MATLAB Appdesigner实用技巧（二）：MATLAB App建立TCP服务端和下位机通信

大大源码 • 2023年4月30日 pm10:36 • 未分类

1. MATLAB App建立TCP服务端和下位机通信

在数据传输上方式上，笔者选择了使用ESP8266进行通信。ESP8266模块作为AP，TCP客户端模式；电脑作为TCP服务端。在MATLAB中，“tcpserver”函数可以建立一个TCP服务端。查询”tcpserver“函数的基础使用用法为：

ts = tcpserver(address,port);

其中，“address”为TC服务器的地址，“port”为端口号。使用上述基础语法，我们就可以在电脑上创建一个TCP服务器和下位机通信了。接下来，我将详细介绍如何在App中使用TCPserver和下位机进行通信。

1.1 查看电脑端IP地址

1.按照下图所示的点击顺序，点击模块热点的“属性”。

在这里插入图片描述

2.弹出如下窗口：

在这里插入图片描述

找到属性中的“IPv4地址”，这个就是模块分配给电脑的IP地址了。在我的组网中，我的电脑被分配的地址为192.168.4.2。

1.2 在MATLAB中创建TCPserver变量

1.在MATLAB脚本中输入如下代码：

address = '192.168.4.2';
port = 8080;
ts = tcpserver(address,port);

注意，“address”为字符串变量，而“port”为double类型变量。

P.S.关于对应的下位机代码部分，笔者将会在硬件相关的章节（待更新）详细介绍。在这里，我做一个简要的解释：在驱动ESP8266的代码中，我将该模块设置为向远端IP地址为“192.168.4.2”，端口号为“8080”的TCP服务器发起连接。相关代码如下：

uint8_t AT_START[] = "AT+CIPSTART=\"TCP\",\"192.168.4.2\",8080\r\n";//建立TCP连接

#define ATSTART HAL_UART_Transmit(&huart3, (uint8_t *)AT_START, sizeof(AT_START), 0xFFFF) //发送建立TCP连接命令

回到MATLAB脚本中来。运行建立TCP服务端的代码，我们就可以创建一个TCPserver变量。在工作区双击打开“ts”变量：

在这里插入图片描述

可以看到TCPserver变量所具有的属性。当有TCPClient接入时，”Connected“属性会显示为接入的Client的数量，未有Client接入则为零。

2.注意上图中的“NumBytesAvailable”属性，这一属性代表当前通信状态下的数据字节数。在下一小节中，该属性将作为标准判断是否可以读取数据。

1.3 配置数据读取模式并编写回调函数

1.在下位机的代码中，我将数据发送的格式设置为每包数据末尾添加“\r\n”字符。那么在MATLAB上位机端，我们就需要设置TCPserver在遇到这两个字符后开始读取并处理数据。在创建好了TCP服务端后，添加如下代码：

configureTerminator(ts,"CR/LF");

这段代码的作用是将回调函数触发条件设置为“Terminator”，通俗来说就是读到特定字符时触发回调函数。另外还有一种方式，是在串口中数据量到达固定字节后触发串口回调函数。在这里，我们只详细介绍“Terminator”方式。

2.设置好后，我们就需要编写相应的回调函数了。在上面的代码下面添加如下代码：

configureCallback(ts,"terminator",Receive_Callback);

这段代码的作用是，当读到terminator设置的字符后，程序进入回调函数。所以在这时，我们还需要添加相应的回调函数：

function Receive_Callback(ts,~)
    TCPBytesAvailable = get(ts,'NumBytesAvailable');
    if TCPBytesAvailable % 判断是否有数据可读，如果可读则进行下一步读出的操作
        data = read(src,SerialBytesAvailable,"char");
        disp(data); % 将读出的数据在命令行显示出来
    end
end

完整的代码如下：

clc; clear; close all

%% 打开串口
address = '192.168.4.2'; % 这里读者需要改成自己相应的IP地址
port = 8080; % 同样，读者需要改为自己在下位机设置的端口号
ts = tcpserver(address,port);

%% 清空数据并打开回调函数
flush(ts);

configureTerminator(ts,"CR/LF");
configureCallback(ts,"terminator",@Receive_Callback);

% 这里pause的效果是，按下键盘上任意键，代码从这一行继续运行。
% 如果不加这一行，则程序将直接运行到configureCallback(ts,"off");即关闭回调函数
% 回调函数将不会运行
pause;

configureCallback(ts,"off");

function Receive_Callback(ts,~)
    TCPBytesAvailable = get(ts,'NumBytesAvailable');
    if TCPBytesAvailable % 判断是否有数据可读，如果可读则进行下一步读出的操作
        data = read(ts,TCPBytesAvailable,"char"); % 读出的数据类型为char
        disp(data); % 将读出的数据在命令行显示出来
    end
end

运行上述代码，结果如下：

在这里插入图片描述

可以看到，下位机发送上来的数据显示在了命令行窗口中。

1.4 在App中实现上述功能

1.在MATLAB脚本中做好调试后，我们就需要将该功能移植到App当中。我们需要一个“编辑字段(文本)”控件、一个“编辑字段(数值)”控件、两个按钮控件，分别用于IP地址的输入、端口号输入、建立TCP服务端和关闭TCP服务端。我们将控件变量分别命名为：

IPEditField
PortEditField
OpenTCPButton
CloseTCPButton

创建好的控件如下图所示：
在这里插入图片描述
2.创建好控件后，我们需要给这些控件添加功能代码。分为如下几个部分：

“建立TCP服务端”按钮和“关闭TCP服务端”按钮的回调函数
在公共方法中添加TCPserver的回调函数
在公共属性中添加要创建的TCPserver变量。命名为“ts”；添加TCP读出的数据变量，命名为“TCPData”。

如何添加回调函数和公共属性，请参考MATLAB Appdesigner开发独立桌面App全流程（一）：以打开串口功能为例介绍Appdesigner的基本使用第8节。在这里，笔者只给出代码。这三部分的代码如下：

properties (Access = public)
    ser; % Serial
    serialname;
    model; % To store the model data
    modelvisual; % Store the patch handle
    baud = 115200; % baud rate
    datetimer; % To show time
    SerialData;
    %% 以下为本节新添加的变量
    ts;
    TCPData;
end

methods (Access = public)

    function TCPReceive_Callback(app, src,~)
        TCPBytesAvailable = get(src,'NumBytesAvailable');
        if TCPBytesAvailable % 判断是否有数据可读，如果可读则进行下一步读出的操作
            app.TCPData = read(src,TCPBytesAvailable,"char");
            % SerialTextArea是在6.9.2节创建的文本区控件。这里方便起见，就直接调用了该控件来显示数据
            set(app.SerialTextArea,"Value",app.TCPData); 
        end
    end

end

% Button pushed function: OpenTCPButton
function OpenTCPButtonPushed(app, event)
    try
        address = app.IPEditField.Value;
        port = app.PortEditField.Value;
        app.ts = tcpserver(address,port);
        flush(app.ts);
        configureTerminator(app.ts,"CR/LF");
        configureCallback(app.ts,"terminator",@app.TCPReceive_Callback);
    catch ME
        report = getReport(ME);
        uialert(app.UIFigure,report,'Error Message','Interpreter','html');
    end
end

% Button pushed function: CloseTCPButton
function CloseTCPButtonPushed(app, event)
    try
        configureCallback(app.ts,"off");
        delete(app.ts);
    catch ME
        report = getReport(ME);
        uialert(app.UIFigure,report,'Error Message','Interpreter','html');
    end
end