【花雕学编程】Arduino RTOS 之多任务 UDP 服务器与状态监测 ...

Arduino是一个开放源码的电子原型平台，它可以让你用简单的硬件和软件来创建各种互动的项目。Arduino的核心是一个微控制器板，它可以通过一系列的引脚来连接各种传感器、实行器、表现器等外部设备。Arduino的编程是基于C/C++语言的，你可以使用Arduino IDE（集成开发环境）来编写、编译和上传代码到Arduino板上。Arduino还有一个丰富的库和社区，你可以利用它们来扩展Arduino的功能和学习Arduino的知识。
Arduino的特点是：
1、开放源码：Arduino的硬件和软件都是开放源码的，你可以自由地修改、复制和分享它们。
2、易用：Arduino的硬件和软件都是为初学者和非专业人士设计的，你可以轻松地上手和使用它们。
3、便宜：Arduino的硬件和软件都黑白常经济的，你可以用很低的成原来实现你的想法。
4、多样：Arduino有多种型号和版本，你可以根据你的需要和喜好来选择符合的Arduino板。
5、创新：Arduino可以让你用电子的方式来表达你的创意和想象，你可以用Arduino来制作各种有趣和有用的项目，如呆板人、智能家居、艺术装置等。

Arduino FreeRTOS是一个结合了Arduino平台和FreeRTOS实时操作体系（RTOS）的概念。为了全面详细地解释这个概念，我们可以从以下几个方面举行阐述：
一、Arduino平台
Arduino是一个开源的硬件和软件平台，旨在简化电子设备的原型设计和开发。它包含了一系列基于易用硬件和软件的微控制器，以及一个用于编写和上传代码的集成开发环境（IDE）。Arduino平台以其简便的编程接口和丰富的扩展功能，成为了电子爱好者、设计师、工程师和艺术家们的首选工具。
二、FreeRTOS实时操作体系（RTOS）
FreeRTOS是一个开源的、轻量级的实时操作体系内核，专为嵌入式设备设计。它提供了任务管理、时间管理、信号量、消息队列、内存管理、软件定时器等一系列功能，以满足较小体系的需求。FreeRTOS以其源码公开、可移植、可淘汰和调度策略机动的特点，受到了广大嵌入式开发者的青睐。
三、Arduino FreeRTOS
1、界说：Arduino FreeRTOS是指在Arduino平台上运行FreeRTOS实时操作体系的办理方案。它允许开发者在Arduino设备上实现多任务并行处理，从而进步步伐的机动性和响应性。
2、功能：
多任务处理：使用FreeRTOS，开发者可以在Arduino上同时运行多个任务，每个任务独立实行差别的操作。这有助于将复杂的项目分解为多个并发实行的部分，从而进步开发服从。
实时性要求高的应用：FreeRTOS可以或许确保任务按照预定的时间约束实行，满足实时性要求。通过设置任务的优先级和时间片轮转调度策略，开发者可以控制任务的实行顺序和频率。
通讯与同步：FreeRTOS提供了多种通讯和同步机制，如队列、信号量、互斥锁等。这些机制有助于在差别的任务之间举行数据交换和同步操作，实现任务之间的协作。
低功耗应用：FreeRTOS提供了休眠和唤醒机制，有助于优化功耗。开发者可以将某些任务设置为休眠状态，在需要时唤醒它们来实行操作，从而淘汰功耗。
3、上风：
进步步伐的复杂性和功能：通过多任务并行处理，Arduino FreeRTOS允许开发者实现更复杂的软件架构和更高效的代码实行。
增强实时性：FreeRTOS确保了任务的实时响应，这对于需要准确时间控制的应用至关重要。
简化编程：将复杂的逻辑分解为多个任务，使得代码更易于理解和维护。
移植性：FreeRTOS支持多种微控制器平台，使得基于FreeRTOS的项目在差别硬件间的移植变得更加轻易。
4、留意事项：
虽然FreeRTOS带来了多任务的上风，但也会增加编程难度和调试工作。因此，在选择是否使用FreeRTOS时，开发者需要权衡利弊。
在使用FreeRTOS时，开发者需要留意任务堆栈大小、优先级设置等参数，以确保体系的稳定性和可靠性。
综上所述，Arduino FreeRTOS是一个结合了Arduino平台和FreeRTOS实时操作体系的强大办理方案。它允许开发者在Arduino设备上实现多任务并行处理，进步步伐的复杂性和功能，同时保持代码的可读性和可靠性。

一、主要特点
（一）多任务架构
任务分工明确
在多任务 UDP 服务器与状态监测体系中，差别的任务负责差别的功能。比方，一个任务专门用于 UDP 数据接收，负责监听网络端口，接收来自客户端的 UDP 数据包。另一个任务可以专注于数据处理，对接收的 UDP 数据举行解析、提取有用信息。还有任务负责状态监测，实时查看服务器的运行状态，如资源使用环境、网络连接状态等。这种分工方式使得每个任务可以高效地实行特定的操作，进步了体系的团体性能。
并发处理本领
多任务架构可以或许实现并发处理。多个任务可以同时运行，互不干扰。当有多个 UDP 客户端发送数据时，接收任务可以同时接收这些数据，然后将它们分配给数据处理任务举行处理。这就像一个餐厅有多个服务员（接收任务）可以同时欢迎多位顾客（UDP 客户端），然后将顾客的需求（UDP 数据）传递给厨师（数据处理任务）举行处理，从而进步了体系的吞吐量和响应速度。
（二）UDP 服务器特点
无连接通讯方式
UDP（用户数据报协议）是一种无连接的传输协议。这意味着 UDP 服务器不需要像 TCP 服务器那样建立和维护连接。在数据传输过程中，UDP 服务器只需要接收和处理来自客户端的数据报。这种无连接的特性使得 UDP 服务用具有较低的开销和较高的传输服从，适用于对实时性要求较高但对数据完备性要求相对较低的应用场景。比方，在实时视频传播输或简单的传感器数据收罗应用中，少量的数据丢失是可以担当的，UDP 服务器可以快速地接收和转发数据。
简单的数据包格式
UDP 数据包格式相对简单，由头部和数据部分构成。头部包含源端口、目的端口、数据包长度和校验和等信息。这种简单的格式使得 UDP 服务器在处理数据包时相对轻易，淘汰了数据包解析的时间和复杂性。比方，当 UDP 服务器接收到一个数据包时，它可以快速地从数据包头部获取目的端口信息，判定该数据包是否是发送给本身的，然后提取数据部分举行处理。
（三）状态监测特点
实时性监测
状态监测功能可以或许实时地查看服务器的各种状态信息。这包括网络状态，如网络带宽占用、网络连接数；体系资源状态，如 CPU 使用率、内存使用率；还有应用步伐相干的状态，如 UDP 接收任务的接收速率、数据处理任务的处理服从等。通过实时监测这些状态信息，可以实时发现题目，如网络拥塞、资源耗尽等环境。
机动的监测方式
状态监测可以采取多种方式。可以通过在体系中设置计数器来统计各种状态指标，比方，记载 UDP 数据包的接收数目来计算接收速率。也可以利用体系提供的硬件监测接口来获取硬件相干的状态，如通过读取 CPU 的寄存器来获取 CPU 使用率。此外，还可以通过与外部监测工具相结合，实现更全面的状态监测。
二、应用场景
（一）物联网数据收罗与监控
传感器网络数据汇聚
在物联网传感器网络中，多个传感器作为 UDP 客户端将收罗到的数据发送给 UDP 服务器。UDP 服务器的接收任务网络这些数据，然后数据处理任务对数据举行整合、分析。比方，在一个环境监测网络中，温度传感器、湿度传感器等将数据发送到 UDP 服务器，服务器可以对这些数据举行处理，计算环境舒服度指数等。同时，状态监测任务可以实时查看服务器的网络连接环境，确保传感器数据可以或许正常接收。
设备长途监控
用于长途监控物联网设备的运行状态。物联网设备可以定期将本身的状态信息（如设备温度、电量、工作模式等）通过 UDP 协议发送给 UDP 服务器。UDP 服务器接收并处理这些信息后，将其存储或展示给用户。状态监测功能可以帮助管理员实时相识服务器是否正常接收设备状态信息，以及服务器自身的运行状态是否精良。
（二）实时数据传输体系
视频传播输服务
在一些对实时性要求较高的视频传播输应用中，UDP 服务器可以作为视频数据的接收和转发平台。比方，在网络摄像头监控体系中，摄像头将视频数据以 UDP 数据包的形式发送给 UDP 服务器，服务器接收后可以直接转发给客户端举行播放。虽然 UDP 可能会导致少量视频数据丢失，但在实时性更为重要的监控场景下，这种损失是可以担当的。状态监测可以实时监控视频数据的接收和转发速率，确保视频播放的流通性。
音频广播体系
在音频广播应用中，UDP 服务器可以接收音频源发送的音频数据，并将其广播给多个客户端。比方，在网络电台广播中，电台服务器通过 UDP 接收音频节目数据，然后发送给听众的客户端设备。状态监测可以确保服务器的音频数据接收和广播过程正常，实时发现并处理可能出现的网络题目或音频数据丢失环境。
（三）网络游戏服务器
游戏数据同步
在网络游戏中，UDP 服务器可以用于玩家之间游戏数据的同步。玩家客户端将本身的游戏操作（如角色移动、攻击等）以 UDP 数据包的形式发送给服务器，服务器接收后将这些数据广播给其他玩家。由于游戏对实时性要求较高，UDP 的低延迟特性使其得当这种应用场景。状态监测可以查看服务器的网络延迟环境，确保游戏数据可以或许实时同步，提供精良的游戏体验。
服务器性能监控
用于监控网络游戏服务器的性能。通过状态监测，可以实时查看服务器的 CPU、内存等资源的使用环境，以及网络带宽的占用环境。当玩家数目增加或者游戏场景变得复杂时，实时发现服务器是否出现性能瓶颈，以便采取相应的措施，如增加服务器资源或者优化游戏算法。
三、需要留意的事项
（一）UDP 数据可靠性与丢失处理
数据丢失风险
由于 UDP 协议本身不保证数据的可靠传输，在网络环境不稳定或者网络拥塞的环境下，UDP 数据包可能会丢失。比方，在无线传感器网络中，如果信号强度较弱或者存在干扰，传感器发送的 UDP 数据包可能无法完备地到达服务器。这种数据丢失可能会影响体系的正常运行，特别是对于那些对数据完备性要求较高的应用。
丢失处理策略
需要采取一些策略来处理 UDP 数据丢失的环境。可以在客户端和服务器端设置数据重传机制，当服务器发现数据丢失时，哀求客户端重新发送数据。或者在数据处理过程中，采取一些容错算法，通过已接收的数据来推测丢失数据的内容。另外，在设计应用体系时，要充实思量到 UDP 数据丢失的可能性，公道调整体系的功能和性能要求。
（二）多任务同步与资源竞争
任务同步题目
在多任务体系中，差别任务之间需要举行同步。比方，UDP 接收任务和数据处理任务之间需要协调数据的传递。如果同步不当，可能会导致数据丢失或者处理错误。比方，当接收任务还没有将完备的数据传递给处理任务时，处理任务就开始处理，可能会出现数据不完备的环境。
资源竞争办理方法
为了办理资源竞争题目，可以采取互斥锁、信号量等同步机制。比方，在访问共享的网络资源或者存储资源时，通过获取互斥锁来确保同一时刻只有一个任务可以或许使用资源。同时，要公道分配体系资源，制止某个任务过度占用资源而导致其他任务无法正常运行。
（三）状态监测的准确性与实时性
监测数据准确性挑战
状态监测的数据准确性可能会受到多种因素的影响。比方，在获取体系资源使用率时，差别的监测方法可能会得到差别的结果。而且，网络状态的监测可能会受到网络设备的限制，如网络交换机的缓存机制可能会导致网络带宽占用环境的监测禁绝确。
实时性要求与优化措施
状态监测需要满足实时性要求，以便可以或许实时发现题目并采取措施。可以通过优化监测算法和进步监测频率来进步实时性。比方，采取更高效的硬件监测接口，或者淘汰不必要的监测数据处理步骤，以加快监测数据的获取和反馈速度。同时，要根据体系的现实运行环境，公道设置监测指标的阈值，制止误报和漏报。

1、基本 UDP 服务器

1. #include <Arduino.h>
2. #include <WiFi.h>
3. #include <WiFiUdp.h>
4. #include <FreeRTOS.h>
6. const char* ssid = "your_SSID";
7. const char* password = "your_PASSWORD";
8. WiFiUDP udp;
9. const unsigned int localPort = 12345; // 本地端口
10. TaskHandle_t udpTaskHandle = NULL;
12. void udpTask(void *pvParameters) {
13.     char incomingPacket[255]; // 接收缓冲区
14.     int packetSize;
16.     while (1) {
17.         packetSize = udp.parsePacket(); // 检查是否接收到数据包
18.         if (packetSize) {
19.             int n = udp.read(incomingPacket, 255); // 读取数据包
20.             incomingPacket[n] = 0; // 添加字符串结束符
21.             Serial.printf("Received packet: %s\n", incomingPacket);
22.             udp.beginPacket(udp.remoteIP(), udp.remotePort()); // 回复发送者
23.             udp.write("ACK"); // 发送确认
24.             udp.endPacket();
25.         }
26.         vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100)); // 每100ms检查一次
27.     }
28. }
30. void setup() {
31.     Serial.begin(115200);
32.     WiFi.begin(ssid, password);
33.     while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
34.         delay(500);
35.         Serial.print(".");
36.     }
37.     Serial.println("Connected to WiFi");
39.     udp.begin(localPort); // 启动UDP服务器
40.     xTaskCreate(udpTask, "UDP Task", 1000, NULL, 1, &udpTaskHandle);
41. }
43. void loop() {
44.     // 空循环
45. }

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2、状态监测与 UDP 服务器

1. #include <Arduino.h>
2. #include <WiFi.h>
3. #include <WiFiUdp.h>
4. #include <FreeRTOS.h>
6. const char* ssid = "your_SSID";
7. const char* password = "your_PASSWORD";
8. WiFiUDP udp;
9. const unsigned int localPort = 12345; // 本地端口
10. TaskHandle_t udpTaskHandle = NULL;
11. TaskHandle_t statusTaskHandle = NULL;
13. volatile bool status = false; // 状态变量
15. void statusTask(void *pvParameters) {
16.     while (1) {
17.         status = !status; // 切换状态
18.         Serial.printf("Status updated: %s\n", status ? "ON" : "OFF");
19.         vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000)); // 每2秒更新一次状态
20.     }
21. }
23. void udpTask(void *pvParameters) {
24.     char incomingPacket[255]; // 接收缓冲区
25.     int packetSize;
27.     while (1) {
28.         packetSize = udp.parsePacket(); // 检查是否接收到数据包
29.         if (packetSize) {
30.             int n = udp.read(incomingPacket, 255); // 读取数据包
31.             incomingPacket[n] = 0; // 添加字符串结束符
32.             Serial.printf("Received packet: %s\n", incomingPacket);
33.             udp.beginPacket(udp.remoteIP(), udp.remotePort()); // 回复发送者
34.             udp.write(status ? "Status: ON" : "Status: OFF"); // 发送状态
35.             udp.endPacket();
36.         }
37.         vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100)); // 每100ms检查一次
38.     }
39. }
41. void setup() {
42.     Serial.begin(115200);
43.     WiFi.begin(ssid, password);
44.     while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
45.         delay(500);
46.         Serial.print(".");
47.     }
48.     Serial.println("Connected to WiFi");
50.     udp.begin(localPort); // 启动UDP服务器
51.     xTaskCreate(statusTask, "Status Task", 1000, NULL, 1, &statusTaskHandle);
52.     xTaskCreate(udpTask, "UDP Task", 1000, NULL, 1, &udpTaskHandle);
53. }
55. void loop() {
56.     // 空循环
57. }

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3、多任务状态监测与 UDP 服务器

1. #include <Arduino.h>
2. #include <WiFi.h>
3. #include <WiFiUdp.h>
4. #include <FreeRTOS.h>
6. const char* ssid = "your_SSID";
7. const char* password = "your_PASSWORD";
8. WiFiUDP udp;
9. const unsigned int localPort = 12345; // 本地端口
10. TaskHandle_t udpTaskHandle = NULL;
11. TaskHandle_t statusTaskHandle1 = NULL;
12. TaskHandle_t statusTaskHandle2 = NULL;
14. volatile int status1 = 0; // 状态变量1
15. volatile int status2 = 0; // 状态变量2
17. void statusTask1(void *pvParameters) {
18.     while (1) {
19.         status1 = (status1 + 1) % 2; // 切换状态
20.         Serial.printf("Status 1 updated: %d\n", status1);
21.         vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000)); // 每2秒更新一次状态
22.     }
23. }
25. void statusTask2(void *pvParameters) {
26.     while (1) {
27.         status2 = (status2 + 1) % 2; // 切换状态
28.         Serial.printf("Status 2 updated: %d\n", status2);
29.         vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(3000)); // 每3秒更新一次状态
30.     }
31. }
33. void udpTask(void *pvParameters) {
34.     char incomingPacket[255]; // 接收缓冲区
35.     int packetSize;
37.     while (1) {
38.         packetSize = udp.parsePacket(); // 检查是否接收到数据包
39.         if (packetSize) {
40.             int n = udp.read(incomingPacket, 255); // 读取数据包
41.             incomingPacket[n] = 0; // 添加字符串结束符
42.             Serial.printf("Received packet: %s\n", incomingPacket);
43.             udp.beginPacket(udp.remoteIP(), udp.remotePort()); // 回复发送者
44.             udp.printf("Status 1: %d, Status 2: %d", status1, status2); // 发送状态
45.             udp.endPacket();
46.         }
47.         vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100)); // 每100ms检查一次
48.     }
49. }
51. void setup() {
52.     Serial.begin(115200);
53.     WiFi.begin(ssid, password);
54.     while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
55.         delay(500);
56.         Serial.print(".");
57.     }
58.     Serial.println("Connected to WiFi");
60.     udp.begin(localPort); // 启动UDP服务器
61.     xTaskCreate(statusTask1, "Status Task 1", 1000, NULL, 1, &statusTaskHandle1);
62.     xTaskCreate(statusTask2, "Status Task 2", 1000, NULL, 1, &statusTaskHandle2);
63.     xTaskCreate(udpTask, "UDP Task", 1000, NULL, 1, &udpTaskHandle);
64. }
66. void loop() {
67.     // 空循环
68. }

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要点解读
UDP 服务器的基本实现：
所有示例中，使用 WiFiUDP 创建一个 UDP 服务器，监听指定端口并接收数据包。通过 udp.parsePacket() 和 udp.read() 函数，服务器可以接收客户端发送的数据。
多任务并行处理：
在示例中，使用 FreeRTOS 创建多个任务来处理差别的功能，如状态监测和 UDP 数据接收。通过 xTaskCreate() 函数实现任务的创建，并通过 vTaskDelay() 控制任务的实行频率。
状态监测机制：
第二个示例中，设置一个状态变量（如 status），定期切换状态并通过 UDP 回复客户端。这种机制可以用于监测设备的运行状态，提供实时反馈。
多状态监测：
第三个示例展示了怎样监测多个状态（如 status1 和 status2）。通过创建多个状态监测任务，体系可以独立更新多个状态，增强了体系的机动性和可扩展性。
实时性与响应性：
通过使用 RTOS 的任务调度功能，体系可以或许在接收到数据包时敏捷响应，并根据状态信息举行处理。这种设计使得体系具备精良的实时性，适适用于需要快速响应的应用场景。

4、基本多任务 UDP 服务器

1. #include <Arduino.h>
2. #include <WiFi.h>
3. #include <WiFiUdp.h>
4. #include <FreeRTOS.h>
6. const char* ssid = "YOUR_SSID";
7. const char* password = "YOUR_PASSWORD";
9. WiFiUDP Udp;
10. TaskHandle_t TaskReceiverHandle = NULL;
11. TaskHandle_t TaskSenderHandle = NULL;
13. void TaskReceiver(void *pvParameters) {
14.     char incomingPacket[255]; // 接收缓冲区
15.     while (1) {
16.         int packetSize = Udp.parsePacket();
17.         if (packetSize) {
18.             int n = Udp.read(incomingPacket, 255);
19.             if (n > 0) {
20.                 incomingPacket[n] = 0; // 确保字符串结束
21.                 Serial.printf("Received packet: %s\n", incomingPacket);
22.             }
23.         }
24.         vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100)); // 等待100毫秒
25.     }
26. }
28. void TaskSender(void *pvParameters) {
29.     while (1) {
30.         const char* message = "Hello from UDP server!";
31.         Udp.beginPacket("255.255.255.255", 1234); // 广播地址和端口
32.         Udp.print(message);
33.         Udp.endPacket();
34.         Serial.println("Sent broadcast message");
35.         vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000)); // 每2秒发送一次
36.     }
37. }
39. void setup() {
40.     Serial.begin(115200);
41.     WiFi.begin(ssid, password);
42.     while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
43.         delay(1000);
44.         Serial.print(".");
45.     }
46.     Serial.println("WiFi connected");
47.    
48.     Udp.begin(1234); // 绑定到端口1234
50.     xTaskCreate(TaskReceiver, "TaskReceiver", 128, NULL, 1, &TaskReceiverHandle);
51.     xTaskCreate(TaskSender, "TaskSender", 128, NULL, 1, &TaskSenderHandle);
52. }
54. void loop() {
55.     // 主循环为空
56. }

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要点解读
WiFi 连接：使用 WiFi.begin 连接到 WiFi 网络，确保 UDP 服务正常工作。
UDP 数据接收：TaskReceiver 任务不断检查是否有数据包到达，并读取数据包内容。
UDP 数据发送：TaskSender 任务定期广播消息，展示了怎样在多任务环境中同时处理发送和接收。
任务调度：使用 FreeRTOS 实现任务调度，保证接收和发送任务可以或许并发实行。
主循环空闲：主循环保持为空，所有逻辑在任务中完成，符合 RTOS 的设计理念。
5、状态监测与 UDP 服务器

1. #include <Arduino.h>
2. #include <WiFi.h>
3. #include <WiFiUdp.h>
4. #include <FreeRTOS.h>
6. const char* ssid = "YOUR_SSID";
7. const char* password = "YOUR_PASSWORD";
9. WiFiUDP Udp;
10. TaskHandle_t TaskReceiverHandle = NULL;
11. TaskHandle_t TaskSenderHandle = NULL;
12. TaskHandle_t TaskMonitorHandle = NULL;
14. void TaskReceiver(void *pvParameters) {
15.     char incomingPacket[255];
16.     while (1) {
17.         int packetSize = Udp.parsePacket();
18.         if (packetSize) {
19.             int n = Udp.read(incomingPacket, 255);
20.             if (n > 0) {
21.                 incomingPacket[n] = 0; // 确保字符串结束
22.                 Serial.printf("Received packet: %s\n", incomingPacket);
23.             }
24.         }
25.         vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));
26.     }
27. }
29. void TaskSender(void *pvParameters) {
30.     while (1) {
31.         const char* message = "Hello from UDP server!";
32.         Udp.beginPacket("255.255.255.255", 1234);
33.         Udp.print(message);
34.         Udp.endPacket();
35.         Serial.println("Sent broadcast message");
36.         vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000));
37.     }
38. }
40. void TaskMonitor(void *pvParameters) {
41.     while (1) {
42.         // 监测系统状态
43.         Serial.println("Monitoring system status...");
44.         vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000)); // 每5秒监测一次
45.     }
46. }
48. void setup() {
49.     Serial.begin(115200);
50.     WiFi.begin(ssid, password);
51.     while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
52.         delay(1000);
53.         Serial.print(".");
54.     }
55.     Serial.println("WiFi connected");
56.    
57.     Udp.begin(1234); // 绑定到端口1234
59.     xTaskCreate(TaskReceiver, "TaskReceiver", 128, NULL, 1, &TaskReceiverHandle);
60.     xTaskCreate(TaskSender, "TaskSender", 128, NULL, 1, &TaskSenderHandle);
61.     xTaskCreate(TaskMonitor, "TaskMonitor", 128, NULL, 1, &TaskMonitorHandle);
62. }
64. void loop() {
65.     // 主循环为空
66. }

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要点解读
状态监测任务：TaskMonitor 任务定期输出体系状态信息，展示了怎样实现体系监控功能。
并发实行：通过 FreeRTOS 管理多个任务，确保 UDP 数据的发送、接收和状态监测可以或许并行举行。
UDP 数据接收与发送：与前一个案例雷同，保持了 UDP 数据的收发功能。
任务调度控制：使用 vTaskDelay 控制任务的实行频率，确保体系资源有效利用。
主循环空闲：主循环保持为空，所有逻辑在任务中处理，符合 RTOS 的设计理念。
6、状态监测与 UDP 服务器结合数据处理

1. #include <Arduino.h>
2. #include <WiFi.h>
3. #include <WiFiUdp.h>
4. #include <FreeRTOS.h>
6. const char* ssid = "YOUR_SSID";
7. const char* password = "YOUR_PASSWORD";
9. WiFiUDP Udp;
10. TaskHandle_t TaskReceiverHandle = NULL;
11. TaskHandle_t TaskSenderHandle = NULL;
12. TaskHandle_t TaskMonitorHandle = NULL;
13. volatile int packetCount = 0;
15. void TaskReceiver(void *pvParameters) {
16.     char incomingPacket[255];
17.     while (1) {
18.         int packetSize = Udp.parsePacket();
19.         if (packetSize) {
20.             int n = Udp.read(incomingPacket, 255);
21.             if (n > 0) {
22.                 incomingPacket[n] = 0; // 确保字符串结束
23.                 Serial.printf("Received packet: %s\n", incomingPacket);
24.                 packetCount++; // 统计接收到的包
25.             }
26.         }
27.         vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));
28.     }
29. }
31. void TaskSender(void *pvParameters) {
32.     while (1) {
33.         const char* message = "Hello from UDP server!";
34.         Udp.beginPacket("255.255.255.255", 1234);
35.         Udp.print(message);
36.         Udp.endPacket();
37.         Serial.println("Sent broadcast message");
38.         vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000));
39.     }
40. }
42. void TaskMonitor(void *pvParameters) {
43.     while (1) {
44.         // 监测系统状态
45.         Serial.printf("Monitoring system status... Packets received: %d\n", packetCount);
46.         vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000)); // 每5秒监测一次
47.     }
48. }
50. void setup() {
51.     Serial.begin(115200);
52.     WiFi.begin(ssid, password);
53.     while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
54.         delay(1000);
55.         Serial.print(".");
56.     }
57.     Serial.println("WiFi connected");
58.    
59.     Udp.begin(1234); // 绑定到端口1234
61.     xTaskCreate(TaskReceiver, "TaskReceiver", 128, NULL, 1, &TaskReceiverHandle);
62.     xTaskCreate(TaskSender, "TaskSender", 128, NULL, 1, &TaskSenderHandle);
63.     xTaskCreate(TaskMonitor, "TaskMonitor", 128, NULL, 1, &TaskMonitorHandle);
64. }
66. void loop() {
67.     // 主循环为空
68. }

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要点解读
数据处理：在接收任务中增加 packetCount 变量，统计接收到的数据包数目，增强了数据处理本领。
状态监测与数据反馈：TaskMonitor 任务输出接收到的数据包数目，提供实时的体系状态反馈。
并发任务实行：通过 FreeRTOS 管理多个任务，确保 UDP 数据的发送、接收和监测可以或许并行运行。
资源共享与同步：使用 volatile 关键字确保在多任务环境中安全访问共享变量 packetCount，制止数据竞争。
主循环空闲：主循环保持为空，所有逻辑在任务中处理，充实利用 RTOS 的设计理念。
留意，以上案例只是为了拓展思绪，仅供参考。它们可能有错误、不适用或者无法编译。您的硬件平台、使用场景和Arduino版本可能影响使用方法的选择。现实编程时，您要根据本身的硬件配置、使用场景和具体需求举行调整，并多次现实测试。您还要正确连接硬件，相识所用传感器和设备的规范和特性。涉及硬件操作的代码，您要在使用前确认引脚和电同等参数的正确性和安全性。

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