请参考：嵌入式开发<串口调试工具>
?? 此工具软件最大的特点是设计了功能按钮（与串口调试工具软件共享），设备可以输出指定格式的按钮文本，并进行保存，或者用户可以导入指定格式的按钮文本。在此后的调试中，用户无需记住所需的调试命令便可进行操作，同时若设备导入了按钮说明信息，则操作用户还可以查阅使用说明。
?? 同时，工具软件还提供了一套自定义的设备软件升级功能，并提供了协议说明；
?? 此外，工具软件也提供了诸多方便使用的小功能，可以更多的帮助开发人员使用；
网络调试工具软件下载

一、软件界面

说明： 发送区的功能按钮取消勾选，则显示如下的升级区

二、功能说明

1.网络设置

这个区域较为复杂，主要是不同的协议类型对应的设置有所差别，以下将分开进行说明

1）TCP Client设置

A， 协议类型：

在协议类型下拉菜单中选择TCP Client，则对应的设置项如下；
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B， 远程主机地址：

??看点击远程主机地址下拉列表选择保存过的主机地址，或直接在列表框中输入希望连接的IP地址（输入完成后按回车键则可保存）；

C， 远程主机端口：

??其操作方法与远程主机地址相同；

D， 连接：

设置好以上两项后，即可点击连接按钮，连接过程、连接成功、连接失败显示如下：
??????
??????连接中 ?????? ??????连接成功
??????
??????连接失败（如勾选了“重连”选项框，则不会显示连接失败）

连接中： 连接按钮背景色将由黄色和灰色交替显示，同时会动态显示1至3个点；
连接成功： 连接按钮将变为绿色，同时发送区与接收区将变得有效；
连接失败： 如勾选“重连”选项框，则不会显示连接失败提示框；
连接执行过程中再次点击“连接”（或显示的是“断开”）按钮，则恢复显示；

E， 复选项：

心跳： 勾选后，工具软件将根据“心跳设置”执行心跳检测（默认心跳数据由本地发送），当设备在规定时间规定次数没有响应心跳（或发送心跳）时，将断开连接，并重新连接；
断开提示： 勾选后，工具软件将在被断开连接后已提示框方式提示用户；
重连： 在连接中已经说明，勾选后起作用；
自动换行： 勾选后，接收完一帧数据时自动添加回车换行符，使其自动换行；

F， 心跳设置：

??其设置界面如下
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心跳周期： 设置连续检测心跳次数达到后，认定为连接断开；
心跳时间： 设置2次检测心跳的时间间隔；
心跳数据： 设置心跳报文识别符（可以是16进制数据）；
十六进制格式： 勾选后，心跳数据为16进制数据；
本地发送/远程发送： 选择有工具软件（本地）或远程设备发送心跳数据，如本地发送，则远程设备在接收到此数据后，需将原文发回；如远程发送，则工具软件检测到设置的心跳报文数据后，同样将原文发回远程端；
默认值： 恢复默认参数；

G， 搜索主机：

其设置界面如下
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搜索延时： 设置的时间为执行搜索时的响应等待时间（其值影响搜索的速度及准确性）；
主机起始IP地址/结束IP地址：设置搜索主机IP地址范围，如192.168.30.1—192.168.50.255；
主机端口： 定连接端口；

a， 开始：

在设置完参数后，点击执行搜索，其界面如下
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b， 搜索过程：

在当前搜索IP地址下的列表文本框中将显示当前正在搜索的IP地址，在此过程中可随时点击停止按钮；

c， 搜索到主机：

搜索到目标主机时，将暂停并显示搜索到的IP地址，界面如下
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此时，可点击“继续”搜索其它主机，或点击“添加到网络设置”，则会将IP及端口添加的客户端的设置列表中；如搜索到多个IP地址，则在下列列表框中可选择需要的IP地址；

2） TCP Server设置

??串口接收按照设置的分帧时间，在结束时自动添加回车换行符号；

A， 协议类型：

在协议类型下拉菜单中选择TCP Server，则对应的设置项如下
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B， 本地主机地址：

从下拉列表中选择本地IP地址，可能会有多个IP地址（尤其安装了虚拟机时）

C， 本地主机端口：

其操作方法与TCP Client远程主机端口相同

D， 打开：

执行本机作为服务器的启动命令，并开始侦听客户端的连接，以下为客户端连接与断开时界面图
有客户端连接

查看所有连接IP
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客户端断开

其它设置请参考TCP Client设置。注：设置为TCP Server时，无搜索操作

3） UDP设置

A， 协议类型：

在协议类型下拉菜单中选择UDP，则对应的设置项如下
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B， 本地主机地址：

参考TCP Server设置；

C， 本地主机端口：

参考TCP Client设置；

D， 分包发送：

在执行数据发送时，根据设置的大小分别进行拆包发送，如选择无限制则不会拆包，但当包数据过大时，可能UDP接收方无法正常接收完成（可能受接收方自身限制）
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2.接收操作

这部分功能与串口调试工具相同，请参考其文档说明；

3.发送操作

这部分功能与串口调试工具相同，请参考其文档说明；

4.发送区

这部分功能与串口调试工具相同，请参考其文档说明；

5.接收区

这部分功能与串口调试工具相同，请参考其文档说明；

6.按钮区

这部分功能与串口调试工具相同，请参考其文档说明；

7.升级区

这部分功能与串口调试工具基本相同，请参考其文档说明；但有一个参数需要作一定说明，如下图

响应时间： 这个设置与网络连接有关系，特别是针对无线通信，如2G模块，因其通信速度较低，且有时存在较大延时，故此值在这种情况下应该设置为较大的值才可靠，如设置为30秒或60秒；但对于以太网连接可使用默认值，即1秒即可。