[经验分享] 【平头哥RVB2601创意应用开发】动态加载MBRE 一种秒级精度的NTP快速实现代码

cqcqwind 2022-5-11 12:04 楼主

NTP是IOT MCU中常用的功能， RVB2601也提供了NTP的package供使用。由于SDK的完善性还存在一定问题，7.4.3的NTP和系统RTC模块之间的衔接会导致卡死之类的现象。

其实，由于2601开发板的RTC并没有自带电源，因此断电后， RTC无法保存时间。所以，这个RTC在使用中存在一定限制。同时SDK的一些缺陷也给NTP和GETTIME类的API带来了麻烦。因NTP的实际精度本来就受网络条件的影响，精度范围在几十ms到500ms之间（参见NTP精度的介绍），故此，对于日常应用（例如电子钟等）而言，一个秒级的时钟已经足够使用了。以下介绍一个秒级NTP的快速实现代码，供坛友参考。

通过CDK在工程文件中，加入ntp的package。

在NTP.C代码中，加入以下函数

int mbre_simple_ntp_proc(char *server, int32_t *totalSeconds)
{
    char               buf[BUFSIZE];
    size_t             nbytes;
    int                sockfd, maxfd1;
    struct sockaddr_in servaddr = {0,};
    fd_set             readfds;
    struct timeval     timeout, recvtv, tv, rcvtimeout = {3, 0};
    double             offset;

    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port   = htons(NTP_PORT);
	
	//MBRE初始化返回值,错误情况下totaoSeconds值为0
	if(!totalSeconds) return -1;
	*totalSeconds = 0;

    if (server == NULL) {
        //1.cn.pool.ntp.org is more reliable
        servaddr.sin_addr.s_addr = inet_host("ntp1.aliyun.com");
        LOGD(TAG, "ntp1.aliyun.com");
    } else {
        servaddr.sin_addr.s_addr = inet_host(server);
        LOGD(TAG, "%s", server);
    }

    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {
        LOGE(TAG, "socket error");
        return -1;
    }

    setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &rcvtimeout, sizeof(struct timeval));

    if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(struct sockaddr)) != 0) {
        LOGE(TAG, "connect error");
        close(sockfd);
        return -errno;
    }

    nbytes = BUFSIZE;

    if (get_ntp_packet(buf, &nbytes) != 0) {
        LOGE(TAG, "construct ntp request errorr");
        close(sockfd);
        return -1;
    }

    send(sockfd, buf, nbytes, 0);

    FD_ZERO(&readfds);
    FD_SET(sockfd, &readfds);
    maxfd1 = sockfd + 1;

    timeout.tv_sec  = TIMEOUT;
    timeout.tv_usec = 0;

    if (select(maxfd1, &readfds, NULL, NULL, &timeout) > 0) {
        if (FD_ISSET(sockfd, &readfds)) {
            if ((nbytes = recv(sockfd, buf, BUFSIZE, 0)) < 0) {
                LOGE(TAG, "recv error");
                close(sockfd);
                return -1;
            }
			
			if(nbytes < 43) return -1;

			//MBRE简单获取中国（8时区）的NTP秒数（自1900开始）
			{
				      unsigned long secsSince1900, u1, u2;
					  // convert four bytes starting at location 40 to a long integer
					  secsSince1900 = (unsigned long)buf[40] << 24;
					  secsSince1900 |= (unsigned long)buf[41] << 16;
					  secsSince1900 |= (unsigned long)buf[42] << 8;
					  secsSince1900 |= (unsigned long)buf[43];
					  //减去1900秒数起始；同时加上了8时区的秒数偏移
					  *totalSeconds = secsSince1900 - 2208988800UL + 8 * 3600UL;
					  
			}
        } else {
            LOGE(TAG, "select timeout");
            return -1;
        }
    } else {
        LOGE(TAG, "FD_ISSET");
        close(sockfd);
        return -1;
    }
    close(sockfd);
	
    return 0;
}

调用逻辑非常简单, 获取ntp时间后，记下获取点的机器毫秒数。后面使用起来就可直接计算了。这个和使用RTC的本质是一样的，但简单了很多。

//C文件中的引用处extern说明
extern int mbre_simple_ntp_proc(char *server, int32_t *totalSeconds);


...

int32_t   totalSeconds     = 0;
int32_t   startMicroSecs   = 0;

int       rtn;

//调用函数，返回成功后，totalSeconds存放的是自1900年起的秒数值
rtn = mbre_simple_ntp_proc("ntp1.aliyun.com", &totalSeconds);

//记下获取ntp的毫秒时间
startMicroSecs = csi_tick_get_ms();

if(0 == rtn)  printf("从1900年起算的秒数 = %d\r\n", totalSeconds);
else          printf("NTP失败，错误码 %d\r\n", rtn);

...
//在任何需要获取当前时间的地方， 只需要根据当前系统ms数，计算出与获取ntp的偏移即可得到有效秒数

int32_t currentMicroSecs = csi_tick_get_ms(); 

int32_t currentSecsSince1900 = totalSeconds  +  (currentMicroSecs  - startMicroSecs)/1000;

以下给出arduino使用的time库里头的相关处理代码，很容易计算得到年，月，日，小时，分钟等数据

typedef struct  { 
  uint8_t Second; 
  uint8_t Minute; 
  uint8_t Hour; 
  uint8_t Wday;   // day of week, sunday is day 1
  uint8_t Day;
  uint8_t Month; 
  uint8_t Year;   // offset from 1970; 
} 	tmElements_t, TimeElements, *tmElementsPtr_t;


/* 从系统时间转换为年、月、日、时、分、秒的实际代码 */

// 润年润月计算
#define LEAP_YEAR(Y)     ( ((1970+(Y))>0) && !((1970+(Y))%4) && ( ((1970+(Y))%100) || !((1970+(Y))%400) ) )

static  const uint8_t monthDays[]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}; // API starts months from 1, this array starts from 0


void breakTime(time_t timeInput, tmElements_t &tm){
// break the given time_t into time components
// this is a more compact version of the C library localtime function
// note that year is offset from 1970 !!!

  uint8_t year;
  uint8_t month, monthLength;
  uint32_t time;
  unsigned long days;

  time = (uint32_t)timeInput;
  tm.Second = time % 60;
  time /= 60; // now it is minutes
  tm.Minute = time % 60;
  time /= 60; // now it is hours
  tm.Hour = time % 24;
  time /= 24; // now it is days
  tm.Wday = ((time + 4) % 7) + 1;  // Sunday is day 1 
  
  year = 0;  
  days = 0;
  while((unsigned)(days += (LEAP_YEAR(year) ? 366 : 365)) <= time) {
    year++;
  }
  tm.Year = year; // year is offset from 1970 
  
  days -= LEAP_YEAR(year) ? 366 : 365;
  time  -= days; // now it is days in this year, starting at 0
  
  days=0;
  month=0;
  monthLength=0;
  for (month=0; month<12; month++) {
    if (month==1) { // february
      if (LEAP_YEAR(year)) {
        monthLength=29;
      } else {
        monthLength=28;
      }
    } else {
      monthLength = monthDays[month];
    }
    
    if (time >= monthLength) {
      time -= monthLength;
    } else {
        break;
    }
  }
  tm.Month = month + 1;  // jan is month 1  
  tm.Day = time + 1;     // day of month
}

在arduino的相关库中，提供了很多对时间操作，以及其他功能性开发的方便的现成库，如果铁头哥系列能够像国内IOT MCU其他家（如乐x）一样，提供arduino的适配库，那对于IOT APP开发将是一个非常重要的助力，毕竟如果只是简单连接传感器的话，很多芯片就足够了。国内IOT MCU的明显优势就是更强的FLASH和RAM，在IOT这个应用为王的领域，有相对成熟扩展支撑，想必会对整个阿里MCU生态起到积极的推进作用。

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沙发 lugl4313820

确实，IOT，现在百花齐放，最近发现他家好多都是开源的

玄铁开源E906开源信息：
https://github.com/T-head-Semi/opene906?spm=a2cl5.25269445.0.0.5da5180fmPCxYb

YoC开源：
https://github.com/T-head-Semi/open-yoc?spm=a2cl5.25269445.0.0.5da5180fmPCxYb

玄铁工具链开源：
https://github.com/T-head-Semi/xuantie-gnu-toolchain?spm=a2cl5.25269445.0.0.5da5180fmPCxYb

点赞 2022-5-11 18:47

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