Arduino连接ESP8266实现联网功能 |
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Arduino连接ESP8266实现联网功能
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目录 1.前期准备 2.ESP8266代码 3.Arduino代码 4.易联智能 由于自己是物联网工程专业的学生，所以对于一些单片机等硬件都必须要有一些了解，接着这次做课设的机会，我打算将自己的这次做课设的经验记录下来，以便于以后自己的CV。万一以后需要用到这些，而自己又忘记了，因为我并不打算走硬件这条路。做好记录，以备不时之需。 首先是使用Arduino连接各种所需要的传感器，例如：温湿度、光照、等等。这些感觉还是比较简单的，只需要搞清楚所用传感器的引脚该如何去连接，一般情况如下： VCC——正极 GND——负极 DO——（连接一个数字引脚，Arduino为2~13） AO——（连接一个模拟引脚，Arduino为A0~A5） 其他的大部分能够在网上找到相关教程，这里就不多讲了。 1.前期准备首先我们需要准备一个8266模块和一个下载器。
下载器
ESP8266 需要注意的是，当需要将代码通过下载器下载到ESP8266使，需要进行一些操作，否则会导致下载失败。
将两个短孔短接 ，不然会导致下载失败 随后进行一系列准备工作， 第一步： 附加网址：https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json 第二步：相关库下载 进入工具->开发板->开发板管理器添加esp8266库
进入工具->管理库添加 pubsubclient 库和 ArduinoJson 库
将库安装好以后就可以进行下一步了。 2.ESP8266代码如果你需要使用此代码，只需要修改WIFI账号跟密码以及sub和pub。 建议： sub与pub需要自己去易联智能云平台上去创建一个项目后获取。wifi名称和密码建议修改成自己的手机热点密码，这样更为方便。特别注意：我使用的是易联智能云平台，这里所说的sub和pub也都是基于此平台而来的。 下面附上相关网址：易联智能物联网平台 该平台相较于其他云平台，使用起来更为简单、比较适合初学者。 上传至ESP8266的代码： #include #include #define BUILTIN_LED 2 char P_NAME[] = " "; //设置热点名称 char P_PSWD[] = " "; //设置热点密码 char sub[] = "Sub/100052"; //设置设备SUB名称 char pub[] = "Pub/100052"; //设置设备PUB名称 const char *ssid = P_NAME; const char *password = P_PSWD; const char *mqtt_server = "121.5.58.100"; String reStr; WiFiClient espClient; PubSubClient client(espClient); unsigned long lastMsg = 0; #define MSG_BUFFER_SIZE (50) char msg[MSG_BUFFER_SIZE]; int value = 0; void setup_wifi() { delay(10); WiFi.mode(WIFI_STA); WiFi.begin(ssid, password); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); } randomSeed(micros()); } void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length) { for (int i = 0; i < length; i++) { Serial.print((char)payload[i]); } Serial.println(); } void reconnect() { while (!client.connected()) { String clientId = "ESP8266Client"; clientId += String(random(0xffff), HEX); if (client.connect(clientId.c_str())) { client.publish(pub, "{\"State\":\"OnLine\"}"); client.subscribe(sub); } else { Serial.print(client.state()); delay(5000); } } } void setup() { pinMode(BUILTIN_LED, OUTPUT); Serial.begin(9600); setup_wifi(); client.setServer(mqtt_server, 1883); client.setCallback(callback); digitalWrite(BUILTIN_LED, HIGH); } void loop() { if (!client.connected()) { reconnect(); } client.loop(); if (Serial.available() > 0) { reStr = Serial.readStringUntil('\n'); //检测json数据是否完整 int jsonBeginAt = reStr.indexOf("{"); int jsonEndAt = reStr.lastIndexOf("}"); if (jsonBeginAt != -1 && jsonEndAt != -1) { reStr = reStr.substring(jsonBeginAt, jsonEndAt + 1); int str_len = reStr.length() + 1; char char_array[str_len]; reStr.toCharArray(char_array, str_len); client.publish(pub, char_array); } } } 3.Arduino代码这个就没啥好讲的了，但有些连线需要提一下 ESP8266连接Arduino： 3V3——3.3V EN——3.3V GND——负极 RX——连Arduino上的TX TX——连Arduino上的RX 如果没有将RX与TX接反，那么云平台接收不到上传的数据。 在将Arduino代码上传至Arduino板的时候，一定要将RX和TX拔掉，不然会导致代码无法上传。当年就是这个坑，搞了我一下午，人都搞麻了。。。 上传时Arduino的代码 ： /* 《智慧寝室例程》 需安装的Arduino库： ArduinoJson、DHT sensor library 可实现功能： 温湿度查看，灯光控制，窗帘控制，火焰检测，空调开关，空调温度设定。 接线： 温湿度使用DHT11传感器，接10号引脚； 窗帘舵机连接9号引脚； 火焰传感器连接8号引脚； LED灯连接7号引脚； 继电器连接6号引脚模拟空调的控制； 将ESP8266的Rx引脚接在Arduino的Tx上，Tx引脚接在Rx上。但下载代码时需将Rx与Tx的接线移除，否则程序会报错； */ #include //导入JSON库，用来封装发送数据的格式 #include //导入温湿度传感器库 #include //控制舵机的库 StaticJsonDocument sendJson; // 创建JSON对象，用来存放发送数据 StaticJsonDocument readJson; // 创建JSON对象，用来存放接收到的数据 unsigned long lastUpdateTime = 0; //记录上次上传数据时间 const unsigned long updateInterval = 4000; // 在这里设置数据发送至云平台的时间间隔，单位为毫秒 //定义传感器相关的引脚 #define DHTPIN 10 //定义温湿度传感器引脚为10 #define DHTTYPE DHT11 //定义温湿度传感器型号为DHT11 #define CURTAIN 9 //设定舵机（窗帘）的Arduino引脚为9 #define COPEN 10 //设定舵机的角度，窗帘开启时舵机的角度 #define CCLOSE 100 //窗帘关闭时舵机的角度 #define FIRE 8 //设定火焰传感器连接的Arduino引脚为4 #define LED 7 //设定LED灯引脚为7 #define AIR 6 //设定继电器（空调）的引脚为6 //定义相关的变量 long ID = 100061; // 定义设备ID号,替换成云平台生成的ID号 float temperature, humidity; // 定义温湿度变量 int lightState,fireState,airState,curtainState; // 定义灯光,火焰,继电器（空调）,窗帘状态（0代表无或者关闭，1代表有或者打开） int airTemperatureSet=26; // 定义空调的设定温度，默认26度 DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); //创建dht对象，用于操作温湿度传感器 Servo curtainServo; // 创建舵机对象，用来控制窗帘的舵机 // Arduino的初始化函数，仅在通电时运行一次 void setup() { Serial.begin(9600); //初始化串口，用于和esp8266进行通信，完成数据的接收与上传 dht.begin(); //初始化温湿度传感器 curtainServo.attach(CURTAIN); //初始化9号引脚为舵机引脚 pinMode(FIRE, INPUT); //初始化火焰传感器引脚为输入模式 pinMode(LED, OUTPUT); //初始化LED灯引脚为输出模式 pinMode(AIR, OUTPUT); //初始化继电器（空调）引脚为输出模式 } // Arduino的loop函数，当setup函数执行完毕后进入该函数并一直循环运行 void loop() { // 该函数段可完成数据定时上报的功能，并且不会阻塞loop函数的运行 if (millis() - lastUpdateTime > updateInterval) { sendJsonData(); lastUpdateTime = millis(); } // 当用户使用手机控制当前设备时ESP8266会通过串口向Arduino发送指令，该函数段可判断串口有没有接收到消息，并完成对用户消息的解析 while (Serial.available() > 0) { // 判断串口缓冲区是否有消息 String inputString = Serial.readStringUntil('\n'); //从串口缓冲区读入数据，并赋值给inputString变量（String变量为Arduino独有变量类型，可以简化字符串操作） //检测json数据是否完整，若通过则进行下一步的处理 /* 云平台向硬件下发JSON的格式为 {"Light":"1"} 类型的字符串，通常叫键值对，C语言中叫做哈希表。 左边的"Air"为我们在云平台中定义的标识符，右边为具体的指令 */ int jsonBeginAt = inputString.indexOf("{"); int jsonEndAt = inputString.lastIndexOf("}"); if (jsonBeginAt != -1 && jsonEndAt != -1) { inputString = inputString.substring(jsonBeginAt, jsonEndAt + 1); //净化json数据 deserializeJson(readJson, inputString); //通过ArduinoJSON库将JSON字符串转换为方便操作的对象 // 判断接收的指令 if (readJson.containsKey("LightState")) //判断云平台下发的消息是否包含Light标识符，如果是则进行下一步处理 { digitalWrite(LED, (int)readJson["LightState"]); // 根据Light的值来控制小灯，0为关，1为开，由于是char类型，所以我们需要转换为int delay(100); lightState = digitalRead(LED); // 及时更新小灯的状态信息，这样云平台才能知道是否控制成功 } else if(readJson.containsKey("CurtainState")) // 若添加了多个功能，则使用else if隔开 { //更新curtain的值 curtainState = (int)readJson["CurtainState"]; } // 空调开关设定 else if(readJson.containsKey("AirState")){ airState = (int)readJson["AirState"]; // 让Arduino中的空调设定值更新为云平台下放的值 } // 空调温度设定 else if(readJson.containsKey("AirTemperatureSet")){ airTemperatureSet = (int)readJson["AirTemperatureSet"]; // 让Arduino中的空调设定值更新为云平台下放的值 } delay(500); sendJsonData(); //向云平台发送最新的信息 } } //判读curtainState的值是否为1，是则让舵机转到开启的角度，否则关闭 if(curtainState){ curtainServo.write(COPEN); } else{ curtainServo.write(CCLOSE); } //判断空调是否为开启的状态 if(curtainState){ // 判断当前室内温度是否低于设定温度，是则触发继电器，否则关闭 if(temperature |
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