NodeMCU ESP8266构建Web Server网页端控制设备
前言
NodeMCU ESP8266 内部集成了TCP/IP协议栈，可以快速构建网络功能，搭建联网应用的硬件平台；
- ESP8266可以作为WiFi接入点（
Station），这样可以方便连接互联网，通过HTTP协议和云端服务器进行连接，数据处理； - ESP8266可以作为热点（
Access Point），这样方便其他设备的接入，可以作为网络服务器；
本文我们将把ESP8266配置为接入点（Station），自动连接到局域网中，实现通过网页端控制板载LED的亮和灭。
原理
我们会在ESP8266上构建一个webserver，并且会实现一个页面，用户通过客户端的访问该页面，在页面上可以对ESP8266上的LED进行控制。
整体架构图如下所示；
- ESP8266上的程序构建一个
Web server，并且实现相应的网页界面； - ESP8266连接到网络
UNCLE_MAC； - 手机端连接到网络
UNCLE_MAC，并访问ESP8266的web server地址； - 通过网页进行设备的控制；
下面我们进一步介绍一下如何实现这个功能。
实现
原理图
通过面包板连接LED到ESP8266开发板上，这里我们连接一个LED到GPIO 4（D2），另一个连接到GPIO 2（D1）,具体如下所示；
注意：记得每个LED添加限流电阻。
开发环境准备
ESP8266 WiFi库
具体ESP8266 WiFi库的使用说明以及文档可以参考：
https://arduino-esp8266.readthedocs.io/en/latest/esp8266wifi/readme.html
Station (STA) 模式用于将 ESP 模块连接到AP建立的 Wi-Fi 网络；
下面是一个作为station的示例代码：
#include <ESP8266WiFi.h>
void setup()
{
Serial.begin(115200);
Serial.println();
WiFi.begin("network-name", "pass-to-network");
Serial.print("Connecting");
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
{
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println();
Serial.print("Connected, IP address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
}
void loop() {}
代码实现
复制下面的代码到Arduino IDE，但是修改所需要的WiFi名称和WiFi密码，即可实现上述功能，具体代码如下；
// 包含WiFi库
#include <ESP8266WiFi.h>
// 设置 WiFi名称和密码
const char* ssid = "此处替换实际的WiFi名称";
const char* password = "此处替换实际的WiFi密码";
// 设置 web 服务器端口
WiFiServer server(80);
// 保存 HTTP 请求的变量
String header;
// 当前设备的输出状态
String output5State = "off";
String output4State = "off";
// 引脚的编号，用于GPIO的配置和输出
const int output5 = 5;
const int output4 = 4;
// 当前系统时间
unsigned long currentTime = millis();
// 上个系统时间
unsigned long previousTime = 0;
// 定义超时时间 (例如: 2000ms = 2s)
const long timeoutTime = 2000;
void setup() {
Serial.begin(115200);
// 初始化输出
pinMode(output5, OUTPUT);
pinMode(output4, OUTPUT);
// 设置初始输出为LOW
digitalWrite(output5, LOW);
digitalWrite(output4, LOW);
// WiFi的网络连接
Serial.print("Connecting to ");
Serial.println(ssid);
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
// 打印设备的IP地址，并连接web服务器
Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected.");
Serial.println("IP address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
server.begin();
}
void loop(){
WiFiClient client = server.available(); // 监听客户端
if (client) { // 如果新的客户端连接
Serial.println("New Client."); // 打印数据到串口监视器
String currentLine = ""; // 将客户端接收的数据保存到 String 变量中
currentTime = millis();
previousTime = currentTime;
while (client.connected()
&& currentTime - previousTime <= timeoutTime) { // 客户端连接的时候，进行循环
currentTime = millis();
if (client.available()) { // 判断是否有数据从客户端发送过来
char c = client.read(); // 读取一个字节
Serial.write(c); // 打印到串口监视器上
header += c;
if (c == '\n') { // 如果介绍的数据是换行符 \n
// 检测是否是空行，作为HTTP请求的结束
if (currentLine.length() == 0) {
// HTTP 头经常包含 (HTTP/1.1 200 OK)
// 下面作为HTTP请求的返回
client.println("HTTP/1.1 200 OK");
client.println("Content-type:text/html");
client.println("Connection: close");
client.println();
// 打开GPIO的输出状态
if (header.indexOf("GET /5/on") >= 0) {
Serial.println("GPIO 5 on");
output5State = "on";
digitalWrite(output5, HIGH);
} else if (header.indexOf("GET /5/off") >= 0) {
Serial.println("GPIO 5 off");
output5State = "off";
digitalWrite(output5, LOW);
} else if (header.indexOf("GET /4/on") >= 0) {
Serial.println("GPIO 4 on");
output4State = "on";
digitalWrite(output4, HIGH);
} else if (header.indexOf("GET /4/off") >= 0) {
Serial.println("GPIO 4 off");
output4State = "off";
digitalWrite(output4, LOW);
}
// 显示刷新网页
client.println("<!DOCTYPE html><html>");
client.println("<head><meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1\">");
client.println("<link rel=\"icon\" href=\"data:,\">");
// on/off 按钮的CSS样式
// 可以在这里修改自己想要的风格
client.println("<style>html { font-family: Helvetica; display: inline-block; margin: 0px auto; text-align: center;}");
client.println(".button { background-color: #195B6A; border: none; color: white; padding: 16px 40px;");
client.println("text-decoration: none; font-size: 30px; margin: 2px; cursor: pointer;}");
client.println(".button2 {background-color: #77878A;}</style></head>");
// 网页的标题
client.println("<body><h1>ESP8266 Web Server</h1>");
// 显示当前GPIO5的状态
client.println("<p>GPIO 5 - State " + output5State + "</p>");
if (output5State=="off") {
client.println("<p><a href=\"/5/on\"><button class=\"button\">ON</button></a></p>");
} else {
client.println("<p><a href=\"/5/off\"><button class=\"button button2\">OFF</button></a></p>");
}
// 显示当前GPIO4的状态
client.println("<p>GPIO 4 - State " + output4State + "</p>");
if (output4State=="off") {
client.println("<p><a href=\"/4/on\"><button class=\"button\">ON</button></a></p>");
} else {
client.println("<p><a href=\"/4/off\"><button class=\"button button2\">OFF</button></a></p>");
}
client.println("</body></html>");
// 发送空行，结束HTTP请求
client.println();
// 跳出当前的循环
break;
} else {
// 获取到空行，则清空currentLine中的数据
currentLine = "";
}
} else if (c != '\r') {
currentLine += c;
}
}
}
// Clear the header variable
header = "";
client.stop();
Serial.println("Client disconnected.");
Serial.println("");
}
}
测试结果
将程序编译并下载到ESP8266开发板上，打开Arduino ide中串口监视器，会打印出相应的信息，具体如下所示；
这里ESP8266的IP地址是172.16.3.188，也就是我们用浏览器访问的web server的地址。
注意：这里的地址不一定都相同，每个设备地址也会有差异。
在浏览器的地址栏输入172.16.3.188，刷新网页即可进入我们设计好的网页，在这里就可以对LED进行控制了，具体如下所示；
结论
本文简单介绍了使用ESP8266构建一个简易的Web server，可以通过网页上的按钮对硬件设备进行控制，其实除了控制LED之外，我们还可以通过本文的内容做一些修改，就可以很轻松地对直流电机，继电器等设备进行控制。
