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ESP8266wifi模块连接原子云实现手机与单片机的通信

时间:2020-09-08 03:24:56

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ESP8266wifi模块连接原子云实现手机与单片机的通信

买正点原子的开发板时送了一块ESP8266wifi模块,一直没使用,最近几天刚好有时间就拿出来玩了一下,现在实现过程分享出来。

用到的模块:

1.STM32F103C8T6最小系统板

2.正点原子ESP8266wifi模块

3.USB转串口模块

整体连接图

ESP8266模块与单片机引脚连接关系:

ESP8266模块的RST引脚和ID_0引脚悬空,可以不用管。

串口模块与单片机引脚连接关系:

USB转串口模块连接到单片机的串口1上,单片机串口1用来作为调试端口,监控程序的执行过程。ESP8266模块连接到单片机串口3上,串口3用来实现与wifi模块的通信。

具体实现的功能是:单片机通过wifi模块连接上原子云,并实时向云端发送数据。通过云端可以向单片机发送 “led on”、“led off”、“led toggle”指令,实现开发板上LED灯的点亮、熄灭、翻转。

串口1监控数据结果

原子云上监控数据

通过原子云上位机测试软件监控

通过手机上原子云客户端监控:

通过网页、上位机软件、手机客户端可以向单片机发送 “led on”、“led off”、“led toggle”指令,实现开发板上LED灯的点亮、熄灭、翻转。基本实现的功能就这些,下面说一下实现思想。

ESP8266模块的驱动代码是在野火【WiFi_ESP8266】模块资料上修改的,具体下载地址:https://ebf-products.readthedocs.io/zh_CN/latest/module/wifi/esp8266.html

正点原子ESP8266wifi模块相关资料下载地址:/thread-308397-1-1.html

通过单片机控制ESP8266模块连接原子云的过程和直接通过串口调试ESP8266模块的过程差不多,实现流程如下:

1.向模块发送测试指令向模块发生指令: AT模块回复指令: OK2.设置模块模式为STA模式向模块发生指令: AT+CWMODE=1模块回复指令: OK3.设置要连接热点的 ID 和密码向模块发生指令: AT+CWJAP=“enbiens”,”EB88858804”模块回复指令: OK4.连接原子云 发送设备编号和密码向模块发生指令: AT+ATKCLDSTA="61212332528032817648","12345678"模块回复指令: CLOUD CONNECTED

只需要4步就可以连接到原子云上,ESP8266模块要连接原子云必须要刷原子云的固件,否则最后一步连接原子云的命令是识别不了的。

首先发送测试命令,判断模块与单片机的连接状态是否正常,模块连接正常后就可以发送设置命令了。第二步设置模块为station模式,也就是设置模块为从机。第三步连接路由器,发送wifi名称和密码,连接上wifi后,模块就可以通过路由器连接到互联网上了。最后连接原子云,直接发送原子云上的设备编号和密码接可以了。这个原子云的设备编号是在原子云网站/注册的时候会默认分配一个设备编号,密码自己在原子云上可以设置。

要用单片机控制ESP8266模块的关键就是要用代码实现向ESP8266模块发送指令,在野火提供的例子中已经实现了这个函数的封装。

/** 函数名:ESP8266_Cmd* 描述 :对WF-ESP8266模块发送AT指令* 输入 :cmd,待发送的指令* reply1,reply2,期待的响应,为NULL表不需响应,两者为或逻辑关系* waittime,等待响应的时间* 返回 : 1,指令发送成功* 0,指令发送失败* 调用 :被外部调用*/bool ESP8266_Cmd ( char * cmd, char * reply1, char * reply2, u32 waittime ){strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramLength = 0;//接收缓冲区数据长度清0macESP8266_Usart ( "%s\r\n", cmd );//向模块发送命令if ( ( reply1 == 0 ) && ( reply2 == 0 ) ) //不需要接收数据return true;Delay_ms ( waittime ); //延时 等待接收模块返回的指令strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF [ strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramLength ] = '\0';//接收到的字符串末尾加入 结束符macPC_Usart ( "%s", strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF );//调试口打印接收到模块的指令if ( ( reply1 != 0 ) && ( reply2 != 0 ) )return ( ( bool ) strstr ( strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF, reply1 ) ||( bool ) strstr ( strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF, reply2 ) );else if ( reply1 != 0 )return ( ( bool ) strstr ( strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF, reply1 ) );elsereturn ( ( bool ) strstr ( strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF, reply2 ) );}

这个函数主要实现了向ESP82676模块发送指令,并判断模块返回的指令是否正确。第一个参数cmd中存放要发送的指令,第二个参数存放模块需要返回的字符串,第三个参数也存放模块需要返回的字符串,最后一个参数用来设置向模块发送完指令后需要等待的时间。因为向模块发送指令到模块返回指令还有一段时间的延时。向模块发送完指令后需要等待一段时间,再去判断串口3接收到的数据是否正确。

首先将要发送的命令 通过macESP8266_Usart()函数发送出去。

macESP8266_Usart ( "%s\r\n", cmd );

这个函数其实就是通过串口3将字符串发送出去。通过串口3向ESP8266模块发送指令后,延时一段时间等待串口接收数据。

Delay_ms ( waittime );

这行代码实现延时,因为要等待ESP8266模块返回指令,所以代码不能跳出去,必须在这里死等。

strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF [ strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramLength ] = '\0';//接收到的字符串末尾加入 结束符macPC_Usart ( "%s", strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF );//调试口打印接收到模块的指令

延时一段时间后,就会在串口3的中断函数中接收到ESP8266模块返回的数据。在接收到的数据最后一位添加上字符串结束标志,然后通过调试端口串口1将模块返回的数据打印出来。

最后判断模块返回的字符串是否和参数中提供字符串一样,如果一样说明模块设置正确,否则说明模块设置失败。

要设置不同的命令时,直接调用这个命令设置函数就行,比如第一步向模块发送测试指令

void ESP8266_AT_Test ( void ){char count = 0;Delay_ms ( 1000 );while ( count < 10 ){if( ESP8266_Cmd ( "AT", "OK", NULL, 500 ) ) return;//如果接收到模块返回的OK指令,就直接返回ESP8266_Rst();//否则复位模块,重新发送AT测试指令++ count;}}

向模块发送“AT”字符串,如果模块返回“OK”则退出,否则循环发送10次。

第二步设置模块为station模式

ESP8266_Net_Mode_Choose ( STA );/** 函数名:ESP8266_Net_Mode_Choose* 描述 :选择WF-ESP8266模块的工作模式* 输入 :enumMode,工作模式* 返回 : 1,选择成功* 0,选择失败* 调用 :被外部调用*/bool ESP8266_Net_Mode_Choose ( ENUM_Net_ModeTypeDef enumMode ){switch ( enumMode ){case STA:return ESP8266_Cmd ( "AT+CWMODE=1", "OK", "no change", 2500 );case AP:return ESP8266_Cmd ( "AT+CWMODE=2", "OK", "no change", 2500 );case STA_AP:return ESP8266_Cmd ( "AT+CWMODE=3", "OK", "no change", 2500 );default:return false;}}

第三步连接路由器

ESP8266_JoinAP ( macUser_ESP8266_ApSsid, macUser_ESP8266_ApPwd );/** 函数名:ESP8266_JoinAP* 描述 :WF-ESP8266模块连接外部WiFi* 输入 :pSSID,WiFi名称字符串* :pPassWord,WiFi密码字符串* 返回 : 1,连接成功* 0,连接失败* 调用 :被外部调用*/bool ESP8266_JoinAP ( char * pSSID, char * pPassWord ){char cCmd [120];sprintf ( cCmd, "AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"", pSSID, pPassWord );return ESP8266_Cmd ( cCmd, "OK", NULL, 5000 );}

第四步连接原子云

ESP8266_ConnectYuanziyun ( yuanziyun_DeviceID, yuanziyun_DevicePassWord );/** ESP8266_ConnectYuanziyun* 描述 :WF-ESP8266模块连接原子云* 输入 :pSSID,原子云上设备ID* :pPassWord,原子云上设备密码* 返回 : 1,连接成功* 0,连接失败* 调用 :被外部调用*/bool ESP8266_ConnectYuanziyun ( char * pSSID, char * pPassWord ){char cCmd [120];sprintf ( cCmd, "AT+ATKCLDSTA=\"%s\",\"%s\"", pSSID, pPassWord );return ESP8266_Cmd ( cCmd, "OK", "CONNECTED", 5000 );}

这样通过不同的函数,将不同的命令通过命令发送函数发送到串口3上,也就是发送到ESP8266模块上,从而实现ESP8266模块连接到原子云上。

当模块连接到原子云上之后,就可以通过单片机向云端发送数据了。

void ESP8266_Station_Mode_yuanziyun_Test ( void ){uint8_t value1 = 0, value2 = 0;uint8_t ucStatus;char cStr [ 100 ] = { 0 };uint8_t ucId;char cStr1 [ 100 ] = { 0 };char * pCh;printf ( "\r\n正在配置 ESP8266 ......\r\n" );//1、向模块发送测试指令 ATESP8266_AT_Test ();//2、设置模块模式为STA模式 AT+CWMODE=1ESP8266_Net_Mode_Choose ( STA );//3、设置要连接路由器的 ID 和密码 AT+CWJAP=“enbiens”,”EB88858804”while ( ! ESP8266_JoinAP ( macUser_ESP8266_ApSsid, macUser_ESP8266_ApPwd ) );//4、连接原子云 发送设备编号和密码 AT+ATKCLDSTA="61212332528032817648","12345678"while ( ! ESP8266_ConnectYuanziyun ( yuanziyun_DeviceID, yuanziyun_DevicePassWord ) );printf ( "\r\n配置 ESP8266 完毕\r\n" );while ( 1 ){value1++;value2++;sprintf ( cStr, "\r\nThe humidity: %d RH ,The temperature: %d C \r\n", value1, value2 );printf ( "%s", cStr );//打印数据ESP8266_SendString ( ENABLE, cStr, 0, Single_ID_0 );//通过透传模式 发送信息到原子云Delay_ms ( 1500 );if ( strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramFinishFlag ){USART_ITConfig ( macESP8266_USARTx, USART_IT_RXNE, DISABLE ); //禁用串口接收中断strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF [ strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramLength ] = '\0';//接收到的数据末尾添加结束符printf ( "\r\n%s\r\n", strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF );//调试口打印接收到的数据//strstr是C语言中的函数,作用是返回字符串中首次出现子串的地址。// 若接收到的字符串中包含字符串 "led on" 就点亮LED灯if ( ( pCh = strstr ( strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF, "led on" ) ) != 0 ){LED1_ON;}// 若接收到的字符串中包含字符串 "led off" 就熄灭LED灯else if ( ( pCh = strstr ( strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF, "led off" ) ) != 0 ){LED1_OFF;}// 若接收到的字符串中包含字符串 "led toggle" 就反转LED灯else if ( ( pCh = strstr ( strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF, "led toggle" ) ) != 0 ){LED1_TOGGLE;}strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramLength = 0;strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramFinishFlag = 0;USART_ITConfig ( macESP8266_USARTx, USART_IT_RXNE, ENABLE ); //使能串口接收中断}}}

通过两个变量value1和value2模拟单片机采集到的温度和湿度值,向云端发送数据。每发送一次数据后这两个变量加1.当串口3中接收到云端发送的数据后,通过调试口串口1将接收到的内容打印出来。并判断云端接收到数据的内容,如果是"led on"就点亮 LED灯,如果是"led off"就熄灭LED灯,如果是"led toggle"就翻转LED的状态。最后清除串口接收标志。

通过上面的步骤就能实现单片机和手机客户端的通信了,也可以通过手机直接控制单片机。如果将单片机连接上家电后,也可以通过手机直接控制家电。

完整工程连接下载地址:

stm32f103c8t6+ESP8266 模块设置为Station模式并连接原子云

stm32f103c8t6+ESP8266 模块设置为Station模式向电脑发送数据

stm32f103c8t6+ESP8266 模块设置为Station模式向手机热点发送数据

stm32f103c8t6+ESP826 设置为AP模式

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