【ESP-NOW with ESP32：从多个开发板接收数据（多对一）】

news2024/11/30 9:35:33

【ESP-NOW with ESP32：从多个开发板接收数据（多对一）】

  • 1. 项目概况
  • 2. 先决条件
    • 2.1 环境配置
    • 2.2 所需零件
  • 3. 获取接收板 MAC 地址
  • 4. ESP32 发送码 （ESP-NOW）
    • 4.1 代码的工作原理
    • 4.2 setup（）
    • 4.3 添加对等设备
    • 4.4 loop（）
    • 4.5 发送 ESP-NOW 消息
  • 5. ESP32 接收器代码 （ESP-NOW）
    • 5.1 代码的工作原理
    • 5.2 onDataRecv（）
    • 5.3 setup（）
  • 6. 示范
  • 7. 总结

本教程介绍如何设置 ESP32 开发板，通过 ESP-NOW 通信协议（多对一配置）接收来自多个 ESP32 开发板的数据。如果您想将多个传感器节点的数据收集到一个 ESP32 开发板中，此配置是理想的选择。这些板将使用Arduino IDE进行编程。

ESP-NOW with ESP32：多对一接收多板数据

我们还有其他与 ESP-NOW 相关的指南，您可能对此感兴趣：

ESP-NOW 入门（ESP32 with Arduino IDE）
ESP-NOW ESP32 开发板之间的双向通信
ESP-NOW with ESP32：向多个开发板发送数据（一对多）

1. 项目概况

本教程介绍如何设置 ESP32 开发板，通过 ESP-NOW 通信协议（多对一配置）接收来自多个 ESP32 开发板的数据，如下图所示。

ESP-NOW 搭载 ESP32 从多个开发板接收数据（多对一） 项目概况

  • 一个 ESP32 开发板用作接收器/从设备;
  • 多个 ESP32 开发板充当发送器/主站。我们已经用 5 个 ESP32发送板测试了这个示例，它工作正常。您应该能够将更多板添加到您的设置中;
  • 发送方板收到一条确认消息，指示消息是否已成功传递;
  • ESP32接收板接收来自所有发送方的消息，并识别哪个板发送了消息;
  • 例如，我们将在板之间交换随机值。您应该修改此示例以发送命令或传感器读数（使用ESP-NOW 交换传感器读数）。

注意：在 ESP-NOW 文档中，没有“发送者/主站”和“接收者/从站”之类的东西。每个板都可以是发送方或接收方。但是，为了清楚起见，我们将使用术语“发送方”和“接收方”或“主”和“从属”。

2. 先决条件

我们将使用 Arduino IDE 对 ESP32 开发板进行编程，因此在继续本教程之前，请确保已在 Arduino IDE 中安装这些开发板。

我们将使用 Arduino IDE 对 ESP32/ESP8266 开发板进行编程，因此在继续本教程之前，请确保已在 Arduino IDE 中安装这些开发板。

2.1 环境配置

在 Arduino IDE 中安装 ESP32 开发板（Windows、Mac OS X 和 Linux）
在Arduino IDE中安装ESP8266板（Windows，Mac OS X，Linux）

2.2 所需零件

要学习本教程，您需要多个 ESP32 开发板。所有 ESP32 型号都可以正常工作。我们尝试了不同型号的 ESP32 开发板，并且都运行良好（ESP32 DOIT 开发板、TTGO T-Journal、ESP32 with OLED 开发板和 ESP32-CAM）。

ESP32（阅读最佳 ESP32 开发板 )

3. 获取接收板 MAC 地址

要通过 ESP-NOW 发送消息，您需要知道接收器板的 MAC 地址。每个开发板都有一个唯一的 MAC 地址（了解如何获取和更改 ESP32 MAC 地址）。

将以下代码上传到每个接收器板以获取其 MAC 地址。

// Complete Instructions to Get and Change ESP MAC Address: https://RandomNerdTutorials.com/get-change-esp32-esp8266-mac-address-arduino/

#ifdef ESP32
  #include <WiFi.h>
#else
  #include <ESP8266WiFi.h>
#endif

void setup(){
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();
  Serial.print("ESP Board MAC Address:  ");
  Serial.println(WiFi.macAddress());
}
 
void loop(){

}

上传代码后，按 RST/EN 按钮，MAC 地址应显示在串行监视器上。

在这里插入图片描述

4. ESP32 发送码 （ESP-NOW）

接收方可以通过其唯一的MAC地址来识别每个发送方。但是，在接收端处理不同的MAC地址以识别哪个板发送了哪个消息可能很棘手。

因此，为了方便起见，我们将用一个唯一的编号（编号） 从 1 开始。如果您有三块板，则一块板的 ID 号为 1，另一块板的 ID 号为 2，最后是 3 号。该 ID 将与其他变量一起发送给接收方。

例如，我们将交换包含板的结构编号数字和两个随机数x和y如下图所示。

ESP-NOW 搭载 ESP32 从多个开发板（多对一）接收数据 示例数据

将以下代码上传到每个发送方板。别忘了增加编号每个发送板的编号。

/*********
  Rui Santos
  Complete project details at https://RandomNerdTutorials.com/esp-now-many-to-one-esp32/
  
  Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
  of this software and associated documentation files.
  
  The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
  copies or substantial portions of the Software.
*********/

#include <esp_now.h>
#include <WiFi.h>

// REPLACE WITH THE RECEIVER'S MAC Address
uint8_t broadcastAddress[] = {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF};

// Structure example to send data
// Must match the receiver structure
typedef struct struct_message {
    int id; // must be unique for each sender board
    int x;
    int y;
} struct_message;

// Create a struct_message called myData
struct_message myData;

// Create peer interface
esp_now_peer_info_t peerInfo;

// callback when data is sent
void OnDataSent(const uint8_t *mac_addr, esp_now_send_status_t status) {
  Serial.print("\r\nLast Packet Send Status:\t");
  Serial.println(status == ESP_NOW_SEND_SUCCESS ? "Delivery Success" : "Delivery Fail");
}
 
void setup() {
  // Init Serial Monitor
  Serial.begin(115200);

  // Set device as a Wi-Fi Station
  WiFi.mode(WIFI_STA);

  // Init ESP-NOW
  if (esp_now_init() != ESP_OK) {
    Serial.println("Error initializing ESP-NOW");
    return;
  }

  // Once ESPNow is successfully Init, we will register for Send CB to
  // get the status of Trasnmitted packet
  esp_now_register_send_cb(OnDataSent);
  
  // Register peer
  memcpy(peerInfo.peer_addr, broadcastAddress, 6);
  peerInfo.channel = 0;  
  peerInfo.encrypt = false;
  
  // Add peer        
  if (esp_now_add_peer(&peerInfo) != ESP_OK){
    Serial.println("Failed to add peer");
    return;
  }
}
 
void loop() {
  // Set values to send
  myData.id = 1;
  myData.x = random(0,50);
  myData.y = random(0,50);

  // Send message via ESP-NOW
  esp_err_t result = esp_now_send(broadcastAddress, (uint8_t *) &myData, sizeof(myData));
   
  if (result == ESP_OK) {
    Serial.println("Sent with success");
  }
  else {
    Serial.println("Error sending the data");
  }
  delay(10000);
}

4.1 代码的工作原理

包括无线上网和esp_now库。

#include <esp_now.h>
#include <WiFi.h>

在以下行中插入接收方的 MAC 地址。

uint8_t broadcastAddress[] = {0x30, 0xAE, 0xA4, 0x15, 0xC7, 0xFC};

然后，创建一个包含我们要发送的数据的结构。我们称这种结构为struct_message它包含三个整数变量：板编号,x和y.您可以更改它以发送所需的任何变量类型（但不要忘记在接收端也进行更改）。

typedef struct struct_message {
  int id; // must be unique for each sender board
  int x;
  int y;
} struct_message;

创建一个类型的新变量struct_message这被称为myData（我的数据）这将存储变量的值。

struct_message myData;

创建类型的变量esp_now_peer_info_t存储有关对等方的信息。

esp_now_peer_info_t peerInfo;

OnDataSent（） 回调函数
接下来，定义OnDataSent（）功能。这是一个回调函数，将在发送消息时执行。在这种情况下，此函数将打印消息是否成功传递。

void OnDataSent(const uint8_t *mac_addr, esp_now_send_status_t status) {
  Serial.print("\r\nLast Packet Send Status:\t");
  Serial.println(status == ESP_NOW_SEND_SUCCESS ? "Delivery Success" : "Delivery Fail");
}

4.2 setup（）

在setup（），初始化串行监视器以进行调试：

Serial.begin(115200);

将设备设置为 Wi-Fi 站：

WiFi.mode(WIFI_STA);

初始化 ESP-NOW：

if (esp_now_init() != ESP_OK) {
  Serial.println("Error initializing ESP-NOW");
  return;
}

成功初始化 ESP-NOW 后，注册发送消息时将调用的回调函数。在这种情况下，请注册OnDataSent（）之前创建的函数。

esp_now_register_send_cb(OnDataSent);

4.3 添加对等设备

要将数据发送到另一块板（接收器），您需要将其配对为对等体。以下行注册并添加新的对等体。

memcpy(peerInfo.peer_addr, broadcastAddress, 6);
peerInfo.channel = 0;
peerInfo.encrypt = false;

// Add peer
if (esp_now_add_peer(&peerInfo) != ESP_OK){
  Serial.println("Failed to add peer");
  return;
}

4.4 loop（）

在loop（），我们将每 10 秒通过 ESP-NOW 发送一条消息（您可以更改此延迟时间）。

为每个变量赋值。

myData.id = 1;
myData.x = random(0,50);
myData.y = random(0,50);

不要忘记更改每个发送方板的 ID。

请记住，myData（我的数据）是一种结构。在这里，分配要在结构内发送的值。在本例中，我们只是发送编号和随机值x和y.例如，在实际应用中，这些应替换为命令或传感器读数。

4.5 发送 ESP-NOW 消息

最后，通过 ESP-NOW 发送消息。

// Send message via ESP-NOW
esp_err_t result = esp_now_send(broadcastAddress, (uint8_t *) &myData, sizeof(myData));
 
if (result == ESP_OK) {
  Serial.println("Sent with success");
}
else {
  Serial.println("Error sending the data");
}

5. ESP32 接收器代码 （ESP-NOW）

将以下代码上传到 ESP32 接收器板。该代码准备接收来自三个不同板的数据。您可以轻松修改代码，以从不同数量的电路板接收数据。

/*********
  Rui Santos
  Complete project details at https://RandomNerdTutorials.com/esp-now-many-to-one-esp32/
  
  Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
  of this software and associated documentation files.
  
  The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
  copies or substantial portions of the Software.
*********/

#include <esp_now.h>
#include <WiFi.h>

// Structure example to receive data
// Must match the sender structure
typedef struct struct_message {
  int id;
  int x;
  int y;
}struct_message;

// Create a struct_message called myData
struct_message myData;

// Create a structure to hold the readings from each board
struct_message board1;
struct_message board2;
struct_message board3;

// Create an array with all the structures
struct_message boardsStruct[3] = {board1, board2, board3};

// callback function that will be executed when data is received
void OnDataRecv(const uint8_t * mac_addr, const uint8_t *incomingData, int len) {
  char macStr[18];
  Serial.print("Packet received from: ");
  snprintf(macStr, sizeof(macStr), "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",
           mac_addr[0], mac_addr[1], mac_addr[2], mac_addr[3], mac_addr[4], mac_addr[5]);
  Serial.println(macStr);
  memcpy(&myData, incomingData, sizeof(myData));
  Serial.printf("Board ID %u: %u bytes\n", myData.id, len);
  // Update the structures with the new incoming data
  boardsStruct[myData.id-1].x = myData.x;
  boardsStruct[myData.id-1].y = myData.y;
  Serial.printf("x value: %d \n", boardsStruct[myData.id-1].x);
  Serial.printf("y value: %d \n", boardsStruct[myData.id-1].y);
  Serial.println();
}
 
void setup() {
  //Initialize Serial Monitor
  Serial.begin(115200);
  
  //Set device as a Wi-Fi Station
  WiFi.mode(WIFI_STA);

  //Init ESP-NOW
  if (esp_now_init() != ESP_OK) {
    Serial.println("Error initializing ESP-NOW");
    return;
  }
  
  // Once ESPNow is successfully Init, we will register for recv CB to
  // get recv packer info
  esp_now_register_recv_cb(OnDataRecv);
}
 
void loop() {
  // Acess the variables for each board
  /*int board1X = boardsStruct[0].x;
  int board1Y = boardsStruct[0].y;
  int board2X = boardsStruct[1].x;
  int board2Y = boardsStruct[1].y;
  int board3X = boardsStruct[2].x;
  int board3Y = boardsStruct[2].y;*/

  delay(10000);  
}

5.1 代码的工作原理

与发送方类似，首先包括库：

#include <esp_now.h>
#include <WiFi.h>

创建一个结构来接收数据。此结构应与发送方草图中定义的结构相同。

typedef struct struct_message {
  int id;
  int x;
  int y;
} struct_message;

创建一个struct_message称为myData（我的数据）这将保存接收到的数据。

struct_message myData;

然后，创建一个struct_message变量，以便我们可以将接收到的数据分配给相应的板。在这里，我们将为三个发送方板创建结构。如果有更多的发送方板，则需要创建更多结构。

struct_message board1;
struct_message board2;
struct_message board3;

创建一个包含所有板结构的数组。如果您使用的是不同数量的板，则需要对其进行更改。

struct_message boardsStruct[3] = {board1, board2, board3};

5.2 onDataRecv（）

创建一个回调函数，当 ESP32 通过 ESP-NOW 接收到数据时调用该函数。该函数被调用onDataRecv（）并应接受以下几个参数：

void OnDataRecv(const uint8_t * mac, const uint8_t *incomingData, int len)

获取板子MAC地址：

char macStr[18];
Serial.print("Packet received from: ");
snprintf(macStr, sizeof(macStr), "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",
         mac_addr[0], mac_addr[1], mac_addr[2], mac_addr[3], mac_addr[4], mac_addr[5]);
Serial.println(macStr);

复制传入数据data 变量添加到myData（我的数据）变量。

memcpy(&myData, incomingData, sizeof(myData));

现在，myData（我的数据）结构包含多个变量，其值由 ESP32 发送方之一发送。我们可以通过其 ID 来识别哪个板发送数据包：myData.id.

这样，我们可以将接收到的值分配给板结构数组：

boardsStruct[myData.id-1].x = myData.x;
boardsStruct[myData.id-1].y = myData.y;

例如，假设您收到一个来自 ID 为 2 的板的数据包。的值myData.id，为 2。

因此，您要更新董事会2结构。这董事会2structure 是索引为 1 的元素板结构数组。这就是我们减去 1 的原因，因为 C 中的数组索引为 0。如果您查看下图，可能会有所帮助。
在这里插入图片描述

5.3 setup（）

在setup（），初始化串行监视器。

Serial.begin(115200);

将设备设置为 Wi-Fi Station。

WiFi.mode(WIFI_STA);

初始化 ESP-NOW：

if (esp_now_init() != ESP_OK) {
  Serial.println("Error initializing ESP-NOW");
  return;
}

注册一个回调函数，该函数将在收到数据时调用。在这种情况下，我们注册OnDataRecv（）之前创建的函数。

esp_now_register_recv_cb(OnDataRecv);

循环中注释的以下行举例说明了如果要访问每个板结构的变量，需要执行的操作。例如，要访问x值董事会1:

int board1X = boardsStruct[0].x;

6. 示范

将发送方代码上传到每个发送方板。不要忘记为每个板子提供不同的 ID。

将接收器代码上传到 ESP32 接收器板。不要忘记修改结构以匹配发送板的数量。

在发件人的串行监视器上，如果邮件正确传递，您应该会收到“传递成功”消息。

ESP-NOW 发送数据包成功 ESP32 串口监控器

在接收器板上，您应该接收来自所有其他板的数据包。在这个测试中，我们从5个不同的电路板接收数据。

ESP-NOW 从多个板卡接收数据 ESP32 串口监视器

7. 总结

🥳🥳🥳现在，我们在本教程中，您学习了如何使用 ESP-NOW（多对一配置）设置 ESP32 以接收来自多个 ESP32 开发板的数据。🛹🛹🛹从而实现对外部世界进行感知，充分认识这个有机与无机的环境，后期会持续分享esp32跑freertos实用案列🥳🥳🥳科学地合理地进行创作和发挥效益，然后为人类社会发展贡献一点微薄之力。🤣🤣🤣

参考文献：

  • 【ESP-NOW ESP32 开发板之间的双向通信】
  • 【ESP-NOW 入门（ESP32 with Arduino IDE）】
  • 【ESP-NOW with ESP32：向多个开发板发送数据（一对多）】
  • ESP-NOW with ESP32: Receive Data from Multiple Boards (many-to-one)

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