以太网通信

概述

YFAir8000 通过外挂 CH390H 以太网芯片实现百兆网口。本例程演示 CH390H 的 SPI 驱动初始化、DHCP 获取 IP，以及通过 MQTT 验证网络通信。

技术栈

运行环境：LuatOS（合宙 Air8000W 模组）
以太网芯片：CH390H（SPI1, CS=GPIO12, IRQ=GPIO21）
验证方式：MQTT 连接阿里云 IoT 平台

程序流程

Main()
  │
  ├─ Task1: 以太网初始化
  │    ├─ gpio.setup(153, 0)            → 初始化
  │    ├─ sys.wait(6000)                 → 等待硬件就绪
  │    ├─ spi.setup(1, ...)             → SPI1 25600000
  │    ├─ netdrv.setup(LWIP_ETH, CH390) → 挂载 CH390H
  │    └─ netdrv.dhcp(LWIP_ETH, true)   → DHCP 获取 IP
  │
  ├─ Task2: MQTT 连接
  │    ├─ sys.waitUntil("IP_READY")     → 等待 IP 就绪
  │    ├─ mqtt.create(LWIP_ETH, ...)    → 绑定以太网
  │    └─ 断线恢复（4阶段）              → 重连→网络检查→DHCP→最终尝试
  │
  └─ Task3: 定时上报（每5秒）

项目结构

以太网上传阿里云/
└── main.lua        # 以太网 + MQTT 上阿里云（单文件）

核心代码详解

1. CH390H SPI 初始化

-- SPI1 配置：模式0, 8bit, 25.6MHz
local result = spi.setup(1, nil, 0, 0, 8, 25600000)
if result ~= 0 then
    log.info("main", "网口SPI打开错误", result)
    return
end

-- 挂载 CH390H 以太网控制器
netdrv.setup(socket.LWIP_ETH, netdrv.CH390, {
    spi = 1,     -- SPI1
    cs = 12,     -- 片选 GPIO12
    irq = 21     -- 中断 GPIO21
})

-- 启动 DHCP
netdrv.dhcp(socket.LWIP_ETH, true)

2. 等待网络就绪

sys.waitUntil("IP_READY")
log.info("以太网 IP:", netdrv.ipv4(socket.LWIP_ETH))

3. MQTT 绑定以太网适配器

mqttc = mqtt.create(socket.LWIP_ETH, mqtt_host, mqtt_port, false)
mqttc:auth(client_id, user_name, password)
mqttc:keepalive(120)
mqttc:autoreconn(true, 10000)
mqttc:connect()

4. 断线四阶段恢复

-- disconnect 事件处理
-- 阶段1: 直接重连
if mqtt_client:connect() then return end

-- 阶段2: 网络状态检查（3次 × 5秒）
while retry_count < 3 do
    local ip = netdrv.ipv4(socket.LWIP_ETH)
    if ip and ip ~= "0.0.0.0" then
        mqtt_client:connect()
    end
    retry_count = retry_count + 1
    sys.wait(5000)
end

-- 阶段3: 重启DHCP（最多30秒）
netdrv.dhcp(socket.LWIP_ETH, true)
sys.waitUntil("IP_READY", 30000)

-- 阶段4: 最终尝试
mqtt_client:connect()

全部代码

main.lua
PROJECT = "CH390H"
VERSION = "1.0.0"

sys = require("sys")
sysplus = require("sysplus")

local ProductKey = "YOUR_PRODUCT_KEY"
local DeviceName = "YOUR_DEVICE_NAME"
local mqtt_host = "YOUR_MQTT_HOST"
local mqtt_port = 1883
local client_id = ProductKey .. "." .. DeviceName .. "|securemode=2,signmethod=hmacsha256,timestamp=xxx|"
local user_name = DeviceName .. "&" .. ProductKey
local password = "YOUR_HMAC_SHA256_PASSWORD"

local pub_topic = "/sys/" .. ProductKey .. "/" .. DeviceName .. "/thing/event/property/post"
local sub_topic = "/sys/" .. ProductKey .. "/" .. DeviceName .. "/thing/event/property/post_reply"
local mqttc = nil

-- ============================================================
-- Task1: 以太网 CH390H 初始化
-- ============================================================
sys.taskInit(function()
    gpio.setup(153, 0, gpio.PULLUP)
    sys.wait(6000)

    local result = spi.setup(1, nil, 0, 0, 8, 25600000)
    log.info("main", "SPI open", result)
    if result ~= 0 then
        log.info("main", "网口SPI打开错误", result)
        return
    end

    netdrv.setup(socket.LWIP_ETH, netdrv.CH390, {
        spi = 1, cs = 12, irq = 21
    })
    netdrv.dhcp(socket.LWIP_ETH, true)
end)

-- ============================================================
-- Task2: MQTT 连接与事件处理
-- ============================================================
sys.taskInit(function()
    sys.waitUntil("IP_READY")
    sys.wait(6000)

    log.info("MQTT", "开始连接MQTT服务器：" .. mqtt_host .. ":" .. mqtt_port)
    mqttc = mqtt.create(socket.LWIP_ETH, mqtt_host, mqtt_port, false)
    mqttc:auth(client_id, user_name, password)
    mqttc:keepalive(120)
    mqttc:autoreconn(true, 10000)

    mqttc:on(function(mqtt_client, event, data, payload)
        if event == "conack" then
            log.info("服务器鉴权完成,mqtt连接已经建立")
            sys.publish("mqtt_conack")
            mqtt_client:subscribe({ [sub_topic] = 1 })
        elseif event == "recv" then
            if data == sub_topic then
                local payload = json.decode(payload)
                if payload.code == 200 then
                    log.info("MQTT", "云端确认数据发送成功")
                else
                    log.warn("MQTT", "云端处理失败", payload.message)
                end
            end
        elseif event == "disconnect" then
            log.warn("MQTT", "断开连接，开始检测网络恢复...")

            -- 阶段1: 直接重连
            if mqtt_client:connect() then
                log.info("MQTT", "直接重连成功")
                return
            end

            -- 阶段2: 检查网络状态（3次，每次5秒）
            local retry_count = 0
            while retry_count < 3 do
                local ip, mask, gw = netdrv.ipv4(socket.LWIP_ETH)
                if ip and ip ~= "0.0.0.0" then
                    log.info("MQTT", "网络已恢复，重新连接MQTT...")
                    if mqtt_client:connect() then return end
                end
                retry_count = retry_count + 1
                sys.wait(5000)
            end

            -- 阶段3: 重启DHCP（最多30秒）
            log.error("MQTT", "网络未恢复，尝试重启DHCP...")
            netdrv.dhcp(socket.LWIP_ETH, true)
            local success = sys.waitUntil("IP_READY", 30000)
            if not success then
                log.error("MQTT", "DHCP 超时，放弃恢复")
                return
            end

            -- 阶段4: 最终尝试
            if mqtt_client:connect() then
                log.info("MQTT", "网络恢复后MQTT连接成功")
            else
                log.error("MQTT", "最终MQTT连接失败")
            end

        elseif event == "puback" then
            log.info("MQTT", "消息确认成功，包ID：" .. data)
        end
    end)

    mqttc:connect()
    sys.waitUntil("mqtt_conack")
end)

-- 生成上报数据
local function generateRandomData()
    local CurrentTemperature = math.random(15, 35) + math.random(1, 9) / 10
    local CurrentHumidity = math.random(30, 70) + math.random(1, 9) / 10
    log.info("MQTT", "发布数据",
        "温度：" .. string.format("%.1f", CurrentTemperature) .. "℃，湿度：" ..
        string.format("%.1f", CurrentHumidity) .. "%RH")
    return {
        id = "123", version = "1.0",
        method = "thing.event.property.post",
        params = {
            CurrentTemperature = CurrentTemperature,
            CurrentHumidity = CurrentHumidity
        }
    }
end

-- ============================================================
-- Task3: 定时数据上报
-- ============================================================
sys.taskInit(function()
    sys.waitUntil("mqtt_conack")
    sys.wait(3000)
    while true do
        sys.wait(5000)
        if mqttc and mqttc:ready() then
            local payload = generateRandomData()
            mqttc:publish(pub_topic, json.encode(payload), 1)
        else
            log.warn("MQTT", "当前MQTT连接不可用，跳过本次发送")
        end
    end
end)

sys.run()

关键技术点

技术点	API	说明
SPI 初始化	`spi.setup(1, nil, 0, 0, 8, 25600000)`	SPI1, 模式0, 25.6MHz
CH390H 挂载	`netdrv.setup(LWIP_ETH, netdrv.CH390, {...})`	片选 GPIO12, 中断 GPIO21
DHCP	`netdrv.dhcp(LWIP_ETH, true)`	自动获取 IP
查询 IP	`netdrv.ipv4(socket.LWIP_ETH)`	获取 IPv4 地址/掩码/网关
等待 IP	`sys.waitUntil("IP_READY")`	DHCP 成功获取 IP
MQTT 绑定	`mqtt.create(socket.LWIP_ETH, ...)`	MQTT 走以太网通道
断线恢复	四阶段：重连→网络检查→DHCP→最终尝试	逐级降级恢复策略

概述​

程序流程​

项目结构​

核心代码详解​

1. CH390H SPI 初始化​

2. 等待网络就绪​

3. MQTT 绑定以太网适配器​

4. 断线四阶段恢复​

全部代码​

关键技术点​

概述

程序流程

项目结构

核心代码详解

1. CH390H SPI 初始化

2. 等待网络就绪

3. MQTT 绑定以太网适配器

4. 断线四阶段恢复

全部代码

关键技术点