自定义tcp协议用于wifi传输数据keil5，要有包头 +长度+ 自己数据 + 校验位+包尾。包头为FEFF包尾为EFFE，写出一个函数传数据的时候方便调用

<think>嗯，用户想让我帮他设计一个自定义的TCP协议用于WiFi数据传输，用Keil5开发。协议结构要有包头、长度、数据、校验位和包尾，包头是FEFF，包尾是EFFE。还要写一个方便调用的发送函数。 首先，我需要确认协议的具体结构。用户提到的顺序是包头、长度、数据、校验位、包尾。不过通常校验位可能在数据之后，包尾之前，这样接收方可以先校验数据再处理包尾。但用户这里要求的是包头之后是长度，然后是数据，接着是校验位，最后包尾。需要按照用户的要求来，顺序不能错。 接下来，包头是FEFF，这两个字节，包尾是EFFE，也是两个字节。长度字段应该是指数据部分的长度，用多少字节表示呢？通常可能是2字节，这样最大长度是65535，但如果是嵌入式系统，可能数据不会太大，1字节可能够用。不过用户没指定，这里可能需要假设，或者用2字节比较稳妥。比如用uint16_t类型。 校验位的计算方式，用户没说明，常用的有累加和、CRC等。这里可能需要选择一种简单的方式，比如累加和或者异或校验。这里可能需要用累加和，计算简单，适合嵌入式环境。 然后，函数需要方便调用，可能参数是数据缓冲区和长度，函数内部负责组包，计算校验，然后通过TCP发送。假设用户已经有发送数据的底层函数，比如send_tcp_data()，需要在这个函数里调用。 需要考虑数据缓冲区的大小，加上包头、长度、校验、包尾后的总长度。比如数据长度是data_len，那么整个包的长度是2（包头） + 2（长度） + data_len + 1（校验，假设用1字节） + 2（包尾）= data_len +7 字节。需要注意内存分配，避免溢出。 在Keil5环境下，可能使用C语言，所以函数需要传入数据指针和长度，返回是否成功。校验的计算要在函数内部完成，比如遍历数据区累加，然后取低8位作为校验字节。 另外，字节序的问题，长度字段是2字节，需要考虑是大端还是小端。网络传输通常是大端，但如果是内部传输，可能根据实际情况。这里可能需要用大端，或者由用户自己处理。不过用户可能希望长度字段直接以字节形式存储，比如将uint16_t的长度拆分为两个字节，高位在前还是低位在前。可能需要明确说明，这里假设使用大端模式，即高位字节在前。 所以，整个包的构造流程是： 1. 包头 FE FF 2. 长度字段（2字节，大端） 3. 数据部分 4. 校验位（1字节，累加和） 5. 包尾 EF FE 然后，函数的大致步骤： - 计算总包长度，分配内存或使用静态数组（需要注意数据长度是否超过限制） - 填入包头 - 填入长度（转换为大端） - 复制数据 - 计算校验 - 填入校验 - 填入包尾 - 调用发送函数发送整个缓冲区 需要考虑内存管理，比如使用动态分配或者静态数组。在嵌入式系统中，可能更倾向于静态数组，避免动态内存分配的问题。所以可能需要定义一个最大包长度，如果用户的数据超过这个长度，则返回错误。 例如，定义MAX_PACKET_SIZE为某个值，比如1024，那么整个包的最大长度是MAX_PACKET_SIZE +7。如果用户的数据长度超过MAX_PACKET_SIZE，则无法处理。 校验的计算：遍历数据部分的每个字节，累加，然后取低8位作为校验值。或者用异或方式。这里需要明确说明，假设使用累加和校验。 然后，编写函数，比如： int send_custom_tcp_packet(const uint8_t *data, uint16_t data_len) { // 检查数据长度是否合法 if (data_len > MAX_DATA_LEN) { return -1; } // 计算总包长 uint16_t total_len = 2 + 2 + data_len + 1 + 2; uint8_t packet[total_len]; // 填入包头 packet[0] = 0xFE; packet[1] = 0xFF; // 填入长度（大端） packet[2] = (data_len >> 8) & 0xFF; packet[3] = data_len & 0xFF; // 复制数据 memcpy(&packet[4], data, data_len); // 计算校验 uint8_t checksum = 0; for (int i=0; i<data_len; i++) { checksum += data[i]; } packet[4 + data_len] = checksum; // 包尾 packet[4 + data_len +1] = 0xEF; packet[4 + data_len +2] = 0xFE; // 发送数据 return send_tcp_data(packet, total_len); } 但需要考虑在Keil环境下可能不支持动态数组（比如C89标准），所以需要用静态数组或者全局缓冲区。或者使用malloc，但在嵌入式系统中可能不推荐。因此可能需要预先定义一个大缓冲区，比如： #define MAX_PACKET_SIZE 1024 static uint8_t packet_buffer[MAX_PACKET_SIZE + 7]; // 包头2 + 长度2 + 数据 + 校验1 + 包尾2 然后函数中填充这个缓冲区。 另外，函数需要处理数据长度是否超过MAX_PACKET_SIZE的限制。 另外，校验是否需要包含包头、长度等部分？用户的需求是“自己数据”后面加校验位，可能只校验数据部分？或者整个包的某部分？需要明确。根据用户描述，校验位是在自己数据之后，可能校验位是校验数据部分，所以只计算数据部分的校验。但可能用户希望校验整个包中除了包头、包尾和校验本身的部分，即长度+数据。或者需要确认。比如，用户的结构是： 包头（2） + 长度（2） + 数据（N） + 校验（1） + 包尾（2） 那么校验可能是指校验长度和数据部分。所以校验计算应包含长度字段和数据字段。 需要用户明确，但用户没有说明。可能需要根据常规做法，比如校验数据部分，或者包括长度字段。假设用户希望校验数据部分，那么校验只计算数据部分；或者可能希望校验长度和数据，因为这两部分是可变的内容。例如，如果长度字段出错，也会影响解包，所以校验应该包括长度和数据。 例如，计算校验时，将长度字段和数据字段一起计算。因为长度字段是2字节，数据是N字节，校验是这2+N字节的和。 所以，在代码中，校验计算应该包括长度和数据： // 计算校验 uint8_t checksum = 0; // 长度字段的两个字节 checksum += (data_len >> 8) & 0xFF; checksum += data_len & 0xFF; // 数据部分 for (int i=0; i<data_len; i++) { checksum += data[i]; } 这样校验覆盖了长度和数据，更可靠。但用户的需求描述是“自己数据 + 校验位”，可能校验位仅针对数据部分。但需要用户澄清，这里可能需要按照用户给出的结构顺序，即包头之后是长度，然后是数据，然后是校验位。所以校验位可能仅校验数据部分。或者可能校验包头之后到校验位之前的所有内容？需要明确。 如果用户的结构是：包头、长度、数据、校验位、包尾，那么校验位可能校验的是长度和数据。因为包头和包尾是固定的，可能不需要校验。而长度和数据是可变的内容，需要校验是否正确。 因此，正确的做法是校验长度和数据部分。这样接收方在解包时，会检查校验是否正确，以确保长度和数据没有被篡改或传输错误。 因此，校验的计算应包括长度字段和数据字段。所以上面的代码中的校验计算应该包括这两部分。 那需要修改校验的计算部分： // 计算校验（包括长度和数据） uint8_t checksum = 0; // 处理长度字段的两个字节 checksum += (data_len >> 8) & 0xFF; // 高字节 checksum += data_len & 0xFF; // 低字节 // 处理数据部分 for (int i=0; i<data_len; i++) { checksum += data[i]; } 这样，校验和覆盖了长度和数据，这样更合理。 接下来，包尾是EFFE，即0xEF和0xFE两个字节。 然后，函数需要将整个包发送出去。假设用户已经实现了send_tcp_data函数，该函数接受缓冲区指针和长度，并返回发送结果。 另外，在嵌入式系统中，可能需要注意数据对齐和内存访问的问题，比如将数据拷贝到缓冲区时是否正确。 此外，关于长度字段的字节序，如果系统是小端模式，而网络传输通常是大端，可能需要将长度转换为大端序。但如果在同一系统中，可能不需要转换，但如果是跨平台，则需要。此处假设用户的应用场景是在同一系统中，所以可能不需要转换，但根据常规做法，网络传输使用大端，所以长度字段应该以大端方式存储，即高位在前。 因此，在代码中，长度字段的处理是正确的：高字节在前，低字节在后。 现在，将这些整合成一个函数，考虑使用静态缓冲区，避免动态内存分配： #define MAX_DATA_LEN 1024 // 最大数据长度 int send_custom_packet(const uint8_t *data, uint16_t data_len) { // 检查数据长度是否合法 if (data_len > MAX_DATA_LEN) { return -1; // 错误：数据过长 } // 计算总包长：2(包头) + 2(长度) + data_len + 1(校验) + 2(包尾) = data_len +7 uint16_t total_packet_len = data_len + 7; static uint8_t packet_buffer[MAX_DATA_LEN + 7]; // 静态缓冲区 // 填入包头 FE FF packet_buffer[0] = 0xFE; packet_buffer[1] = 0xFF; // 填入长度（大端） packet_buffer[2] = (uint8_t)((data_len >> 8) & 0xFF); // 高字节 packet_buffer[3] = (uint8_t)(data_len & 0xFF); // 低字节 // 复制数据 memcpy(&packet_buffer[4], data, data_len); // 计算校验（长度+数据） uint8_t checksum = 0; checksum += packet_buffer[2]; // 长度高字节 checksum += packet_buffer[3]; // 长度低字节 for (int i=0; i<data_len; i++) { checksum += data[i]; } packet_buffer[4 + data_len] = checksum; // 填入包尾 EF FE packet_buffer[4 + data_len +1] = 0xEF; packet_buffer[4 + data_len +2] = 0xFE; // 调用底层发送函数 return send_tcp_data(packet_buffer, total_packet_len); } 这个函数中，使用静态缓冲区，每次调用都会覆盖之前的内容，但在单线程环境下是安全的。如果需要在多线程或中断环境下使用，可能需要加锁或使用其他方式，但嵌入式系统中可能简单处理。 另外，校验的计算方式可能要根据用户的需求调整，比如是否需要使用CRC8或者其他算法，但用户没有说明，所以用累加和比较合理。 最后，函数返回send_tcp_data的结果，假设send_tcp_data返回发送是否成功，比如0成功，负数失败。 用户可能需要根据自己的实际情况调整MAX_DATA_LEN的值，以及底层发送函数的具体实现。 此外，接收方的解析函数也需要对应处理，按照同样的协议结构解包，校验等。</think>以下是一个基于Keil5环境的自定义TCP协议封装函数实现，采用C语言编写，包含包头校验、长度标识、数据封装、校验位和包尾结构： ```c #include <string.h> // 定义协议相关参数 #define MAX_DATA_LEN 1024 // 用户数据最大长度 #define HEADER_HIGH 0xFE // 包头高位 #define HEADER_LOW 0xFF // 包头低位 #define FOOTER_HIGH 0xEF // 包尾高位 #define FOOTER_LOW 0xFE // 包尾低位 /* 自定义协议发送函数 * param *data: 用户数据缓冲区 * param data_len: 用户数据长度(0~MAX_DATA_LEN) * return: 成功返回1，失败返回0 */ uint8_t Send_Custom_Packet(uint8_t *data, uint16_t data_len) { // 合法性检查 if(data_len > MAX_DATA_LEN) return 0; // 构建完整数据包 static uint8_t packet[MAX_DATA_LEN + 7]; // 总长度=包头2+长度2+数据+校验1+包尾2 uint16_t index = 0; // 添加包头 packet[index++] = HEADER_HIGH; packet[index++] = HEADER_LOW; // 添加数据长度（大端格式） packet[index++] = (uint8_t)((data_len >> 8) & 0xFF); // 长度高字节 packet[index++] = (uint8_t)(data_len & 0xFF); // 长度低字节 // 添加用户数据 memcpy(&packet[index], data, data_len); index += data_len; // 计算校验和（长度字段+数据字段的累加和） uint8_t checksum = 0; for(uint16_t i=2; i<index; i++) { // 从长度字段开始计算 checksum += packet[i]; } packet[index++] = checksum; // 添加包尾 packet[index++] = FOOTER_HIGH; packet[index++] = FOOTER_LOW; // 调用底层TCP发送函数（需自行实现） return Send_TCP_Data(packet, index); } /* 示例底层发送函数（需要根据实际硬件实现） */ uint8_t Send_TCP_Data(uint8_t *packet, uint16_t length) { // 这里添加具体的网络发送实现 // 例如通过WiFi模块发送数据 // 返回1表示成功，0表示失败 return 1; } ``` ### 协议结构说明： ``` | 2字节包头 | 2字节长度 | N字节数据 | 1字节校验 | 2字节包尾 | |-----------|-----------|-----------|-----------|-----------| | 0xFEFF | 数据长度 | 用户数据 | 累加和校验 | 0xEFFE | ``` ### 函数特性： 1. **数据封装**：自动组合包头、长度字段、用户数据、校验位和包尾 2. **大端格式**：长度字段采用网络字节序（大端模式） 3. **校验机制**：校验位包含长度字段和数据字段的累加和校验 4. **缓冲区安全**：使用静态缓冲区防止内存碎片，限制最大数据长度 5. **兼容性**：适用于STM32等嵌入式平台，可直接在Keil5中编译 ### 使用示例： ```c uint8_t test_data[] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04}; Send_Custom_Packet(test_data, sizeof(test_data)); ``` ### 接收端建议： 1. 通过状态机解析数据包 2. 校验包头/包尾完整性 3. 验证长度字段与数据实际长度的匹配性 4. 校验和验证确保数据完整性 5. 建议添加超时机制防止半包问题 需要根据具体硬件平台实现`Send_TCP_Data`函数，并注意网络字节序与平台字节序的转换。