基于点灯Blinker的ESP8266远程网络遥控LED

news2024/11/17 1:51:09

本文介绍基于ESP8266模块实现的远程点灯操作，手机侧APP选用的是点灯-Blinker，完整资料及软件见文末链接

一、ESP8266模块简介

ESP8266是智能家居等物联网场景下常用的数传模块，具有强大的功能，通过串口转WIFI的方式可实现远距离无线数据传输、远程控制、在线查询等基本物联网诉求！

下图是ESP8266-01模块，与之对应的还有ESP8266-01S，两者基本一致，只是后者内部集成了上拉电阻，ESP8266-01使用的时候CH_PD管脚需要手动接上拉电阻。
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管脚说明：
ESP8266-01S引脚图如下所示：
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ESP8266-01S一共有8个引脚，详细说明如下：

序号	管脚定义	管脚说明
1	GND	模块地脚
2	GPIO2	普通GPIO管脚，和模块自带的蓝色LED的管脚电平正好反向
3	GPIO0	高电平时启动SPI FLASH，低电平时UART烧写模式
4	GPIO3/RXD	RXD管脚，不用于串口时可以复用为普通IO口
5	VCC	3V3(注意负载多的时候供电需要外接)
6	RST	复位脚，低电平复位
7	CH_PD/EN	高电平时工作，ESP8266-01需手动上拉3V3(01S内部集成上拉电阻)
8	GPIO1/TXD	TXD管脚，不用于串口时可以复用为普通IO口

二、透传设置

注意：新拿到的ESP8266模块需要先进行透传设置，所谓透传就是要配置WIFI的路由信息，主要包括
（1）WiFi名称
（2）WiFi密码

只有透传设置完的模块才能正常联网数传/控制，WIFI名称和密码不变的情况下仅需透传一次即可，若WiFi信息更改需要重新透传设置，本文介绍基于USB转TTL模块的透传设置方法

所需硬件
（1）ESP8266-01S
（2）USB转TTL模块
USB转TTL模块（CH340T芯片） 某宝上实物如下，有试过其他USB转接模块下载失败，大家选择的时候需要注意

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所需软件
（1）Arduino IED 1.8.5以上(越高越好)，本文是基于Arduino IED 1.8.19实现的。高版本的IDE自带有blinker头文件库、组件拓展包以及Generic 8266 moudle 烧录选项，低版本还需自己添加比较费事（安装包见文末链接）
（2）bilnker app 在手机网页搜索下载即可

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接线方式
ESP8266-01S和USB转TTL模块的接线方式如下，管脚不够可以借助面板板处理

ESP8266-01S	USB转TTL模块
VCC	3V3
GND	GND
RXD	TXD
TXD	RXD
CH_PD/EN	3V3（高电平有效，接3V3）

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操作步骤

（1）选择Generic ESP 8266 Moudle，具体操作如下图所示

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（2）选择AT固件文件“AT_Firmware_WIFI”，具体操作如下图所示

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“AT_Firmware_WIFI”这个固件程序就是我们透传所需要使用的文件，其封装后的代码相对比较简单，核心就是支持串口使用AT指令进行透传配置

#define BLINKER_AT_MQTT

#include <Blinker.h>

void setup()
{
    Blinker.begin();
}

void loop()
{
    Blinker.run();
}

（3）点击下载，使用USB转TTL模块进行下载的话，接下来的步骤很关键，需要重点关注：
第一步：GPIO0下拉接GND
第二步：RST复位一下，Reset管脚接GND后移除
第三步：IDE页面点击上传程序按钮

上传程序界面

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程序上传中界面

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程序上传成功界面，最后一句表示程序上传成功需重启硬件

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第四步：下载完成后，移除GPIO0（由接地态变成悬空态）
第五步：RST复位一下，Reset管脚接GND后移除

注意：使用USB转TTL模块下载时都需要遵循上述流程

（4）串口助手界面AT指令调试，上传程序成功后，打开arduino IDE串口助手界面，波特率设置9600，显示BLINKER_WIFI则表示程序烧录成功

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在串口发送“AT”指令，返回“OK”，如下所示

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（5）透传指令调试

第一步：要求模块强制通过“wifi名”和“wifi密码”信息接入wifi

在串口发送以下指令，AT+BLINKER_WIFI=0,“API key”,“wifi名”,“wifi密码” 进行透传设置，其中API key需要在点灯blinker APP中获取

API key获取如下，先进入点灯blinker APP中，点击左上角三个横杠（如果新注册的没有设备需点击右上角+号进行添加设备）

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点击“设备管理”

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密钥就是我们需要的API key了

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获取到对应信息后，我们在串口发送透传指令如下（wifi可以使用家里的路由器或者手机热点，注意要是2.4GHz频段），发送成功的话会打印如下一堆配置信息

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第二步：连接BLINKER服务器

在串口发送：“AT+BLINKER_WIFI=1,API key” 指令，发送成功后的打印如下

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发送成功后，手机热点显示已经有设备连接上了，表明ESP8266-01s模块透传成功

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至此，整个模块的透传结束，后面就是正式开始我们的远程遥控点灯操作

三、远程点灯（完整代码见文末链接）

基于上述第二步透传设置，我们已经配置好网络通道了，接下来就是讲解下如何实现远程点灯控制。

实现手机上blinker APP远程通过网络遥控点灯可分为两步，APP侧组建配置+ESP8266-01s侧代码烧录配置，下面分别进行讲解

第一步：APP侧组建配置
选择需要配置的设备，点击进入下一步界面

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进入这个页面后点击右上角的编辑按钮

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然后在弹出的页面下方选择添加“按键”这个组建

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按键添加后可以点击按键进入编辑模式，修改组建名为“btn-abc”，这个很关键，后续代码中会用到

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第二步：ESP8266-01s侧代码下载（完整代码见文末链接）

给ESP8266-01s直接下载程序，依然是使用USB-TTL模块，烧录方法参考上述透传设置

代码主要实现的功能是：在手机点灯blinker APP点击按键后，esp8266相连的灯会改变状态（亮/灭交替），且不受距离限制，只要有网络便可实现远程无线控制

部分核心配置代码解析如下：

（1）基础密钥及wifi信息配置

char auth[] = "Your Device Secret Key";//APP侧的API key，也就是密钥
char ssid[] = "Your WiFi network SSID or name";//wifi名称
char pswd[] = "Your WiFi network WPA password or WEP key";//wifi密码

（2）组建名称配置，也就是刚第一步中在手机APP侧配置的按键组建名称

// 新建组件对象
BlinkerButton Button1("btn-abc");

（3）具体控制执行函数，按键按下后，灯的状态发生翻转（ESP8266-01s自带的蓝灯或者GPIO2引出控制个LED灯）

// 按下按键即会执行该函数
void button1_callback(const String & state)
{
    BLINKER_LOG("get button state: ", state);
    digitalWrite(LED_BUILTIN, !digitalRead(LED_BUILTIN));
}