ESP32-TCP服务端（Arduino）

news2024/11/15 15:55:50

将ESP32设置为TCP服务器

介绍

TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议，是一种面向连接的（一个客户端对应一个服务端）、可靠的传输层协议。在TCP的工作原理中，它会将消息或文件分解为更小的片段，称为数据包，然后通过Internet发送。这些数据包被TCP层接收后，重新组合成完整的文件或消息。此外，为了确保数据的传递成功，TCP还会对数据流进行错误检查。如果发现错误，TCP会请求重新传输丢失或损坏的数据包。

基本方法

ESP32设置为TCP服务器的流程：

包含必要的库：
在Arduino项目中，首先需要包含与ESP32和网络通信相关的必要库：
```
#include <Arduino.h>
#include <WiFi.h>
```
配置网络参数：
设置用于ESP32访问点（Access Point，AP）的网络参数，如SSID（Wi-Fi名称）和密码。
```
const char *ssid = "esp32_tcp";
const char *password = "987654321";
```
创建TCP服务器对象：
使用WiFiServer类创建一个TCP服务器对象，并指定服务器监听的端口。
```
WiFiServer server(1133);
```
这里的1133是服务器监听的端口号，你可以根据需要选择一个未被占用的端口。
设置服务器：
在setup()函数中进行服务器的初始化和启动。
```
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  WiFi.softAP(ssid, password);
  server.begin();
  Serial.print("IP:");// 串口打印AP_IP
  Serial.println(WiFi.softAPIP());
}
```
这里，WiFi.softAP(ssid, password)将ESP32配置为访问点，server.begin()启动TCP服务器，并使用Serial.println(WiFi.softAPIP())打印ESP32的IP地址。

处理客户端连接和通信：
在loop()函数中，通过server.available()检查是否有新的客户端连接。如果有新连接，通过WiFiClient对象处理通信。

void loop() {
// 循环检测有无客户端  有请求-能连接-有数据
  WiFiClient client = server.available();// client指向发出请求的客户端对象
  if (client) {
    // 处理新客户端连接
    while (client.connected()) {
      if (client.available()) {//检测有无数据可读
        // 处理客户端发送的数据
        char val = client.read();// 读取一个字节数据
        Serial.println(val);
        client.print(val); // 回发数据给客户端
      }
    }
  } else {
    client.stop();
    delay(2000);
  }
}

server.available(); 此函数用于检查是否有客户端试图连接到服务器。如果有客户端可用，它将返回一个WiFiClient对象，表示新的客户端连接。如果没有客户端试图连接，则返回一个WiFiClient对象，其值为false。
在循环检测新的客户端连接，如果有新连接，就在连接建立的状态下处理客户端发送的数据。

常用API

ESP32的Arduino核心库（Arduino core for ESP32）提供了一组用于TCP通信的API。以下是关于ESP32 Arduino库中与TCP相关的一些重要函数和类的总结：

WiFiServer 类:
- 构造函数： WiFiServer(uint16_t port)
- 成员函数：
  - begin(): 启动服务器，开始监听指定端口。
  - available(): 检查是否有客户端请求连接，返回一个 WiFiClient 对象表示新的连接。
  - status(): 返回服务器状态。
  - stop(): 关闭服务器。
WiFiClient 类:
- 构造函数： WiFiClient()
- 成员函数：
  - connect(IPAddress ip, uint16_t port): 连接到指定IP地址和端口的服务器。
  - connect(const char *host, uint16_t port): 连接到指定主机名和端口的服务器。
  - connected(): 检查是否与服务器建立了连接。
  - available(): 检查是否有数据可用于读取。
  - read(): 读取一个字节的数据。
  - readBytes(char *buffer, size_t length): 读取指定长度的数据。
  - print() / println(): 向服务器发送数据。
  - stop(): 关闭连接。
WiFi 操作相关:
- WiFi.softAP(ssid, password): 将ESP32配置为Access Point（热点）。
- WiFi.softAPIP(): 获取ESP32 Access Point的IP地址。
- WiFi.localIP(): 获取ESP32的本地IP地址。

这些是ESP32 Arduino核心库中与TCP通信相关的一些重要函数和类。详细的文档可以查看ESP32 Arduino文档。

完整程序和测试效果

#include <Arduino.h>
#include <WiFi.h>
// ESP32作为tcp服务端，手机或者电脑的调试助手
// 作为客户端，进行通信

const char *ssid = "esp32_tcp";
const char *password = "987654321";
// tcp服务端对象
WiFiServer server(1133);

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  WiFi.softAP(ssid, password);
  server.begin();
  // 串口打印AP_IP
  Serial.print("IP:");
  Serial.println(WiFi.softAPIP());
}

void loop()
{
  // 循环检测有无客户端  有请求-能连接-有数据
  WiFiClient client = server.available(); // client指向发出请求的客户端对象
  if (client)
  {
    Serial.println("新客户端.");
    Serial.println(client.localIP());
    while (client.connected())
    {
      // 连接成功进入循环
      if (client.available())//检测有无数据可读
      {
        char val = client.read(); // 读取一个字节数据
        Serial.println(val);
        client.print(val); // 回发数据给客户端
      }
    }
  }
  else
  {
    client.stop();
    delay(2000);
  }
}