簡述基于單片機ESP8266的智能配網(wǎng)

惠為君

鹽城工學(xué)院 江蘇 鹽城 224051

ESP8266是一種面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的Wi-Fi器件。其成本低廉、體積小巧、使用方便，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計中，獲得廣泛的使用。

ESP8266只有在配網(wǎng)成功后，才可以正常使用。配網(wǎng)時，需要設(shè)置ESP8266的工作模式。其模式有三種：客戶端模式（station）、服務(wù)器模式（AP）、混合模式。連接路由器時，工作于客戶端模式；作為手機熱點時，工作于服務(wù)器模式。工程實踐中，通過單片機串口或PC機串口助手發(fā)送AT指令設(shè)置ESP8266的工作模式。由于路由器信號強弱不同，如果時延不準(zhǔn)確，設(shè)置ESP8266智能配網(wǎng)不容易成功。

1 AT指令

AT指令是終端與設(shè)備的通信指令，其特征是指令以字符串AT引導(dǎo)。ESP8266的AT指令分為四種，即測試指令、查詢指令、設(shè)置指令、執(zhí)行指令。配網(wǎng)所需的相關(guān)AT指令如表1所示[1]。

表1 AT指令

2 ESP8266串口通信

在工程實踐中，一般單片機通過串口給ESP8266發(fā)送AT指令。在配置的時候，單片機除了向ESP8266發(fā)送AT命令，還要接收ESP8266的回傳信號。一般根據(jù)回傳信號，判斷ESP8266的工作狀態(tài)。本文采用51兼容單片機STC15F2K60S2的串口二傳輸AT指令，程序中通過串口中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)單片機與ESP8266的通信。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計發(fā)送和接受函數(shù)，用來完成AT指令的發(fā)送和回傳信號的接收。其中，發(fā)送函數(shù)部分程序如下：

while (*s) //檢測字符串結(jié)束標(biāo)志

{

uart2_SendData(*s++); //發(fā)送當(dāng)前字符

Delay1ms();

}

uart2_SendData(‘ ’); //回車

Delay1ms();

uart2_SendData(‘ ’); //換行

程序中，指針s指向要發(fā)送的AT指令，AT指令的結(jié)束標(biāo)記是回車和換行兩個標(biāo)記[2]。

3 ESP8266智能配網(wǎng)程序

由于Wi-Fi信號的強弱不同和ESP8266處理命令及回傳命令的時延，智能配網(wǎng)ESP8266比較困難。在設(shè)計配網(wǎng)程序的時候，根據(jù)具體的配網(wǎng)狀況，需要添加適當(dāng)?shù)臅r延，然后執(zhí)行響應(yīng)的AT 指令。其配網(wǎng)流程流程如圖1所示。

圖1 配網(wǎng)流程圖

圖2 手機智能配置流程圖

ESP8266啟動時，要檢測連接的Wi-Fi，并獲取ID。如果沒有獲取ID，說明是第一次配置或Wi-Fi已經(jīng)改變，此時，需要啟動手機智能配置。其配置流程如圖2所示。手機智能配網(wǎng)的時候，先要確定ESP8266的工作模式，即station模式和AP模式，然后設(shè)置ESP8266是否上電自動連接Wi-Fi，最后開啟智能配置，即手機智能配置[3]。智能配置的核心程序如下：

if(Send_Wi-Fi_CMD(“AT+CWSTARTSMART=3”,”O(jiān)K”))

{

Uart1_SendString(“SmartConfig Command is sended successfully ”) ;

}

//等待手機配置Wi-Fi....

while(1)

{ if(Send_Wi-Fi_CMD(“AT+CIPSTATUS”,”STATUS:2”))

{

Uart1_SendString(“ESP8266 is successed to config by phone ”);

Wi-Fi_config = 1;

break;

}

實現(xiàn)智能配網(wǎng)，主要有兩條指令完成。 AT+CWMODE=1,設(shè)置ESP8266單station模式，AT+CWSTARTSMART=3,設(shè)置ESP8266配置類型為AirKisss或Esp_touch。AirKiss通過關(guān)注安信可公眾號的微信配網(wǎng)來實現(xiàn)。

啟動智能配置以后，死循環(huán)等待手機配置，一旦手機配網(wǎng)成功，退出死循環(huán)。

4 測試

基于STC15F2K60S2完成某個項目，該單片機具有兩個全雙工串口。項目中用U2口實現(xiàn)ESP8266與單片機通信，U1口通過轉(zhuǎn)接口接PC機USB口，可以在串口助手觀察配網(wǎng)的過程。配網(wǎng)成功時的信息如圖3所示。

圖3 智能配網(wǎng)信息

配網(wǎng)成功后，ESP8266作為站點連接TCP或UDP服務(wù)器。如下片段代碼，實現(xiàn)ESP8266連接TCP服務(wù)器。

if(Send_Wi-Fi_CMD(“AT+CIPSTART=”TCP”,”192.1 68.1.3”,8082”,”O(jiān)K”)) //

{

Delay200ms();

server_connect_flag = 1;

Uart1_SendString(“ESP8266 has connected to TCP server ”);

}

指令A(yù)T+CIPSTART用于建立ESP8266與TCP或UDP服務(wù)器連接。服務(wù)器連接成功后，ESP8266就可以向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)了[4]。

5 結(jié)束語

Wi-Fi信號的強弱、ESP8266的安裝位置都能影響配網(wǎng)結(jié)果。手機智能配網(wǎng)并不能100%保證成功，在使用的時候需要注意這一點。