ESP8266 是一款由乐鑫 Espressif 公司制作的低成本的 Wi-Fi 芯片,具有完整的 TCP / IP 协议栈和微控制器功能。它专为移动设备、可穿戴电子产品和物联网应用设计,功耗很低且价格非常低廉。 我这里使用的 NodeMcu 开发板即搭载了这款芯片。
Arduino IDE 是由 Arduino 官方提供的支持 C 语言的集成开发环境,主要是针对 Arduino 系列的开发板进行编程。 通过简单的配置,可以在原本的编程环境里添加上对 ESP8266 开发板的支持。对于熟悉 Arduino 函数库和开发流程的用户,基本上没有任何使用上的区别。 一、添加 ESP8266 支持首先从 Arduino 官网 下载最新版本的 Arduino IDE 软件并安装。 安装完成以后,进入首选项(Preferences),找到附加开发板管理器地址(Additional Board Manager URLs),并在其后添加如下信息:
http://arduino./stable/package_esp8266com_index.json 管理器附加地址 之后点击工具 - 开发板 - 开发板管理器,进入开发板管理器界面: 开发板管理器 找到 esp8266 并安装: esp8266 安装完成后,重启 Arduino IDE 软件。在工具 - 开发板选项中即会看到 ESP8266 开发板的选项: ESP8266 开发板 二、测量温湿度本例中使用 DHT11 温湿度传感器测量室内温度和湿度,再把测量所得的结果输出至 Arduino IDE 的串口监视器中。 源代码在 Arduino IDE 中新建项目并写入如下代码: #include "DHT.h"#define DHTPIN 5#define DHTTYPE DHT11// Initialize DHT sensorDHT dht(DHTPIN, DHTTYPE, 15);void setup() {
// Start Serial
Serial.begin(115200);
// Init DHT
dht.begin();}void loop() {
// Reading temperature and humidity
float h = dht.readHumidity();
float t = dht.readTemperature();
// Display data
Serial.print("Humidity: ");
Serial.print(h);
Serial.print(" %\t");
Serial.print("Temperature: ");
Serial.print(t);
Serial.println(" *C ");
// Wait a few seconds between measurements.
delay(2000);}
由于源代码中首行引入的 DHT 库并不是 Arduino IDE 内置的库文件,需要先点击项目 - 加载库 - 管理库进入库管理器,搜索安装如下两个依赖库(Adafruit Unified Sensor 和 DHT sensor library): 安装依赖库 线路连接该测试项目只需要连接好 NodeMcu 开发板与 DHT11 温湿度模块(或者单独的 DHT11 元件配合 5kΩ 的上拉电阻),无需额外的传感器模块和电子组件。 线路连接示意图如下: 连线示意图 NodeMcu | DHT11 |
---|
3V3 | VCC(Pin1) | GND | GND(Pin4) | D1 | DATA(Pin2) | 3V3 | 5k 电阻 - DATA(Pin2) |
编译运行Arduino IDE 实际上支持非常多的基于 ESP8266 芯片设计的开发板,如 Adafruit Feather HUZZAH ESP8266、LOLIN (WEMOS) D1 mini 等。可以根据自己购买的开发板的具体型号,在编译前选择对应的开发板选项(工具 - 开发板)。 我这里使用的是开源的 NodeMcu v1.0 开发板,编译代码前确保选择正确: NodeMcu v1.0 最终的运行效果如下: 串口监视器 呃,,南方的冬天,外面在下雨。室内,没开空调。。。(后面温湿度升高是因为,我对着传感器哈气了。。。) 注意事项可以看到,源代码中的 DHTPIN (即传感器 DATA 引脚需要连接的开发板引脚 )定义为 5 ,但开发板实际连接的是 D1 引脚(而不是 D5 )。 ESP8266 芯片有自己的引脚(GPIO)布局,但是基于该芯片设计的众多开发板,对于芯片上 GPIO 的引出方式却有自己的规则。 即源代码中的 5 指的并不是开发板的引脚 D5 ,而是 ESP8266 的引脚 GPIO 5 ,对应到开发板上即是 D1 引脚。 相关的引脚布局如下图所示: NodeMcu 引脚布局 三、Wi-Fi 连接ESP8266 最大的特性就是其超低成本的 Wi-Fi 实现。 这里简单贴出其连接 Wi-Fi 的示例代码: // Import required libraries#include <ESP8266WiFi.h>// WiFi parametersconst char* ssid = "your_wifi_name";const char* password = "your_wifi_password";void setup(void){
// Start Serial
Serial.begin(115200);
// Connect to WiFi
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected");
// Print the IP address
Serial.println(WiFi.localIP());}
void loop() {}
运行结果如下: ESP8266 Wi-Fi 四、aRESTaREST 框架可以为一些常见的嵌入式开发板提供 RESTful 接口,支持通过串口、Wi-Fi、以太网、蓝牙等硬件发送命令至开发板,激发特定的操作,并将数据以 JSON 的格式返回给控制端用户。 aREST 使用 aREST 框架既可以在本地网络环境中控制联网设备,也可以借助云端平台进行远程操作或监控。 结合之前的温湿度项目,可以将连接 Wi-Fi 后的 NodeMcu 开发板作为一个实现了 REST API 的本地服务器,通过访问其 IP 地址来获取相应的温湿度数据(JSON 格式)。 代码如下: // Import required libraries#include "ESP8266WiFi.h"#include <aREST.h>#include "DHT.h"// DHT11 sensor pins#define DHTPIN 5#define DHTTYPE DHT11// Create aREST instanceaREST rest = aREST();// Initialize DHT sensorDHT dht(DHTPIN, DHTTYPE, 15);// WiFi parametersconst char* ssid = "wifi-name";const char* password = "wifi-pass";// The port to listen for incoming TCP connections #define LISTEN_PORT 80// Create an instance of the serverWiFiServer server(LISTEN_PORT);// Variables to be exposed to the APIfloat temperature;float humidity;void setup(void){
// Start Serial
Serial.begin(115200);
// Init DHT
dht.begin();
// Init variables and expose them to REST API
rest.variable("temperature",&temperature);
rest.variable("humidity",&humidity);
// Give name and ID to device
rest.set_id("1");
rest.set_name("esp8266");
// Connect to WiFi
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected");
// Start the server
server.begin();
Serial.println("Server started");
// Print the IP address
Serial.println(WiFi.localIP());}void loop() {
// Reading temperature and humidity
humidity = dht.readHumidity();
temperature = dht.readTemperature();
// Handle REST calls
WiFiClient client = server.available();
if (!client) {
return;
}
while(!client.available()){
delay(1);
}
rest.handle(client);}
运行效果: ESP8266 RESTful 以上只是一些基础的使用介绍吧,,,后续比如更加复杂的网络服务、对接公共的物联网云平台及 MQTT 协议等内容,有时间再看看。我去,光着脚,12℃。冻死我了。。。
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