# 一、TCP简介

TCP（TransmissionControlProtocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。它主要用于在不可靠的网络环境中提供稳定的数据传输服务，确保数据能够按照顺序、无错误地到达接收端。TCP通过三次握手建立连接，使用滑动窗口进行流量控制，以及通过校验和、确认应答、超时重传等机制来保证数据的可靠性。它是互联网协议套件（TCP/IP协议族）的核心组成部分，广泛应用于各种网络应用中。

工作原理：

1.1 连接建立

TCP协议使用三次握手协议来建立连接

客户端发送一个SYN（同步序列编号）报文给服务端，并携带一个随机生成的初始序列号。
服务端收到SYN报文后，发送一个SYN+ACK（同步序列编号+确认应答）报文给客户端，表示确认收到了客户端的SYN报文，并携带自己的初始序列号。
客户端收到服务端的SYN+ACK报文后，发送一个ACK（确认应答）报文给服务端，表示确认收到了服务端的SYN+ACK报文。至此，TCP连接建立完成。

1.2 数据传输

在连接建立后，双方就可以开始传输数据了。TCP协议会将应用层发送的数据分割成适当长度的报文段（通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传输单元MTU的限制），并为每个报文段分配一个序号。接收端在收到报文段后，会按照序号进行排序，并发送确认应答（ACK）给发送端。如果发送端在合理的往返时延（RTT）内未收到确认应答，则会重传对应的报文段。

1.3 连接释放

TCP协议使用四次挥手协议来终止连接

服务端在发送完所有剩余数据后，也发送一个FIN报文给客户端，表示自己也想要关闭连接。
客户端发送一个FIN（结束）报文给服务端，表示自己想要关闭连接。
服务端收到FIN报文后，发送一个ACK报文给客户端，表示确认收到了客户端的FIN报文。此时，客户端到服务端的连接关闭，但服务端到客户端的连接仍然打开。
客户端收到服务端的FIN报文后，发送一个ACK报文给服务端，表示确认收到了服务端的FIN报文。至此，TCP连接完全关闭。

二、硬件环境

“古人云：‘工欲善其事，必先利其器。’在深入介绍本功能示例之前，我们首先需要确保以下硬件环境的准备工作已经完成。”

2.1 Air780E开发板

本demo使用的是Air780E核心板，如下图所示：

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。

2.2 SIM卡

请准备一张可正常上网的SIM卡，该卡可以是物联网卡或您的个人手机卡。

特别提醒：请确保SIM卡未欠费且网络功能正常，以便顺利进行后续操作。

2.3 数据通信线

请准备一根用于连接Air780E开发板和PC电脑的数据线，该数据线将实现业务逻辑的控制与交互。您有两种选择：

USB数据线（其一端为Type-C 接口，用于连接Air780E开发板）。通常，这种数据线的外观如下示意图所示：

普通的手机USB数据线一般都可以直接使用；

数据线是USB转TTL串口线。通常，这种数据线的外观如下示意图所示：

在本教程中，我们将采用以下数据线配置进行测试和数据查看：

第一种：USB数据线：此数据线不仅用于为测试板供电，还用于查看数据日志。其一端为Type-C接口，连接Air780E开发板；另一端为标准USB接口，连接PC电脑。
第二种：USB转TTL串口线：此数据线主要用于TCP-UART数据的查看。其一端为USB接口，连接PC电脑；另一端为TTL串口接口，连接Air780E开发板，以便进行串口通信和数据传输
2.4 PC电脑
请准备一台配备USB接口且能够正常上网的电脑。

2.5 组装硬件环境

请按照SIM卡槽上的指示方向正确插入SIM卡，务必确保插入方向正确，避免插反导致损坏！

通常，插入SIM卡的步骤如下：

将SIM卡的金属接触面朝下，对准卡槽的开口。
用力平稳地将SIM卡推入卡槽，直至听到“咔嚓”一声，表示SIM卡已正确安装到位。

USB数据线，连接电脑和Air780E开发板，如下图所示：

三、准备软件环境

“凡事预则立，不预则废。”在详细阐述本功能示例之前，我们需先精心筹备好以下软件环境。

3.1 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；

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：

3.2 烧录代码

首先要说明一点：脚本代码，要和固件的LuatOS-SoC_V1112_EC618_FULL.soc文件一起烧录。

整体压缩文件：内含有文件一：Core固件和文件一：TCP-UART脚本文件文件二：TCP单向认证脚本文件

文件三：TCP断链续连，如下图所示。

3.2.1 压缩文件：完整文件包

右键点我,另存为,下载完整压缩文件包

3.2.2 压缩包内部文件

文件一：Core固件

文件二：TCP-UART脚本文件

文件三：TCP单向认证脚本文件

文件四：TCP断链续连脚本文件

3.2.3 找到烧录的固件文件

官网下载,底层core下载地址：LuatOS底层core注：本demo使用如图所示固件

3.2.4 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；

3.2.5 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。

3.2.6 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：

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！

3.2.7 新建项目

首先，确保你的Luatools的版本大于或者等于3.0.6版本.

在Luatools的左上角上有版本显示的，如图所示：

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：

这时会弹出项目管理和烧录管理的对话框，如下图：

3.2.8 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。

点击下载后，我们需要进入boot模式才能正常下载。

3.3 合宙TCP/UDPweb测试工具

为了方便测试，合宙提供了免费的不可商用的TCP/UDPweb测试工具：合宙TCP/UDPweb工具(luatos.com)

详细使用说明参考：合宙TCP/UDPweb测试工具使用说明。

3.4 PC端串口工具

LLCOM的下载链接：LLCOM，详细使用说明可以直接参考下载网站。

串口接线方式：Air780提供三个Uart.

MAIN_UART：通用串口，可用于AT命令和数据传输最大波特率921600bps，默认波特率自适应9600-115200bps支持硬件流控（RTS/CTS）

AUX_UART：通用串口

DBG_UART：用于输出调试信息

注意：

以上PinOut图示,对应的V1.8的开发板，版本号在板子丝印上可查阅。
V1.4的开发板,由于LCD脚有差异,图示的LCD_RS/LCD_CLK实际位于开发板管脚编号06/05的UART2/AUX_UART脚,不在编号11/14脚。
V1.8的开发板17脚改为VBAT.

3.4.1 LLCOM工具设置：初始配置

3.4.2 数据发送前的配置

四、TCP-UART透传实现的概述

本小节教你怎么使用luatos脚本语言，就可以让合宙4G模组连接上一个TCP服务器，并且模组和服务器之间实现数据的双向传输！

4.1 本教程实现的功能定义

通过网页端启动一个TCP服务器；
4G模组插卡开机后，连接上TCP服务器；
4G模组向TCP服务器发送"TCPCONNECT"，服务器可以收到数据并且在网页端显示；
TCP服务器网页端向4G模组发送datafromTCPserver，4G模组可以收到数据并且通过串口输出显示；

4.2 文章内容引用

780E开发板软硬件资料：Air780E产品手册
以上接口函数不做详细介绍，可通过此链接查看具体介绍：socket-网络接口-LuatOS文档

4.3 核心脚本代码详解

4.3.1 串口初始化

本文示例：串口使用MAIN_UART(uart1)

4.3.2 数据接收回调：搭建响应桥梁

这里使用uart.rx接口，和以zbuff的方式存储从uart1外部串口收到的数据--收取数据会触发回调,这里的"receive"是固定值不要修改。

4.3.3 TCP网络配置：铺就数据通道

4.3.4 TCP至串口透传：数据无缝流转

4.3.5 串口至TCP反透传：信息双向传递

4.4 成果演示与深度解析：视频+图文全面展示

4.4.1 成果运行精彩呈现

4.4.2 完整实例深度剖析

五、TCP单向认证

TCP（TransmissionControlProtocol，传输控制协议）本身是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，它并不直接涉及认证过程。然而，在TCP连接的基础上，可以实现各种安全机制，其中包括认证。在网络通信中，“单向认证”指的是只对通信某一方的身份合法性进行认证。

本小节教你怎么使用luatos脚本语言，就可以让合宙4G模组和TCP服务器进行单向认证

5.1 本教程实现的功能定义

通过网页端启动一个TCP服务器；
4G模组插卡开机后，连接上TCP服务器；
4G模组向TCP服务器发送"TCPCONNECT"，服务器可以收到数据并且在网页端显示；
TCP服务器网页端向4G模组发送datafromTCPserver，4G模组可以收到数据并且通过串口输出显示；

5.2 文章内容引用

780E开发板软硬件资料：Air780E产品手册
以上接口函数不做详细介绍，可通过此链接查看具体介绍：socket-网络接口-LuatOS文档

5.3 核心脚本代码详解

5.3.1 串口初始化

本文示例：串口使用MAIN_UART(uart1)

5.3.2 数据接收回调：搭建响应桥梁

这里使用uart.rx接口,和以zbuff的方式存储从uart1外部串口收到的数据--收取数据会触发回调,这里的"receive"是固定值不要修改。

5.3.3 TCP网络配置：铺就数据通道--------注：SSL填写true

5.3.4 TCP至串口透传：数据无缝流转

5.3.5 串口至TCP反透传：信息双向传递

5.4 成果演示与深度解析：视频+图文全面展示

5.4.1 成果运行精彩呈现

5.4.2 串口数据展示

5.4.3 演示视频生动展示

5.4.4 完整实例深度剖析

六、TCP断链续连

TCP（传输控制协议）确保数据在网络中可靠传输。当TCP连接因网络问题、设备故障等原因断开时，需要重新建立连接以继续数据传输。

6.1 本教程实现的功能定义

断链：TCP连接断开，可能由于网络不稳定、设备故障等。

续连：重新建立TCP连接。通常通过“三次握手”过程：

客户端请求连接。
服务器响应并同意连接。
客户端确认连接建立。

6.2 文章内容引用

780E开发板软硬件资料：Air780E产品手册
以上接口函数不做详细介绍，可通过此链接查看具体介绍：socket-网络接口-LuatOS文档

6.3 核心脚本代码详解

6.3.1 串口初始化

本文示例：串口使用MAIN_UART(uart1)

6.3.2 数据接收回调：搭建响应桥梁

这里使用uart.rx接口，和以zbuff的方式存储从uart1外部串口收到的数据--收取数据会触发回调,这里的"receive"是固定值不要修改。

6.3.3 TCP网络配置：铺就数据通道

注：需要认证SSL填写：true，不需要填写：false。

6.3.4 TCP至串口透传：数据无缝流转

6.3.5 串口至TCP反透传：信息双向传递

6.3.6 断链续连

6.4 成果演示与深度解析：视频+图文全

6.4.1 成果运行精彩呈现

7.4.2 完整实例深度剖析

七、总结

TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）是OSI模型中运输层的两种协议。TCP是面向连接的可靠传输协议，通过复杂的拥塞控制和重传机制确保数据无差错、不丢失、不重复且有序地到达；而UDP则是无连接的不可靠传输协议，它尽最大努力交付数据，不保证数据的可靠性，但具有较好的实时性和较高的工作效率，适用于对高速传输和实时性要求较高的通信场景。