W55RP20-EVB-Pico 模块 MicroPython 实战 (UDP组播/广播示例)：实现局域网批量通信

本文为 W55RP20-EVB-Pico 模块 MicroPython 教程专项篇，基于官方最新固件编写，代码均经过实际验证，可直接烧录运行。 版权声明：本文为 WIZnet 官方原创技术文章，转载请注明出处。

前言

上一篇实战教程，我们已经完成了 W55RP20 芯片 UDP 单播数据通信功能开发。

本篇内容我们聚焦局域网多设备批量通信的核心技术 ——UDP 组播与广播。

在智能硬件和物联网时代，MicroPython 和树莓派 PICO 正以其独特的优势引领着嵌入式开发的新潮流。MicroPython 作为一种精简优化的 Python 3 语言，为微控制器和嵌入式设备提供了高效开发和简易调试的体验。

当我们结合 WIZnet W5500 网络模块，MicroPython 和树莓派 PICO 的开发潜力被进一步放大。该模块内置硬件 TCP/IP 协议栈，使得在嵌入式设备上实现 UDP 组播、广播等多设备通信变得更加容易。无论是多设备同步控制、数据批量推送，还是简易物联网控制系统，UDP 组播 / 广播都能提供高效、便捷的支持。

W55RP20 集成硬件 TCP/IP 协议栈，搭配 MicroPython 开发环境，几行代码即可实现稳定的 UDP 组播 / 广播通信，无需关心底层 Socket 细节，轻松完成局域网批量数据传输。

学完本文，你将掌握：

• UDP 协议核心原理与组播、广播的区别及应用场景
• W55RP20-EVB-Pico 模块网络初始化与 UDP 组播 / 广播配置方法
• 极简代码实现 UDP 广播、组播数据发送功能
• 多设备通信场景下的 UDP 参数配置技巧
• UDP 组播 / 广播通信结果验证方法与常见问题排查
• WIZnet 硬件协议栈在 UDP 多设备通信中的优势

系列教程学习路径

本专栏共 15 篇，循序渐进覆盖 W55RP20-EVB-Pico 模块 MicroPython 开发全流程：

1.第 1 篇：静态 IP 配置与网络基础

2.第 2 篇：DHCP 自动联网与网络诊断

3.第 3 篇：TCP Client 客户端通信

4.第 4 篇：TCP Server 服务端通信

5.第 5 篇：UDP 单播数据通信

6.第 6 篇：UDP 组播/广播数据通信

7.第 7 篇：DNS 域名解析（本文）

8.第 8 篇：NTP 从网络获取时间

9.第 9 篇：HTTP Client 客户端请求

10.第 10 篇：HTTP Server 服务端搭建

11.第 11 篇：HTTP 协议与 OneNET 平台数据上云

12.第 12 篇：MQTT 协议基础通信验证

13.第 13 篇：MQTT 协议与阿里云平台对接

14.第 14 篇：MQTT 协议与 OneNET 平台对接

15.第 15 篇：MQTT 协议与 ThingSpeak 平台对接

16.第 16 篇：Modbus 工业协议通信

建议收藏本专栏，跟随教程逐步学习，所有代码均会同步更新至官方 Gitee 仓库。

目录

1. 准备工作

1.1 软件准备

1.2 硬件准备

2. 烧录 W55RP20-EVB-Pico 模块专属 MicroPython 固件

3. 硬件连接与开发环境配置

3.1 硬件连接

3.1.1 基础连接（供电+调试）

3.1.2 以太网连接

3.1.3 模块与开发板接线

3.2 Thonny 开发环境配置

4. UDP 协议及组播/广播原理

4.1 UDP 协议简介

4.2 UDP 广播与组播的区别及工作流程

4.2.1 UDP 广播工作流程

4.2.2 UDP 组播工作流程

4.2.3 核心区别

4.3 UDP 核心优势（适配组播/广播场景）

4.4 UDP 组播/广播典型应用场景

5. 核心代码解析（广播+组播）

5.1 基础说明

5.2 UDP 广播代码解析

广播代码关键步骤说明

5.3 UDP 组播代码解析

组播代码关键步骤说明

6. 运行结果与测试验证

6.1 串口输出结果

UDP 广播发送输出

UDP 组播发送输出

接收端输出（广播/组播）

6.2 UDP 通信验证方法

7. 常见问题一站式排查指南

7.1 烧录相关问题

7.2 端口识别问题

7.3 网络连接与 UDP 通信问题

8. WIZnet 硬件协议栈核心优势对比

9. 典型应用场景

10. 系列预告与资源获取

10.1 系列预告

10.2 资源获取

1. 准备工作

1.1 软件准备

所需软件均为免费版本，按要求下载安装即可，无需额外付费。

1.2 硬件准备

• W55RP20-EVB-Pico × 1
• Micro USB 数据线（必须支持数据传输，不能使用纯充电线）× 1
• 标准网线 × 1
• 开启 DHCP 功能的路由器 / 交换机 × 1（用于获取网络参数，实现 DNS 解析）

W55RP20-EVB-Pico 模块已集成以太网相关器件，无需额外焊接飞线，配合 RP2040 开发板可快速搭建开发环境，大幅降低接线错误和硬件故障概率。

2. 烧录 W55RP20-EVB-Pico 模块专属 MicroPython 固件

W55RP20-EVB-Pico 模块 完全兼容树莓派 Pico 的 UF2 固件烧录方式，操作简单无需额外烧录器，新手可快速上手：

1. 按住 RP2040 开发板上的 BOOTSEL 按键不放；
2. 使用 Micro USB 数据线连接开发板与电脑；
3. 待电脑识别出名为 RPI-RP2 的 U 盘后，松开 BOOTSEL 按键；
4. 将下载好的 W5500_RP2040_firmware.uf2 固件文件拖拽到 U 盘中；
5. 开发板会自动重启，固件烧录完成。

注意：如果电脑没有识别出 RPI-RP2 U 盘，请尝试更换 USB 数据线、重新插拔开发板，或更换电脑 USB 接口（优先使用 USB 2.0 接口）。

3. 硬件连接与开发环境配置

3.1 硬件连接

W55RP20-EVB-Pico 模块连接分为两步，分别实现供电/调试和以太网连接，操作简单，无需复杂接线：

3.1.1 基础连接（供电+调试）

使用 Micro USB 数据线连接 RP2040 开发板与电脑，用于开发板供电、代码烧录和串口调试。

3.1.2 以太网连接

使用网线连接 W55RP20-EVB-Pico 模块的以太网接口与路由器的 LAN 口（或直接连接电脑网口，需手动配置电脑 IP 与开发板同网段）。

3.1.3 模块与开发板接线

若使用分离式模块与开发板，需按以下引脚对应连接（SPI 通信）：

【硬件预留】此处插入硬件连接示意图

3.2 Thonny 开发环境配置

打开 Thonny 软件，按以下步骤配置开发环境，确保代码能正常烧录和运行：

1. 点击顶部菜单栏「运行」→「配置解释器」；
2. 切换到「解释器」选项卡；
3. 在「解释器」下拉列表中选择 MicroPython (通用)；
4. 在「端口」下拉列表中选择开发板对应的串口（通常显示为 Board CDC @ COMx）；
5. 勾选「运行代码前先重启解释器」和「同步设备的实时时钟」；
6. 点击「确定」完成配置。

如果端口列表中没有出现开发板，请尝试：

• 重新插拔 USB 数据线；

• 更换支持数据传输的 USB 数据线；

• 关闭其他占用串口的软件（如串口助手、Arduino IDE 等）；

• 重新烧录 MicroPython 固件；

• 安装树莓派 Pico USB 驱动。

4. UDP 协议及组播/广播原理

4.1 UDP 协议简介

UDP，即用户数据报协议，是一种无连接、不可靠的传输层协议，与 TCP 协议并列，核心特点是“快速传输、无需建立连接”。它不提供重传机制和流量控制，数据发送后不确认接收方是否收到，适合对实时性要求高、允许少量数据丢失的场景。

在嵌入式物联网开发中，UDP 广泛应用于多设备通信场景，其中组播和广播是两种常用的多设备数据推送方式，无需为每个设备单独建立连接，大幅简化多设备组网复杂度，结合 W5500 硬件协议栈，可实现高效、稳定的 UDP 通信。

简单来说，UDP 协议的核心优势是「轻量、快速、低延迟」，而组播和广播则是基于 UDP 协议实现的两种多设备数据传输方式，适用于不同的组网需求。

4.2 UDP 广播与组播的区别及工作流程

W55RP20-EVB-Pico 模块实现 UDP 广播和组播的核心逻辑的一致（均基于 UDP Socket），但传输范围和目标设备不同，以下是完整工作流程及区别：

4.2.1 UDP 广播工作流程

1. 开发板通过以太网连接到路由器，完成网络初始化（DHCP 自动获取 IP 地址、网关等参数）；
2. 创建 UDP Socket，并开启广播模式（设置 SO_BROADCAST 选项）；
3. 配置广播地址（通常为 255.255.255.255，代表同一网段内所有设备）和通信端口；
4. 开发板发送广播数据，数据会被同一网段内所有设备接收；
5. 接收设备通过对应端口监听 UDP 数据，即可获取广播内容，实现多设备同步接收数据。

4.2.2 UDP 组播工作流程

1. 开发板完成网络初始化，获取自身 IP 地址；
2. 创建 UDP Socket，无需开启广播模式；
3. 配置组播地址（范围为 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255，需所有接收设备加入同一组播组）和通信端口；
4. 开发板向组播地址发送数据，仅加入该组播组的设备能接收数据；
5. 接收设备通过绑定组播地址和端口，监听 UDP 数据，实现定向多设备通信。

4.2.3 核心区别

4.3 UDP 核心优势（适配组播/广播场景）

1. 低延迟：无需建立连接、无需确认回复，数据发送速度快，适合实时性要求高的场景（如设备状态同步）；
2. 轻量简洁：协议开销小，占用 MCU 资源少，适配 W55RP20-EVB-Pico 模块的资源特点；
3. 多设备适配：组播/广播模式无需为每个设备单独建立连接，大幅简化多设备组网开发；
4. 易用性强：W55RP20-EVB-Pico 模块 MicroPython 固件已封装 UDP 底层逻辑，无需编写复杂协议代码，少量代码即可实现组播/广播。

4.4 UDP 组播/广播典型应用场景

UDP 组播/广播在嵌入式、物联网多设备组网中应用广泛，主要包括：

1. 物联网多设备同步：同一网段内多台传感器、执行器同步接收控制指令（如广播启动/停止指令）；
2. 数据批量推送：服务器向多台设备推送配置参数、时间同步信息（如组播推送 NTP 时间）；
3. 设备发现：新接入设备通过广播发送自身信息，实现网络内设备自动发现、组网；
4. 实时监控：多台监控设备向同一监控中心组播发送监控数据（如温湿度、设备状态）；
5. 工业控制：工业场景中，控制器向多台执行设备广播控制指令，实现同步联动。

5. 核心代码解析（广播+组播）

W55RP20-EVB-Pico 模块的 MicroPython 库已经封装了所有 UDP 底层细节，结合 wiznet_init 模块，实现 UDP 广播和组播功能仅需少量核心代码，无需编写复杂的底层驱动和协议解析逻辑，代码可直接烧录运行。

5.1 基础说明

本文代码基于 wiznet_init 模块实现网络初始化，该模块已封装 W55RP20-EVB-Pico 模块的网络配置逻辑，无需手动配置 SPI 引脚和网络参数，仅需调用 wiznet 函数即可完成初始化；代码均采用纯 ASCII 文本，避免乱码，适配嵌入式设备通信需求。

5.2 UDP 广播代码解析

以下代码可直接复制到 Thonny 中，烧录后即可实现 UDP 广播功能，向同一网段内所有设备发送数据：

from wiznet_init import wiznet import usocket as socket import time # 初始化网络 nic = wiznet("W55RP20-EVB-Pico", dhcp=True) local_ip = nic.ifconfig()[0] # 广播配置 BROADCAST_IP = "255.255.255.255" PORT = 8087 # 创建 UDP Socket 并开启广播 s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, 1) print("UDP 广播发送中...") count = 0 while True: # 去掉 emoji，只用纯 ASCII 文本 msg = f"Board Broadcast {count}".encode("ascii") # 发送广播 s.sendto(msg, (BROADCAST_IP, PORT)) print("发送广播:", msg) count += 1 time.sleep(1)

广播代码关键步骤说明

1. 模块导入：导入 wiznet_init 模块中的 wiznet 函数（用于网络初始化）、usocket 模块（用于创建 UDP Socket）、time 模块（用于控制发送频率）；
2. 网络初始化：调用 wiznet 函数，指定设备名称，开启 DHCP 自动获取 IP 地址，无需手动配置静态 IP，适配多设备组网（所有设备自动处于同一网段）；同时获取本地 IP 地址，便于后续调试；
3. 广播参数配置：设置广播地址为 255.255.255.255（同一网段内所有设备均可接收），端口设置为 8087（可自定义，需与接收端端口一致，避免端口冲突）；
4. UDP Socket 创建与配置：创建 UDP 类型的 Socket（SOCK_DGRAM 表示 UDP 协议），并通过 setsockopt 函数开启广播模式（SO_BROADCAST 选项设为 1），这是实现广播功能的关键；
5. 循环发送广播：通过 while True 循环持续发送广播数据，数据采用纯 ASCII 编码，避免乱码；每次发送后打印发送内容，count 变量用于标记发送次数，time.sleep(1) 控制每隔 1 秒发送一次，可根据需求调整频率。

5.3 UDP 组播代码解析

以下代码可直接复制到 Thonny 中，烧录后即可实现 UDP 组播功能，向指定组播组内的设备发送数据：

from wiznet_init import wiznet import usocket as socket import time # 初始化网络 nic = wiznet("W55RP20-EVB-Pico", dhcp=True) local_ip = nic.ifconfig()[0] # 组播配置 MULTICAST_IP = "224.0.0.100" PORT = 8087 # 创建 UDP 套接字 s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) print("✅ UDP 组播发送中...") count = 0 while True: # 纯 ASCII 文本，避免乱码 msg = f"Board Multicast {count}".encode("ascii") s.sendto(msg, (MULTICAST_IP, PORT)) print("发送组播:", msg) count += 1 time.sleep(1)

组播代码关键步骤说明

1. 模块导入与网络初始化：与广播代码一致，调用 wiznet 函数开启 DHCP 自动联网，获取本地 IP 地址；
2. 组播参数配置：设置组播地址为 224.0.0.100（属于组播地址范围，可自定义，需确保所有接收设备加入该组播组），端口设置为 8087，与广播端口可一致（无冲突）；
3. UDP Socket 创建：与广播代码不同，组播无需开启广播模式，直接创建 UDP 类型的 Socket 即可；
4. 循环发送组播：与广播代码逻辑一致，持续发送纯 ASCII 编码的数据，打印发送内容，控制发送频率，仅加入该组播组的设备能接收数据。

6. 运行结果与测试验证

6.1 串口输出结果

将广播/组播发送代码烧录到 W55RP20-EVB-Pico 模块，打开 Thonny 底部 Shell 窗口，点击运行按钮（或按 F5 键），会输出类似以下内容，说明 UDP 数据发送正常：

UDP 广播发送输出

MPY: soft reboot UDP 广播发送中... 发送广播: b'Board Broadcast 0' 发送广播: b'Board Broadcast 1' 发送广播: b'Board Broadcast 2' 发送广播: b'Board Broadcast 3' ...（持续循环发送）

UDP 组播发送输出

MPY: soft reboot ✅ UDP 组播发送中... 发送组播: b'Board Multicast 0' 发送组播: b'Board Multicast 1' 发送组播: b'Board Multicast 2' 发送组播: b'Board Multicast 3' ...（持续循环发送）

接收端输出（广播/组播）

MPY: soft reboot 等待接收 UDP 数据（IP：192.168.1.101，端口：8087）... 收到来自 ('192.168.1.100', 54321) 的数据：Board Broadcast 0 收到来自 ('192.168.1.100', 54321) 的数据：Board Broadcast 1 ...（持续接收发送端数据）

6.2 UDP 通信验证方法

通信完成后，可通过以下两种方式验证 UDP 广播/组播功能的正确性：

方法一：多设备接收验证

• 将接收端代码烧录到多块 W55RP20-EVB-Pico 模块，确保所有设备与发送端连接至同一路由器（同一网段)；
• 广播验证：发送端运行广播代码，所有接收端均能收到数据，说明广播功能正常；
• 组播验证：发送端运行组播代码，仅加入指定组播组的接收端能收到数据，未加入组播组的设备无法接收，说明组播功能正常。

方法二：电脑端接收验证

• 在电脑上使用串口助手或网络调试工具（如 NetAssist），设置为 UDP 接收模式，端口与发送端一致（8087）：
• 广播验证：电脑端无需设置目标 IP，直接监听 8087 端口，即可收到发送端的广播数据；
• 组播验证：电脑端需加入指定组播组（224.0.0.100），监听 8087 端口，即可收到组播数据，验证通信正确性。

7. 常见问题一站式排查指南

开发过程中遇到 UDP 组播/广播通信失败等问题，可按以下分类排查，快速解决问题。

7.1 烧录相关问题

问题现象

电脑无法识别 RPI-RP2 U 盘

1. 确认按住 BOOTSEL 按键再插入 USB 数据线；

2. 更换支持数据传输的 USB 数据线；

3. 更换电脑 USB 接口（优先使用 USB 2.0 接口）；

4. 尝试使用另一台电脑。

固件拖拽后开发板无反应

1. 确认下载的是 W55RP20-EVB-Pico 模块 专属固件，不是通用树莓派 Pico 固件；

2. 重新烧录固件，确保拖拽过程中数据线未断开；

3. 检查 USB 供电是否稳定，避免供电不足。

7.2 端口识别问题

问题现象

Thonny 中找不到开发板端口

1. 重新插拔 USB 数据线，确保连接牢固；
2. 关闭其他占用串口的软件（如串口助手、Arduino IDE 等）；
3. 在设备管理器中查看是否有 Board CDC 设备，若无则安装树莓派 Pico USB 驱动；
4. 重新烧录 MicroPython 固件；5. 更换 USB 数据线或电脑 USB 接口。

7.3 网络连接与 UDP 通信问题

问题现象

长时间显示 "Configuring DHCP"，无法获取 IP

1. 检查网线是否插紧，网口指示灯是否闪烁；

2. 确认网线连接到路由器的 LAN 口，不是 WAN 口；

3. 确认路由器已开启 DHCP 功能；

4. 更换路由器 LAN 口或网线；

5. 重启路由器和开发板；

6. 若无需多设备组网，可切换为静态 IP 配置，手动设置网络参数。

IP 地址显示为 0.0.0.0

1. 执行上述网络连接排查步骤；

2. 确认代码中 SPI 引脚、CS 引脚、RST 引脚配置与硬件接线一致（分离式模块需重点检查）；

3. 确认使用的是 W55RP20-EVB-Pico 模块 专属固件；

4. 重新烧录固件，重启开发板。

UDP 发送正常，但接收端收不到数据

1. 确认发送端与接收端处于同一网段（可通过 ifconfig 查看 IP 地址，确保网段一致）；

2. 检查发送端与接收端的端口是否一致，避免端口冲突；

3. 组播接收需确认接收端已加入指定组播组，广播接收需确认广播地址设置为 255.255.255.255；

4. 检查路由器是否开启组播转发功能（部分路由器默认关闭，需手动开启）；

5. 关闭电脑防火墙和杀毒软件（电脑作为接收端时）；

6. 更换网线或路由器 LAN 口，排查硬件连接问题。

发送端报错，无法创建 UDP Socket

1. 确认固件为 W55RP20-EVB-Pico 专属固件，通用固件可能不支持 wiznet_init 模块；

2. 检查代码中模块导入是否正确（from wiznet_init import wiznet 无拼写错误）；

3. 重新初始化网络，重启开发板后重新运行代码；

4. 检查端口是否被其他程序占用（更换端口重试）。

8. WIZnet 硬件协议栈核心优势对比

为了更直观地了解 W5500 硬件协议栈芯片在 UDP 组播/广播通信中的价值，我们对比了目前主流的三种嵌入式以太网方案：

9. 典型应用场景

W55RP20-EVB-Pico 模块，结合 MicroPython 快速开发优势和 WIZnet 硬件协议栈的稳定性，非常适合以下基于 UDP 组播/广播的嵌入式、物联网应用场景：

1. 物联网多设备同步控制：同一网段内多台智能设备（如灯光、传感器）通过 UDP 广播接收控制指令，实现同步启停、参数配置；
2. 工业设备状态监控：多台工业传感器通过 UDP 组播向监控中心发送设备状态、采集数据（如温湿度、压力），实现集中监控；
3. 智能网关数据汇总：多个子设备通过 UDP 广播向网关发送数据，网关汇总后上传至云平台，简化多设备组网架构；
4. 设备自动发现：新接入网络的设备通过 UDP 广播发送自身信息（如设备 ID、IP 地址），网关或主控设备接收后完成自动组网，无需手动配置；
5. 嵌入式教学实验：适合高校、培训机构的嵌入式开发教学，直观演示 UDP 协议原理、组播/广播区别，降低教学难度；
6. 实时数据推送：如智能交通、环境监测等场景，多台设备同步接收实时数据（如路况、监测指标），实现快速响应。

10. 系列预告与资源获取

10.1 系列预告

下一篇教程我们将讲解 W55RP20-EVB-Pico 模块 MicroPython 开发下的 NTP 从网络获取时间实现，带你了解 NTP 协议原理、网络时间同步流程、本地时间校准、定时同步等关键机制，掌握嵌入式设备精准获取网络时间的核心能力，为后续日志打时间戳、定时任务执行、物联网设备时序控制打下基础。

10.2 资源获取

• WIZnet官网

• W5500 芯片手册：WIZnet 官方资料网址