1. 头文件与核心结构定义

#ifndef __NET_H
#define __NET_H

#include "stdint.h"
#include "time.h"

// 状态码定义
#define NET_OK        0
#define NET_ERROR     1

// 设备控制命令类型
#define NET_CONTROL_DEVICE_TYPE     0x20    // 设备类型识别
#define NET_CONTROL_CFG_PORCESS     0x21    // 配置数据处理接口

// Wi-Fi扫描结果结构体
struct net_wifi_data{
    char mac[18];       // MAC地址
    int rssi;           // 信号强度
};

struct net_wifi{
    uint8_t cnt;                        // 扫描到的Wi-Fi数量
    struct net_wifi_data wifi[5];       // 最多存储5个Wi-Fi信息
};

// 基站信息结构体
struct net_bts{
    uint8_t cnt;            // 基站数量
    char bts[3][30];        // 最多3个基站信息（字符串格式）
};

// 网络数据处理接口抽象
struct net_process{
    uint32_t (*recv)(uint8_t **buf);    // 接收数据回调
    uint32_t (*send)(uint8_t *buf, uint32_t len); // 发送数据回调
    void (*process)(uint32_t tick);     // 周期性数据处理回调
};

// AT指令接口函数声明
uint8_t net_ate0(void);
uint8_t net_at(void);
uint8_t net_at_cgsn(char *imei);        // 获取IMEI
uint8_t net_at_cimi(char *imsi);        // 获取IMSI
uint8_t net_at_csq(uint8_t *csq);       // 获取信号强度
uint8_t net_at_iccid(uint8_t *iccid);   // 获取ICCID
uint8_t net_at_wifi(struct net_wifi *wifi); // 扫描Wi-Fi
uint8_t net_at_bts(struct net_bts *bts);    // 获取基站信息
uint8_t net_at_sleep(void);             // 进入低功耗模式
uint8_t net_at_sleep_wakeup(void);      // 唤醒设备

#endif

2. 设备驱动实现（UMA503模块）

// UMA503设备私有数据结构
struct dev_net_uma503{
    struct uma503_cfg uma503_cfg;       // 硬件配置参数
    struct net_process *process;        // 数据处理接口
    struct net_func net_func;           // AT指令实现函数表
    struct net_socket_func net_socket_func; // 套接字实现函数表
};

// UMA503设备实例初始化
static struct dev_net_uma503 dev = {
    .net_func = {
        // 绑定AT指令具体实现函数
        .net_at_header = uma503_at_header,
        .net_at_cgsn_header = uma503_at_cgsn_header, // IMEI获取
        .net_at_cimi_header = uma503_at_cimi_header, // IMSI获取
        // ... 其他AT指令实现
    },
    .net_socket_func = {
        // 绑定套接字操作实现函数
        .net_socket_init = uma503_socket_init,
        .net_socket_ip_init = uma503_socket_ip_init,
        // ... 其他套接字操作
    },
};

// 设备初始化函数
rt_err_t dev_uma503_init(rt_device_t dev) {
    struct dev_net_uma503 *p = (struct dev_net_uma503 *)dev->user_data;
    // 绑定数据收发接口
    p->uma503_cfg.recv = p->process->recv;
    p->uma503_cfg.send = p->process->send;
    // 初始化硬件
    ret = uma503_init(&p->uma503_cfg);
    // 注册AT指令和套接字接口到全局
    net_register_func(&p->net_func);
    net_socket_register_func(&p->net_socket_func);
    return ret;
}

// RT-Thread设备操作函数（简化示例）
rt_err_t dev_uma503_control(rt_device_t dev, int cmd, void *args) {
    struct dev_net_uma503 *p = dev->user_data;
    switch (cmd) {
        case NET_CONTROL_DEVICE_TYPE:
            // 设备类型识别（通过字符串匹配）
            if(rt_strstr(str, "UMA503") != RT_NULL) ret = RT_EOK;
            break;
        case NET_CONTROL_CFG_PORCESS:
            // 绑定数据处理回调
            p->process = (struct net_process *)args;
            p->process->process = uma503_at_process; // 绑定周期处理函数
            ret = RT_EOK;
            break;
    }
    return ret;
}

// 注册设备到RT-Thread
int rt_hw_uma503_init(void) {
    rt_device_register(&device, "uma503", RT_DEVICE_FLAG_RDWR);
    return RT_EOK;
}
INIT_DEVICE_EXPORT(rt_hw_uma503_init); // 自动初始化

3. 套接字抽象层（net_socket.h）

// 套接字操作接口抽象
struct net_socket_func {
    uint8_t (*net_socket_init)(void);
    uint8_t (*net_socket_ip_init)(struct net_socket *socket);
    // ... 其他操作（open/close/send等）
};

// 全局套接字接口指针
static struct net_socket_func *net_socket_func;

// 注册具体实现
void net_socket_register_func(struct net_socket_func *p) {
    net_socket_func = p;
}

// 套接字操作代理函数（示例）
uint8_t net_socket_open(struct net_socket *socket) {
    if(net_socket_func->net_socket_open == NULL)
        return NET_ERROR;
    return net_socket_func->net_socket_open(socket); // 调用实际实现
}

二、设计优点

1. 模块化与抽象

• 硬件抽象层（HAL）：
  通过 struct net_func 和 struct net_socket_func 将AT指令和套接字操作抽象为函数表，使上层代码与具体硬件解耦。例如，更换4G模块时只需实现新的函数表，无需修改业务逻辑。

• 统一接口：
  所有网络操作（如 net_at_cgsn）和套接字操作（如 net_socket_open）通过代理函数调用，接口统一且易于维护。

2. 可扩展性

• 动态注册机制：
  通过 net_register_func 和 net_socket_register_func 动态绑定实现，支持多硬件兼容（如同时支持UMA503和SIM7600模块）。

• 命令扩展性：
  dev_uma503_control 通过 cmd 参数支持未来新增控制命令（如配置网络频段）。

3. 与RT-Thread深度集成

• 设备驱动框架：
  符合RT-Thread的设备驱动模型（rt_device），支持自动初始化（INIT_DEVICE_EXPORT），便于集成到RT-Thread生态。

• 线程安全：
  隐含依赖RT-Thread的线程调度和同步机制（如信号量），但代码中未显式处理，需结合RT-Thread内核特性。

4. 防御性编程

• 空指针检查：
  所有代理函数（如 net_at_cgsn）均检查函数指针是否为 NULL，避免未注册实现时崩溃。

四、总结

代码亮点

• 高度模块化：通过函数表抽象硬件差异，符合嵌入式系统分层设计思想。

• 灵活扩展：动态注册机制支持多硬件、多协议扩展。

• 与RT-Thread无缝集成：利用RT-Thread设备框架简化驱动开发。