【iOS与EV3混合机器人编程系列之五】iOS_WiFi_EV3_Library 剖析之连接EV3

songrotek

在上一篇文章中，我们讲解了如何用开源代码库CocoaAsyncSocket来实现iOS上的UDP和TCP数据通信。那么在本文中，我们将介绍在CocoaAsyncSocket的基础如何使用UDP和TCP连接EV3的机制。

之所以我们能够通过无线连接EV3，根本原因在于EV3的源代码内建了一套无线连接通信的机制。

这套机制是这样的：

1）EV3在连接到无线网络后，就不断地从3015端口发送UDP数据，数据的格式如下:

1. Serial-Number: 0016533f0c1e
   
2. Port: 5555
   
3. Name: EV3
   
4. Protocol: EV3

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从这个UDP数据中，我们可以获取其ip地址，设备序列号两个重要数据。

2）拥有了ip地址，我们就可以建立TCP连接连接到EV3，端口为5555

3）在连接上TCP后，我们就可以向EV3发送数据了，我们必须先发送一个解锁信息获取控制EV3的权限才能实现对EV3的有效控制，解锁信息格式为：

GET /target?sn=SERIAL_NUMBER VMTP1.0 Protocol: EV3

sn=对应设备的序列号，就是我们从UDP信息中获取的序列号

4）解锁信息发送成功后，EV3会返回一条信息：”Accept:EV340”。如果我们收到了这条信息，就意味着我们已经解锁成功，现在我们就可以发送特定的EV3命令来控制EV3了！！

连接EV3的奥秘就是上面这么几句话了。恭喜你，你已经知道Secret了！那么现在我们要通过具体的程序来实现它。

在代码库中我们建立了一个类EV3WifiManager来管理EV3的连接和数据传输功能，并建立了EV3WifiBrowserViewController的视图控制器来作为EV3连接管理的界面。

为了更好地存储管理EV3设备数据，我们还建立了EV3Device来存储EV3的信息。

关于界面的设计本文就不谈了，仅谈谈实现连接的核心代码。

== Step 1：连接UDP并接收数据 ==

连接方法我们在上一篇文章已经讲了，本文不再谈。

现在主要说明一下数据处理部分：

1. - (void)udpSocket:(GCDAsyncUdpSocket *)sock didReceiveData:(NSData *)data
   
2.       fromAddress:(NSData *)address
   
3. withFilterContext:(id)filterContext
   
4. {
   
5.         // 1
   
6.         NSString *msg = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
   
7.         if (msg)
   
8.         {
   
9.         // 2
   
10.         NSString *serialNumber = [msg substringWithRange:NSMakeRange(14, 12)];
    
11.         
    
12.         NSString *host = [GCDAsyncUdpSocket hostFromAddress:address];
    
13.         
    
14.         EV3Device *device = [self.devices objectForKey:host];
    
15. 
    
16.         if (!device && host.length < 20) {
    
17.             
    
18. // 3
    
19.             EV3Device *aDevice = [[EV3Device alloc] initWithSerialNumber:serialNumber address:host tag:self.devices.count isConnected:NO];
    
20.             
    
21.             
    
22.             
    
23.             // 4
    
24.             dispatch_queue_t tcpSocketQueue = dispatch_queue_create("com.manmanlai.tcpSocketQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
25.             GCDAsyncSocket *tcpSocket = [[GCDAsyncSocket alloc] initWithDelegate:self delegateQueue:tcpSocketQueue];
    
26.             
    
27.             aDevice.tcpSocket = tcpSocket;
    
28.             
    
29.             
    
30.             [self.devices setObject:aDevice forKey:aDevice.address];
    
31.             
    
32.             
    
33.             
    
34.             if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(updateView)]) {
    
35.                 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
    
36.                     [self.delegate updateView];
    
37.                 });
    
38.             }
    
39.         }
    
40.         
    
41.         }
    
42.         else
    
43.         {
    
44.         NSLog(@"Error converting received data into UTF-8 String");
    
45.         }
    
46.         // 5
    
47.         [self.udpSocket sendData:data toAddress:address withTimeout:-1 tag:0];
    
48. }
    

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1、将获取的转化为字符串

2、通过截取字符串来获取EV3设备的序列号，并通过hostFromAddress:获取特定连接的名称（每一个连接都有一个host名称）作为EV3设备的key来存储EV3的信息。

3、新建一个EV3Device实例来存储设备信息

4、新建一个TCP socket用于连接EV3。

5、将原UDP数据返回给EV3。（这一步省略也没有关系）

== 连接TCP并解锁 ==

TCP的连接这里不讲，不清楚的童鞋还请看上一篇文章。

在实现中，我们在界面上显示了ip地址，点击后开始连接。

一旦连接成功，我们就立即发送解锁数据，并立即接收数据。代码如下：

1. - (void)connectTCPSocketWithDevice:(EV3Device *)device
   
2. {
   
3.    
   
4.     GCDAsyncSocket *tcpSocket = device.tcpSocket;
   
5.     // connnect
   
6.     NSError *error = nil;
   
7.     if (![tcpSocket connectToHost:device.address
   
8.                                 onPort:5555
   
9.                                  error:&error])
   
10.     {
    
11.         NSLog(@"Error connecting: %@", error);
    
12.         
    
13.     } else {
    
14.         NSLog(@"Connected");
    
15.         // write data
    
16.         NSLog(@"writing...");
    
17.         NSString *unlockMsg = [NSString stringWithFormat:@"GET /target?sn=%@ VMTP1.0 Protocol: EV3",device.serialNumber];
    
18.         NSData *unlockData = [unlockMsg dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    
19.         [tcpSocket writeData:unlockData withTimeout:-1 tag:MESSAGE_UNLOCK];
    
20.         
    
21.         [tcpSocket readDataWithTimeout:-1 tag:MESSAGE_UNLOCK];
    
22.         
    
23.     }
    
24.    
    
25.    
    
26. }
    

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读取到数据后，我们就着手进行数据处理，由于这个代码库要支持多机连接，因此我们在每个EV3Device中处理数据。这里大家要注意就是我们从EV3那边接收的任何数据包含端口数据这是在这里进行处理。

1. - (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag
   
2. {
   
3.     NSString *host = sock.connectedHost;
   
4.     EV3Device *device = [self.devices objectForKey:host];
   
5.    
   
6.     [device handleReceivedData:data withTag:tag];        
   
7. }
   

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这里我们只看处理解锁数据的过程：

1. case MESSAGE_UNLOCK:
   
2.         {
   
3.             NSString *httpResponse = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
   
4.             NSString *response =[httpResponse substringToIndex:12];
   
5.             if ([response isEqualToString:@"Accept:EV340"]) {
   
6.                 self.isConnected = YES;
   
7.                 NSLog(@"ev3 connected");
   
8.                
   
9.                 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
   
10.                     [self scanPorts];
    
11.                     [[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:EV3DeviceConnectedNotification object:self];
    
12.                 });
    
13.             }
    
14.                 break;
    
15.         }
    

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需要注意的是我们发送的每一条数据都有特定的标签以便于区分。对于解锁数据的信息，其对应的标签是MESSAGE_UNLOCK。代码方面需要说明的不是很多，核心就是判断接收到的信息是不是Accept:EV340，其余的代码就是直接发送命令让EV3返回端口数据并且发送notification让界面更新。只要接收到了信息，那么我们就已经成功连接并且可以控制EV3了。

需要说明的是有一些情况局域网中无法发送TCP数据，导致虽然连接上了TCP，但无法发送解锁信息。一般我都是用Android手机做热点。iPhone热点连接问题确实值得大家一起好好研究！

OK，那么大家可以看到，连接EV3并不是一件非常困难的事。只要通过上面几步，我们就能做到。

在下一篇文章中，我们讲介绍如何给EV3发送命令，如何创建命令。敬请期待！

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