今天讓我們來實踐一下Air780E軟件的WebSocket應用吧，讓我們更了解它。

1、WebSocket概述

WebSocket是HTML5下一種新的協議（本質上是一個基于TCP的協議），它實現了瀏覽器與服務器之間的全雙工通信，能夠節省服務器資源和帶寬，達到實時通訊的目的。WebSocket協議通過握手機制，允許客戶端和服務器之間建立一個類似TCP的連接，從而方便它們之間的通信。

在線聊天應用：允許用戶實時發送和接收消息，而無需頁面刷新或輪詢服務器。

實時協作應用：支持多用戶實時編輯文檔或共享白板等場景。

實時游戲：允許多個玩家之間進行實時的游戲交互。

實時數據展示：用于顯示實時數據，如股票市場變化、天氣預報更新等。

實時通知和提醒：用于向用戶發送實時的通知消息，如新郵件提醒、社交媒體通知等。

在線會議和視頻通話：支持實時的音視頻通信。

2、準備硬件環境

“古人云：‘工欲善其事，必先利其器。’在深入介紹本功能示例之前，我們首先需要確保以下硬件環境的準備工作已經完成。”

2.1 Air780E開發板

本demo使用的是Air780E核心板

此核心板的詳細使用說明參考：
https://docs.openluat.com/air780e/product/

Air780E產品手冊中的<<開發板Core_Air780E使用說明VX.X.X.pdf>>，寫這篇文章時最新版本的使用說明為：開發板Core_Air780E使用說明V1.0.5.pdf；核心板使用過程中遇到任何問題，可以直接參考這份使用說明pdf文檔。

2.2 SIM卡

請準備一張可正常上網的SIM卡，該卡可以是物聯網卡或您的個人手機卡。

特別提醒：請確保SIM卡未欠費且網絡功能正常，以便順利進行后續操作。

2.3 PC電腦

請準備一臺配備USB接口且能夠正常上網的電腦。

2.4 數據通信線

請準備一根用于連接Air780E開發板和PC電腦的數據線，該數據線將實現業務邏輯的控制與交互。您有兩種選擇：

USB數據線（其一端為Type-C接口，用于連接Air780E開發板）。通常，這種數據線的外觀如下示意圖所示：

普通的手機USB數據線一般都可以直接使用；

數據線是USB轉TTL串口線。通常，這種數據線的外觀如下示意圖所示：

在本教程中，我們將采用以下數據線配置進行測試和數據查看：

第一種：USB數據線：此數據線不僅用于為測試板供電，還用于查看數據日志。其一端為Type-C接口，連接Air780E開發板；另一端為標準USB接口，連接PC電腦。

第二種：USB轉TTL串口線：此數據線主要用于Websocket-UART透傳數據的查看。其一端為USB接口，連接PC電腦；另一端為TTL串口接口，連接Air780E開發板，以便進行串口通信和數據傳輸。

2.5 組裝硬件環境

2.5.1 請按照SIM卡槽上的指示方向正確插入SIM卡，務必確保插入方向正確，避免插反導致損壞！

通常，插入SIM卡的步驟如下：

將SIM卡的金屬接觸面朝下，對準卡槽的開口。

用力平穩地將SIM卡推入卡槽，直至聽到“咔嚓”一聲，表示SIM卡已正確安裝到位。

2.5.2 USB數據線，連接電腦和Air780E開發板，如下圖所示：

3、準備軟件環境

“凡事預則立，不預則廢。”在詳細闡述本功能示例之前，我們需先精心籌備好以下軟件環境。

3.1 Luatools工具

要想燒錄AT固件到4G模組中，需要用到的調試工具：Luatools；

Luatools工具集具備以下幾大核心功能：

一鍵獲取最新固件：自動連接服務器，輕松下載最新的模組固件。

固件與腳本燒錄：便捷地將固件及腳本文件燒錄至目標模組中。

串口日志管理：實時查看模組通過串口輸出的日志信息，并支持保存功能。

串口調試助手：提供簡潔的串口調試界面，滿足基本的串口通信測試需求。

Luatools下載之后，無需安裝，解壓到你的硬盤，點擊Luatools_v3.exe運行，出現如下界面，就代表Luatools安裝成功了：

3.2 燒錄代碼

首先要說明一點：腳本代碼，要和固件的LuatOS-SoC_V1112_EC618_FULL.soc文件一起燒錄。

整體壓縮文件：內含有文件一：Core固件和文件二：WebSocket加密通訊腳本文件，文件三：WebSocket-UART透傳腳本文件，如圖所示。

3.2.1 壓縮文件：

閱讀原文下載完整壓縮文件包：
https://docs.openluat.com/air780e/luatos/app/socket/websocket/

3.2.2 壓縮包內部文件

文件一：Core固件

文件二：WebSocket加密通訊腳本文件

文件三：WebSocket-UART透傳腳本文件

3.2.3 找到燒錄的固件文件

https://docs.openluat.com/air780e/luatos/app/socket/websocket/

3.2.4 正確連接電腦和4G模組電路板

使用帶有數據通信功能的數據線，不要使用僅有充電功能的數據線；

3.2.5 識別4G模組的boot引腳

在下載之前，要用模組的boot引腳觸發下載，也就是說，要把4G模組的boot引腳拉到1.8v，或者直接把boot引腳和VDD_EXT引腳相連。我們要在按下BOOT按鍵時讓模塊開機，就可以進入下載模式了。

具體到Air780E開發板，

當我們模塊沒開機時，按著BOOT鍵然后長按POW開機。

當我們模塊開機時，按著BOOT鍵然后點按重啟鍵即可。

3.2.6 識別電腦的正確端口

判斷是否進入BOOT模式：-模塊上電，此時在電腦的設備管理器中，查看串口設備，如下圖：

進入boot下載模式，如下圖所示：

這時候，硬件連接上就緒狀態，恭喜你，可以進行燒錄了！

3.2.7 新建項目

首先，確保你的Luatools的版本大于或者等于3.0.6版本.

在Luatools的左上角上有版本顯示的，如圖所示：

Luatools版本沒問題的話，就點擊Luatools右上角的“項目管理測試”按鈕，如下圖所示：

這時會彈出項目管理和燒錄管理的對話框，如下圖：

3.2.8 開始燒錄

選擇780E板子對應的底層core和剛改的main.lua腳本文件。下載到板子中。

點擊下載后，我們需要進入boot模式才能正常下載。

3.3 PC端串口工具

閱讀原文下載：
https://docs.openluat.com/air780e/luatos/app/socket/websocket/

串口接線方式：Air780提供三個Uart.

MAIN_UART：通用串口，可用于AT命令和數據傳輸最大波特率921600bps，默認波特率自適應9600-115200bps支持硬件流控（RTS/CTS）

AUX_UART：通用串口

DBG_UART：用于輸出調試信息

注意：

以上PinOut圖示,對應的V1.8的開發板，版本號在板子絲印上可查閱。

V1.4的開發板,由于LCD腳有差異,圖示的LCD_RS/LCD_CLK實際位于開發板管腳編號06/05的UART2/AUX_UART腳,不在編號11/14腳。

V1.8的開發板17腳改為VBAT.

3.3.1 LLCOM工具設置：初始配置

3.3.2 數據發送前的配置

4、WebSocket加密通訊的概述

本小節教你怎么使用luatos腳本語言，就可以讓4G模組連接上一個WebSocket服務器，并且模組和服務器之間實現數據的交互！

4.1 本教程實現的功能定義：

4G模組插卡開機后，連接上WebSocket服務器；

這是個測試服務,當4G模組發送的是json,且action=echo,就會回顯所發送的內容

發送內容是

wsc:send((json.encode({action="echo",msg=os.date()})))

4.2 文章內容引用

780E開發板軟硬件資料：Air780E產品手冊

websocket函數接口不做詳細介紹，可通過此鏈接查看具體介紹：websocket-網絡接口-LuatOS文檔

4.3 核心腳本代碼詳解

4.3.1 websocket客戶端創建

4.3.2 設置額外的headers

4.3.3 設置自動重連機制

4.3.4 注冊websocket回調

4.3.5 連接服務器

4.3.6 發布消息

4.3.7 websocket客戶端關閉(關閉后資源釋放無法再使用)

wsc:close()

4.4 成果演示與深度解析：視頻+圖文全面展示

4.4.1 成果運行精彩呈現

4.4.2 演示視頻生動展示

4.4.3 完整實例深度剖析

5、WebSocket-UART透傳的概述

在某些應用場景下，可能需要將WebSocket接收到的數據通過UART串口發送到其他設備，或者將UART串口接收到的數據通過WebSocket發送到服務器。這通常需要通過一個中間層或網關設備來實現數據的轉換和傳輸。

5.1 本教程實現的功能定義：

4G模組插卡開機后，連接上WebSocket服務器；

本小節教你怎么使用luatos腳本語言，就可以讓合宙4G模組通過Uart1透傳數據發送到WebSocket服務器，并且模組和服務器之間實現數據的交互！

5.2 文章內容引用

780E開發板軟硬件資料：Air780E產品手冊

websocket函數接口不做詳細介紹，可通過此鏈接查看具體介紹：websocket-網絡接口-LuatOS文檔

5.3 核心腳本代碼詳解

5.3.1 websocket客戶端創建

5.3.2 設置額外的headers

5.3.3 設置自動重連機制

5.3.4 注冊websocket回調

5.3.5 連接服務器

5.3.6 串口初始化

本文示例：串口使用MAIN_UART(uart1)

5.3.7 接收UART消息

5.3.8 發布消息

5.3.9 websocket客戶端關閉(關閉后資源釋放無法再使用)

5.4 成果演示與深度解析：視頻+圖文全面展示

5.4.1 成果運行精彩呈現

5.4.2完整實例深度剖析

6、總結

WebSocket加密確保了數據在傳輸過程中的安全性，防止被竊取或篡改；而WebSocket透傳則指數據在不改變內容的情況下，通過WebSocket協議進行傳輸，通常涉及中間層或網關設備的數據格式轉換與傳遞

Air780E作為一款4G模組，支持WebSocket協議，并可通過Luatools等工具進行調試和固件管理。在Air780E上實現WebSocket加密通訊，通常需要使用SSL/TLS等加密協議來確保數據傳輸的安全性。

7、常見問題

websocket服務器的連接地址,格式為ws(或wss)://xxx開頭

websocket需要在任務中啟動,帶自動重連,支持心跳協議

websocket心跳包，建議180秒

注意串口發送過去的數據是字符格式，這里進行對比時注意echo的類型ifuart_rx_buff_data=='"echo"'

8、擴展

在WebSocket中，WS和WSS代表兩種不同的連接類型，它們分別具有以下特點：

8.1 WS（WebSocket）

含義：表示非安全的WebSocket連接，即沒有加密的WebSocket通信。

端口：默認情況下，WebSocket的WS協議使用80端口。

使用場景：適用于不需要數據加密的場景，或者在安全性要求不高的環境中使用。然而，對于敏感數據或需要保護通信內容的情況，WS可能不是最佳選擇。

8.2 WSS（WebSocketSecure）

含義：表示安全的WebSocket連接，即在TLS（傳輸層安全協議）之上的WebSocket通信。WSS相當于HTTPS在WebSocket中的應用，提供了數據加密和完整性驗證等安全功能。

端口：默認情況下，WSS協議使用443端口，這是大多數網站用于HTTPS通信的標準端口。

使用場景：適用于需要保護通信內容、防止數據竊取或篡改的場景。WSS是處理敏感數據或進行安全通信時的推薦選擇。

審核編輯 黃宇