李外 / Protocol

  # C200K
  

  [TOC]
  

  # 1. 前言
  
    
  ## 1.1 背景
  
  方便客户基于C200K基站设备使用 通信基站数据接收及解析。
  
    
  ## 1.2 编写目的
  
  此说明书是为了说明协议内容，开发流程，方便基于此进行二次开发。
  
   
  ##  1.3 读者对象
  
  1. 相关研发人员
  2. 方案制定人员
  3. 决策人员
  
  
  # 2. 开发流程
  
  C200K基站，采用MQTT协议进行开发，基站接入MQTT服务器，应用从MQTT服务器下发指令和接收数据
  
  整个交互图如下:
  
  ![](img/mqtt_1.png)
  
    
  ## 2.1 MQTT服务器准备
  
  MQTT服务器要求：
  
  能够正常收发MQTT数据。
  
  服务器的性能参数由业务决定。
  
  域名：
  
  公网域名或ip或者基站所处局域网ip。
  
  MQTT服务器配置结果检查
  

  使用MQTT.FX客户端，配置域名，端口，用户名和密码信息，然后连接，如果提示连接成功，则表示MQTT服务器可用。基站clientid 是基站编号。

  
  ![](img/mqtt_2.png)
  
    
  ## 2.2 基站配置
  
  通过USB连接基站，打开基站服务器配置软件。
  

  ![](img/mqtt_3.png)

  
  如果基站没有连接电脑，工具显示检测基站中，这时候读写无效。
  
  连接正常后，按照各个信息进行写入。
  
  设置基站服务器域名（ip）、端口，用户信息、密码信息，写入基站。
  
  如果MQTT服务器没有启用用户密码验证，用户密码信息可以随机设置。
  
  拔掉USB，连接网线，接入网络，查看网络是否连接正常。（基站上面的灯是否蓝色闪烁）
  
  基站说明
  

  ![](img/mqtt_4.png)

  
    
  ## 2.3 应用开发
  
  整体开发流程图如下：
  

  ![](img/mqtt_5.png)

  
  
  # 3. 功能清单
  
    
  ## 3.1 支持的功能清单
  
  | **功能** | **说明** |
  | --- | --- |
  | 授时 | 给基站校时 |
  | 基站上下线 | 基站上下线信息 |
  | 键盘上下线 | 键盘上下线信息 |

  | 单题 | 下发一题练习 |
  | 多级编号题 | 下发多题练习 |

  | 基站升级 | 基站固件升级 |
  | 键盘升级 | 键盘固件升级 |
  | 基站错误信息上报 | 基站错误信息上报 |
  
    
  ## 3.2 协议简介
  
      
  ### 3.2.1 MQTT
  
  关于MQTT说明，请参考 https://mqtt.org/
  
  ${clinetId} clinetId 是基站编号，为替换字符串。
  
        
  #### 3.2.1.1 应用程序发布的主题
  
  | 主题 | 功能 |
  | --- | --- |
  | /client/${clientId}/operate | 基站的设置，查询等指令 |
  | /lesson/class/${clinetId}/receive | 接收答题的指令 |
  
        
  #### 3.2.1.2 应用程序订阅的主题
  
  | 主题 | 功能 |
  | --- | --- |
  | /client/${clientId}/online | 基站上线通知。 |
  | /client/${clientId}/offline | 基站下线通知。 |
  | /client/${clientId}/card/online | 答题器上线通知。 |
  | /client/${clientId}/card/offline | 答题器离线通知。 |

  | /client/${clientId}/report | 基站主动上报状态，或者对设置指令的回应。 |

  | /lesson/class/${clinetId}/send | 基站对答题的反馈 |

  | /client/${clientId}/error | 基站错误信息上报 |
  
      
  ### 3.2.2 协议格式
  

  ![](img/mqtt_6.png)

  
  协议采用json格式，数据中字段见属性介绍。
  
      
  ### 3.2.3 指令属性介绍
  
  | 名称 | 类型 | 说明 |
  | --- | --- | --- |

  | i | number | 消息指令类型（instruction），取值范围： 1-9999。 <br> i = 3 添加白名单 <br> i = 4 删除白名单 <br> i = 5 清除白名单 <br> i = 11 停止 <br> i = 12开启答题 <br> i = 13 接收答题数据 <br> i = 14 键盘上线 <br> i = 15 键盘下线 <br> i = 17 基站升级 <br> i = 18 升级报告 <br> i = 19 授时 <br>  i = 20 设置基站信息 <br> i = 21基站信息上报 <br> i = 22基站错误信息上报 <br> i = 28 键盘升级 <br> i = 29 键盘升级报告 <br> I= 30 读取白名单 <br> I= 31 白名单上传 <br> i = 40 基站上线 <br> i = 41 基站下线  <br> i = 60 文本预设 <br> i = 61 文本预设返回|

  | m | object | 答题消息的内容(message) 对象或数组 |
  | c | string | 答题器的序号(card) |
  | t | number | 时间戳(10位timestamp) |

  | qm | number | 模式(question model)取值范围：<br> 0：停止 <br> 1：单题  <br> 14：多级编号答题 |

  | qt | number | 题型（question type），取值范围： <br> 0：字母单选 <br> 1：字母多选 <br> 2：数字题 <br> 3：判断题 <br> 5：抢答 <br> 7: 自判题判断题 |

  | qs | number | 该题型数量（question sum），单题为1，多题则为实际数量。 |

  | qn | number | 题目序号(question No)，题目顺序号 |
  | dn | string | display no 显示编号，键盘上显示的题目编号|

  | a | string | 答案（answer）<br> 示例：字母单选：A  <br> 字母多选：A&#124;B&#124;C |

  | en | string | 练习（考试）编号(exercise No)每次考试或者练习的唯一编号，用于确定提交的答案属于那次练习。 |

  | on | number | 单选和多选题的选项数量(option no) |

  | cid | string | 客户端ID(client Id) |
  | cm | string | 客户端型号(client Model) |
  | cv | string | 客户端版本(client Version)基站软件版本号 |

  | f | number | 信道频点(frequency) 基站频点取值：1-80 |

  | content | string | 题干内容（选项信息都包含在此），中文信息用hex进行传输。内容前面需要 hex:详见后面示例 |

  | sn | string | sn  序列号 |

  | et | number | 错误类型et =1 基站频点冲突 |

  | em | string | 错误消息em = "3" 配合et使用，如et=1 em=3 表示3号频点冲突 |

  | success | number | 0 成功  -1 错误/失败 |

  ## 3.3 功能说明

  
      
  ### 授时
  
  对客户端授时，发送指令即可，基站会完成校时。
  

  <br>主题 : /client/${client}/operate 

  
  ```

  {
  	"i": 19,
  	"t": 1634802943
  }

  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- | 

  | i = 19 | 授时 |

  | t | 当前时间轴秒 |
  

  
      
  ### 基站管理
  
        

  #### 基站上线(待完成-可能修改)

  
  由基站发给应用程序，应用需要订阅主题
  

  <br>主题 ： /client/${clientId}/online 

  <br>指令内容：

  ``` 
  {
  	"i": 40
  } 
  ``` 

  | 名称 | 备注 |
  | --- | --- |
  | i = 40 | 基站上线 |
  

  #### 基站下线(待完成-可能修改)

  
  由服务器发给应用程序，应用需要订阅主题
  

  <br>主题：/client/${clientId}/offline 
  <br>指令内容：

  ```json 
  { 
  	"i": 41
  } 
  ``` 

  | 名称 | 备注 |
  | --- | --- |
  | i = 41 | 基站下线 |

        
  #### 基站信息设置与读取
  
  应用程序发送给基站
  

  <br>主题： /client/${client}/operate 
  <br>指令内容：

  ```json 
  {
  	"i": 20,
  	"m": {

  		"f": 1,

  		"mqtt_ip": "edunew.sunvotecloud.cn",
  		"mqtt_port": 8443,
  		"mqtt_username": "admin",

  		"mqtt_password": "1223456789"

  	}
  }
  ```
  

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |

  | i= 20 |基站信息设置与读取 |

  | f |基站频点 频点范围1-80|

  | mqtt_ip | 连接服务器的IP| 
  | mqtt_port | 连接mqtt服务器的端口 |
  | mqtt_username | 连接mqtt服务器的用户名 |
  | mqtt_password | 连接mqtt服务器的密码 | 

  | 注意 | 如果没有该字段则不设置该值，保持原值下发对有需要修改的值设置完成后，基站信息会自动上报一次 |

  
        
  #### 基站信息上报
  
  基站发送给应用程序
  

  <br>主题: /client/${client}/report
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 21,
  	"cId": "2024010282",
  	"m": {
  		"f": 1,

  		"mqtt_ip": "edunew.sunvotecloud.cn",

  		"mqtt_port": 1883,

  		"mqtt_username": "admin",

  		"mqtt_password": "1223456789"

  	}
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |

  | i= 21 |基站信息上报 |
  | cId |客户端ID |

  | f |基站频点 |

  | mqtt_ip | 连接服务器的IP | 
  | mqtt_port | 连接mqtt服务器的端口 |
  | mqtt_username | 连接mqtt服务器的用户名 |
  | mqtt_password | 连接mqtt服务器的密码 | 

  #### 基站错误信息上报(待完成-可能修改)

  基站发送给应用程序主题
  <br>主题：/client/${client}/error
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 22,
  	"m": {
  		"et": 1,
  		"em": "3"
  	}
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |

  | i = 22 | 基站错误信息上报 |

  | et |错误类型 et = 1 ：基站频点冲突 |
  | em |错误消息 em=3 ：3号频点示例 基站频点3冲突 |

  ### 键盘管理
  
        
  #### 键盘上线
  
  由基站发给应用程序，应用需要订阅主题

  <br>主题: /client/${clientId}/card/online
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 14,
  	"m": [{

  		"c": "2126833671",

  		"el": 0.75,
  		"t": 1626016299
  	}]
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 14 |键盘上线 |

  | c |键盘sn号 |

  | el |电量信息答题器编号和上线时间及电量信息 |

  #### 键盘下线
  
  由基站发给应用程序，应用需要订阅主题

  <br>主题: /client/${clientId}/card/offline
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 15,
  	"m": [{

  		"c": "2126833671",

  		"t": 1626016299
  	}]
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 15 |键盘下线 |

  | c |键盘sn号 |

  | t |答题器编号和下线时间 |

        
  #### 读取白名单
  
  应用程序发送给基站

  <br>主题: /lesson/class/${clinetId}/receive
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 30
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 30 |读取白名单 |

  基站发给应用程序主题
  <br>主题: /lesson/class/${clinetId}/receive
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 31,
  	"total": 1,
  	"current": 1,
  	"m": ["2126932551"]
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 31 |白名单上传 |

  | total |一共上传的数据包数 |
  | current |当前第几包 |

  | m |键盘序列号列表 |

  
        
  #### 添加白名单
  
  应用程序发送给基站

  <br>主题: /lesson/class/${clinetId}/receive
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 3,

  	"m": ["2126833703", "2126833671"]

  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 3 |添加白名单m内包含白名单键盘按编号 |

  | m |键盘序列号列表 |

  
        
  #### 删除白名单
  
  应用程序发送给基站

  <br>主题: /lesson/class/${clinetId}/receive
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 4,

  	"m": ["2126833703", "2126833671"]

  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 4 |删除白名单m内包含白名单键盘按编号 |

  | m |键盘序列号列表 |

  
        
  #### 清空白名单
  
  应用程序发送给基站

  <br>主题: /lesson/class/${clinetId}/receive
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 5
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 5 |清空白名单 |

  
      
  ### 单题
  
        
  #### 开启答题
  
  由应用程序发给基站，应用按照主题发送

  <br>主题: /lesson/class/${clinetId}/receive
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 12,

  	"en": "1",

  	"qm": 1,
  	"m": {
  		"qt": 0,
  		"on": 4,

  		"content": "hex:d5c5c8fd"

  	}
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |

  | i = 12 |下发答题  |
  | en |序号  |

  | qm = 1 |单题模式 示例为单题模式的字母单选 |
  | qt  |字母单选 |
  | on  |选项数 |

  | content = 1 |题目主干内容，hex: 为内容的GBK编码的hex内容 |
  
  ```java

  
  System.out.println(new String(hex2Bytes(bytesToHexString("李四".getBytes("GBK"))),"GBK"));

  
  public static String bytesToHexString(byte[] src) {
      StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("");
      if (src == null || src.length <= 0) {

          return "";

      }
      for (int i = 0; i < src.length; i++) {
          int v = src[i] & 0xFF;
          String hv = Integer.toHexString(v);
          if (hv.length() < 2) {
              stringBuilder.append(0);
          }
          stringBuilder.append(hv);
          stringBuilder.append("");
      }
      return stringBuilder.toString();
  }

  
   public static byte[] hex2Bytes(String hex){
  	if(hex.length() % 2 == 0){
  		byte[] ret = new byte[hex.length() / 2];
  		for(int i = 0 ; i< hex.length() / 2 ; i++){
  			ret[i] = (byte)Integer.parseInt(hex.substring(2*i,2*i+2),16);
  		}
  		return ret;
  	}
  	return null;
  }

  ```

        
  #### 接收答题数据
  
  由基站发给应用程序，应用订阅主题

  <br>主题: /lesson/class/${clinetId}/send
  <br><br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 13,

  	"en": "1",

  	"qm": 1,

  	"c": "2126833671",

  	"m": [{
  		"qn": 1,
  		"a": "A",
  		"t": 1626016299
  	}]
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 13 | 答题数据 |

  | qn |上报答题数据，单题题号固定为1 |

  | t  |提交答案时间 |
  | a  | 答题数据 |

        
  #### 停止答题

  由应用程序发给基站，应用按照发送
  <br>主题：/lesson/class/${clinetId}/receive 
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 11,

  	"en": "1"

  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 11 | 停止答题 |

  | en |停止对序号1的练习 |

  ### 抢答

  #### 开启答题

  由应用程序发给基站，应用按照发送
  <br>主题:  /lesson/class/${clinetId}/receive
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 12,

  	"en": "2",

  	"qm": 4
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 12 | 开启答题 |

  | en |序号2的练习 |

  | qm | qm =4 抢答题 |

  #### 接收答题数据

  由基站发给应用程序，应用订阅
  <br>主题： /lesson/class/${clinetId}/send
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 13,

  	"en": "2",

  	"qm": 4,

  	"m": [{

  	    "c": "2126833671",

  		"t": 1626016299
  	}]
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 12 | 开启答题 |

  | en |序号2的练习 |

  | qm | qm =4 抢答题 |
  | c | 键盘编号 |
  | qn |上报答题数据，单题题号固定为1 |
  | t  |提交答案时间 |
  | a  | 答题数据 |

  #### 停止答题(待完成-可能修改)

  由应用程序发给基站，应用按照主题发送

  <br>主题：/lesson/class/${clinetId}/receive 
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 11,

  	"en": "2"

  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 11 | 停止答题 |

  | en |停止对序号2的练习 |

  ### 多题题号多题
  

  #### 开启答题
  
  由应用程序发给基站，应用按照主题发送

  <br>主题： /lesson/class/${clinetId}/receive
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 12,

  	"en": "3",

  	"qm": 14,

  	"total": 1,
      "current": 1,

  	"qs": 3,
  	"m": [{
  		"qt": 0,
  		"on": 4,

  		"dn": "1-1-1"

  	}, {
  		"qt": 0,
  		"on": 4,

  		"dn": "2-1"

  	}, {
  		"qt": 0,
  		"on": 4,

  		"dn": "3"

  	}]
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 12 | 开启答题 |

  | en |12341练习 |

  | qm = 14 | 多题多级编号模式 |

  | current |当前第几包数据 |
  | total |一共几包数据 |
  | qs | 题目总数 |

  | qt = 0 | 字母单选 |
  | on | 选项数量 |

  | dn | 显示编号，题目最多3级数字编号，多级数字编号中间必须以“-”隔开，每级最大数200 |

        
  #### 接收答题数据
  
  由基站发给应用程序，应用订阅主题

  <br>主题: /lesson/class/${clinetId}/send
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 13,

  	"en": "3",

  	"qm": 14,

  	"c": "2126833671",

  	"m": [{

  		"qn": 1,

  		"a": "A",
  		"t": 1626016299
  	}]
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 13 | 接收答题数据 |

  | en |12341练习 |

  | qm = 14 | 多题多级编号模式 |
  | c | 键盘编号 |

  | qn |顺序题号，不为显示编号，是上述题目的顺序号 |

  | t  |提交答案时间 |
  | a  | 答题数据 |

  
        
  #### 停止答题

  由应用程序发给基站，应用按照主题发送

  <br>主题：/lesson/class/${clinetId}/receive 
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 11,

  	"en": "3"

  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 11 | 停止答题 |

  | en |停止对序号12341的练习 |

      
  ### 基站升级
  

  #### 开始升级

  <br>主题: /client/${client}/operate
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 17,

  	"en": "5",

  	"m": {
  		"url": "",
  		"version": "",
  		"CRC": ""
  	}
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 17 | 基站升级 |

  | en |序号5 |

  | url |固件包地址，基站能访问到的路径 |
  | version |新固件的版本 |
  | CRC |新关键计算的CRC |

  
        
  #### 升级进度报告

  <br>主题： /client/${client}/report
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 18,
  	"m": {

  		"cId": "3411111156",

  		"percent": 0,
  		"status": 0
  	}
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 18 | 升级进度报告 |
  | cId |基站编号 |
  | percent |升级百分比 |

  | status |升级状态信息。 <br> 0：未开始<br> 1：升级中<br> 2：升级成功<br> 4：固件版本号错误<br> 5：不在升级名单内<br> 6：升级指令错误<br> \>127：升级中的错误码。 |

      
  ### 键盘升级

        
  #### 开始升级

  <br>主题: /client/${client}/operate
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 28,
  	"m": {

  		"url": "http://120.78.57.84:8888/file/S6_2.4G_2.1.2.50_GB2312_CGC_add_head.bin",
  		"version": "2.1.2.50",
  		"CRC": "10605263"

  	}
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 28 | 键盘升级 |
  | url |固件包地址，基站能访问到的路径 |
  | version |新固件的版本号 |
  | CRC |新关键计算的CRC |

        
  #### 升级进度报告

  <br>主题： /client/${client}/report
  <br>指令内容：

  ```json
  {
  	"i": 29,
  	"m": {

  		"cId": "2023065218",

  		"percent": 0,
  		"status": 0
  	}
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |

  | i = 29 | 升级进度报告 |

  | cId |基站编号 |
  | percent |升级百分比 |

  | status |升级状态信息。 <br> 0：未开始<br> 1：升级中<br> 2：升级成功<br> 4：固件版本号错误<br> 5：不在升级名单内<br> 6：升级指令错误<br> \>127：升级中的错误码。 |

  ### 文本下发

  #### 文本下发
  <br>主题： /client/${client}/operate
  <br>指令内容：

  ```json
  {

  	"i": 60,

  	"en": "6",

  	"cmd": 1,

  	"m": [{

          "sn": "2126833671",

          "text": "hex:d5c5c8fd"

  	},{
          "sn": "2126833672",

          "text": "hex:c0eecbc4"

  	}]
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |

  | i = 60 | 文本下发 |

  | sn |键盘列表 |

  | cmd |下发的命令 <br> 1： 姓名下发 <br> 4： 第二行文本 <br> 85： 自判题判断  <br> 87： 清除 |

  | text |标题信息，以hex:开头添加的内容 内容为GBK的hex编码 |

  
  ```java

   
   System.out.println(bytesToHexString("李四".getBytes("GBK")));
   

   public static String bytesToHexString(byte[] src) {
  	StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("");
  	if (src == null || src.length <= 0) {

  		return "";

  	}
  	for (int i = 0; i < src.length; i++) {
  		int v = src[i] & 0xFF;
  		String hv = Integer.toHexString(v);
  		if (hv.length() < 2) {
  			stringBuilder.append(0);
  		}
  		stringBuilder.append(hv);
  		stringBuilder.append("");
  	}
  	return stringBuilder.toString();
  }
  ```

  #### 文本下发返回
  <br>主题: /client/${client}/report
  <br>指令内容：

  ```json
  {

  	"i": 61,

  	"en": "6",

  	"cmd": 1,

  	"m": [{

          "sn": "2126833671",
          "success": 0
  	},{
          "sn": "2126833672",
          "success": 0

  	}]
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |

  | i = 61 | 文本下发返回 |
  | sn |键盘号 |
  | cmd |下发的命令 <br> 1： 姓名下发 <br> 4： 第二行文本 <br> 85：自判题判断  <br> 87：清除 |

  | success | 是否成功。<br> 0 表示成功 <br> -1 失败 |

  ### 学生卡信息上报
  卡初始化组网的时候会上报一次

  <br>主题：/client/${client}/report
  <br>指令内容：

  ```json
  {
      "i":32,
      "m":[
          {
              "c":"1873373905",
              "cv":"0.2.2",
              "hw":"67.0",
              "t":1638865040
          }
      ]
  }
  ```

  | 名称 | 备注 |

  | --- | --- |
  | i = 32 | 学生卡信息上报 |
  | c |键盘编号 |
  | cv |固件版本号 |
  | hw |硬件版本号 |
  | t | 时间戳 |