ESP8266 ArduinoIDE 搭建web服务器与客户端开发

news2024/11/15 13:39:48

一、wifi 相关配置

 

1.1 无线终端 wifi 模式

此模式中，esp8266 会连接到指定 wifi 进行工作。

#include <ESP8266WiFi.h>        // 本程序使用ESP8266WiFi库
 
const char* ssid     = "home";      // 连接WiFi名（此处使用home为示例）
const char* password = "12345678";          // 连接WiFi密码（此处使用12345678为示例）
                                            
void setup() {
  Serial.begin(9600);         // 启动串口通讯
  
  WiFi.begin(ssid, password);                  // 启动网络连接
  Serial.print("Connecting to ");              // 串口监视器输出网络连接信息
  Serial.print(ssid); Serial.println(" ...");  // 告知用户NodeMCU正在尝试WiFi连接
  
  int i = 0;                                   // 这一段程序语句用于检查WiFi是否连接成功
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {      // WiFi.status()函数的返回值是由NodeMCU的WiFi连接状态所决定的。 
    delay(1000);                               // 如果WiFi连接成功则返回值为WL_CONNECTED                       
    Serial.print(i++); Serial.print(' ');      // 此处通过While循环让NodeMCU每隔一秒钟检查一次WiFi.status()函数返回值
  }                                            // 同时NodeMCU将通过串口监视器输出连接时长读秒。
                                               // 这个读秒是通过变量i每隔一秒自加1来实现的。
                                               
  Serial.println("");                          // WiFi连接成功后
  Serial.println("Connection established!");   // NodeMCU将通过串口监视器输出"连接成功"信息。
  Serial.print("IP address:    ");             // 同时还将输出NodeMCU的IP地址。这一功能是通过调用
  Serial.println(WiFi.localIP());              // WiFi.localIP()函数来实现的。该函数的返回值即NodeMCU的IP地址。
}
 
void loop() {                                   
}

 

 wifi 连接成功，esp8266 通过串口返回当前局域网 IP

1.2 接入点模式（热点模式 AP)

此模式中，esp8266 会开启一个指定名称和密码的热点进行工作。

#include <ESP8266WiFi.h>        // 本程序使用ESP8266WiFi库
 
const char *ssid = "taichi-maker"; // 这里定义将要建立的WiFi名称。此处以"taichi-maker"为示例
const char *password = "12345678";  // 这里定义将要建立的WiFi密码。此处以12345678为示例
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);              // 启动串口通讯
  
  WiFi.softAP(ssid, password);     // 此语句是重点。WiFi.softAP用于启动NodeMCU的AP模式。

  Serial.print("Access Point: ");    // 通过串口监视器输出信息
  Serial.println(ssid);              // 告知用户NodeMCU所建立的WiFi名
  Serial.print("IP address: ");      // 以及NodeMCU的IP地址
  Serial.println(WiFi.softAPIP());   // 通过调用WiFi.softAPIP()可以得到NodeMCU的IP地址
}
 
void loop() {

}

二、搭建HTTP网络服务器

2.1 hello world 程序

#include <ESP8266WiFi.h>        // 本程序使用 ESP8266WiFi库
#include <ESP8266WebServer.h>   //  ESP8266WebServer库

ESP8266WebServer esp8266_server(80);  // 建立ESP8266WebServer对象，对象名称为esp8266_server

const char* ssid     = "home";        // 连接WiFi名（此处使用home为示例）
const char* password = "123456"; // 连接WiFi密码（此处使用12345678为示例）

void setup(void){
  Serial.begin(9600);          // 启动串口通讯
  WiFi.begin(ssid, password);  // 启动网络连接
  
  int i = 0;                                 
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.print(i++); Serial.print(' ');
  }
 
  // WiFi连接成功后将通过串口监视器输出连接成功信息 
  Serial.println('\n');                     // WiFi连接成功后
  Serial.print("Connected to ");            // NodeMCU将通过串口监视器输出。
  Serial.println(WiFi.SSID());              // 连接的WiFI名称
  Serial.print("IP address:\t");            // 以及
  Serial.println(WiFi.localIP());           // NodeMCU的IP地址
  
  esp8266_server.begin();                   //  开启web服务器
  esp8266_server.on("/", handleRoot);       //  访问根路由即调用 handlerRoot 函数处理
  esp8266_server.onNotFound(handleNotFound);        
  Serial.println("HTTP esp8266_server started"); //  告知用户ESP8266网络服务功能已经启动
}
 
void loop(void){
  esp8266_server.handleClient();     // 处理http服务器访问
}

void handleRoot() {   //处理网站根目录“/”的访问请求 
  esp8266_server.send(200, "text/plain", "Hello from ESP8266");   // 状态码 头报文 正文
}

// 设置处理404情况的函数'handleNotFound'
void handleNotFound(){                                        // 当浏览器请求的网络资源无法在服务器找到时，
  esp8266_server.send(404, "text/plain", "404: Not found");   // NodeMCU将调用此函数。
}

 

 

2.2 web LED 点灯案例

#include <ESP8266WiFi.h>        // 本程序使用 ESP8266WiFi库
#include <ESP8266WebServer.h>   //  ESP8266WebServer库

ESP8266WebServer esp8266_server(80);  // 建立ESP8266WebServer对象，对象名称为esp8266_server

const char* ssid     = "home";        // 连接WiFi名（此处使用home为示例）
const char* password = "123456"; // 连接WiFi密码（此处使用12345678为示例）

void setup(void){
  Serial.begin(9600);          // 启动串口通讯
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); //设置内置LED引脚为输出模式以便控制LED
  digitalWrite(LED_BUILTIN,1);// 改变LED的点亮或者熄灭状态
  WiFi.begin(ssid, password);  // 启动网络连接
  
  int i = 0;                                 
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.print(i++); Serial.print(' ');
  }
 
  // WiFi连接成功后将通过串口监视器输出连接成功信息 
  Serial.println('\n');                     // WiFi连接成功后
  Serial.print("Connected to ");            // NodeMCU将通过串口监视器输出。
  Serial.println(WiFi.SSID());              // 连接的WiFI名称
  Serial.print("IP address:\t");            // 以及
  Serial.println(WiFi.localIP());           // NodeMCU的IP地址
  
  esp8266_server.begin();                   //  开启web服务器
  esp8266_server.on("/", handleRoot);       //  访问根路由即调用 handlerRoot 函数处理
  esp8266_server.on("/LED", HTTP_POST, handleLED);  // 设置处理LED控制请求的函数'handleLED'
  esp8266_server.onNotFound(handleNotFound);        
  Serial.println("HTTP esp8266_server started"); //  告知用户ESP8266网络服务功能已经启动
}
 
void loop(void){
  esp8266_server.handleClient();     // 处理http服务器访问
}

void handleLED(){
  digitalWrite(LED_BUILTIN,!digitalRead(LED_BUILTIN));
  esp8266_server.sendHeader("Location","/");
  esp8266_server.send(303);
}

void handleRoot() {   //处理网站根目录“/”的访问请求 
  esp8266_server.send(200, "text/html", "<form action=\"/LED\" method=\"POST\"><input type=\"submit\" value=\"Toggle LED\"></form>");
}

// 设置处理404情况的函数'handleNotFound'
void handleNotFound(){                                        // 当浏览器请求的网络资源无法在服务器找到时，
  esp8266_server.send(404, "text/plain", "404: Not found");   // NodeMCU将调用此函数。
}

 在这里改写了根目录，他会向客户端发送一个按钮的页面，点击即向 "/LED" 路由下发送 POST 请求。

void handleRoot() {   //处理网站根目录“/”的访问请求 
  esp8266_server.send(200, "text/html", "<form action=\"/LED\" method=\"POST\"><input type=\"submit\" value=\"Toggle LED\"></form>");
}

由于我们之前绑定了这个相应，即会触发：

void handleLED(){
  digitalWrite(LED_BUILTIN,!digitalRead(LED_BUILTIN));
  esp8266_server.sendHeader("Location","/");
  esp8266_server.send(303);
}

他在给 LED 取反后又重定向到根目录，即可实现我们的效果。

 

三、ESP8266WebServer 库

在之前我们基本使用了 ESP8266WebServer 库的功能，下面我们来配合案例详细了解这个库的 API。

3.1 创建并启动 Web Server

#include <ESP8266WebServer.h>   //  ESP8266WebServer库
ESP8266WebServer esp8266_server(80);  // 建立ESP8266WebServer对象，对象名称为esp8266_server

此时实例化了一个名为 esp8266_server 的webServer 的对象。当实例化完成后即自动启动这个服务。当然，此时我们的 8266 需要已经配置好 wifi 才能被外部访问。

3.2 配置路由处理

esp8266_server.on("/LED", handleLED);  // 无论GET 或POST请求都会触发
esp8266_server.on("/LED", HTTP_POST, handleLED);  // 无论GET 或POST请求都会触发

void onNotFound(THandlerFunction fn);    //配置无效的路由 用于404

void onFileUpload(THandlerFunction fn);    //配置处理文件上传的handler

3.3 获取请求类型与参数案例

先用一个案例来演示：

#include <ESP8266WiFi.h>        // 本程序使用 ESP8266WiFi库
#include <ESP8266WebServer.h>   //  ESP8266WebServer库

ESP8266WebServer esp8266_server(80);  // 建立ESP8266WebServer对象，对象名称为esp8266_server

const char* ssid     = "home";        // 连接WiFi名（此处使用home为示例）
const char* password = "123456"; // 连接WiFi密码（此处使用12345678为示例）

void setup(void){
  Serial.begin(9600);          // 启动串口通讯
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); //设置内置LED引脚为输出模式以便控制LED
  digitalWrite(LED_BUILTIN,1);// 改变LED的点亮或者熄灭状态
  WiFi.begin(ssid, password);  // 启动网络连接
  
  int i = 0;                                 
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.print(i++); Serial.print(' ');
  }
 
  // WiFi连接成功后将通过串口监视器输出连接成功信息 
  Serial.println('\n');                     // WiFi连接成功后
  Serial.print("Connected to ");            // NodeMCU将通过串口监视器输出。
  Serial.println(WiFi.SSID());              // 连接的WiFI名称
  Serial.print("IP address:\t");            // 以及
  Serial.println(WiFi.localIP());           // NodeMCU的IP地址
  
  esp8266_server.begin();                   //  开启web服务器
  esp8266_server.onNotFound(handleNotFound);        
  Serial.println("HTTP esp8266_server started"); //  告知用户ESP8266网络服务功能已经启动
  Serial.println("---------------------------------------");
}
 
void loop(void){
  esp8266_server.handleClient();     // 处理http服务器访问
}

// 设置处理404情况的函数'handleNotFound'
void handleNotFound(){ 
  Serial.print("url:");
  Serial.println(esp8266_server.uri());

  Serial.print("method:");
  Serial.println(esp8266_server.method());

  Serial.print("arg count:");
  Serial.println(esp8266_server.args());

  Serial.print("request host:");
  Serial.println(esp8266_server.hostHeader());

  Serial.print("auth:");
  Serial.println(esp8266_server.authenticate("123", "456"));

  Serial.println("---------------------------------------");
  esp8266_server.send(404, "text/plain", "404: Not found");   // NodeMCU将调用此函数。
}

使用 postman 工具发送消息

192.168.0.105/123、POST 请求、无参数、填入 authorization 账号：123 密码：456

串口即收到信息。对于这个库来说，POST 请求枚举类型是 3，所以返回了method:3，auth 也验证通过。

如果用浏览器访问 192.168.0.105 也会给出相应的返回值。

3.4 获取请求类型方法和参数合集

以下函数均是 ESP8266WebServer 的实例方法

ESP8266WebServer esp8266_server(80);
esp8266_server.url(); //这样调用即可
String url();                //获取请求的url
HTTPMethod method();         //获取请求方法
String arg(String name);     //获取请求参数的值 name：根据关键字name获取请求参数的值
String arg(int i);           //i：获取第i个请求参数的值
int args();                  //获取参数个数
bool hasArg(String name);    //是否存在某个参数

//设置需要收集的请求头 headerkeys[]：请求头的名字 headerkeysCount：请求头的个数
void collectHeaders(const char* headerKeys[], const size_t headerKeysCount);
String header(String name);  //获取请求头参数 name：请求头名称
String header(int i);        //i：获取第i个请求头参数
String headerName(int i);    //获取请求头名字 i：获取第i个请求头名字
int headers();               //获取请求头个数
bool hasHeader(String name); //判断是否存在某个请求头
String hostHeader();         //获取请求头Host的值
bool authenticate(const char * username, const char * password);    //认证校验

四、响应客户端请求

4.1 响应案例

在 2.2 的点灯案例中，我们编写了 handleLED 函数。在这里我们使用了 sendHeader 和 send 两个客户端响应类函数。

其功能是设置响应头，并且设置为 303 状态码提示浏览器进行刷新。

void handleLED(){
  digitalWrite(LED_BUILTIN,!digitalRead(LED_BUILTIN));
  esp8266_server.sendHeader("Location","/");
  esp8266_server.send(303);
}

4.2 响应客户端方法和参数合集

以下函数均是 ESP8266WebServer 的实例方法

ESP8266WebServer esp8266_server(80);
esp8266_server.esp8266_server.send(200); //这样调用即可
//设置响应头
//name： 响应头名
//value： 响应头值
//first： 是否需要放在第一行
void sendHeader(const String& name, const String& value, bool first = false);

//设置响应体长度
void setContentLength(const size_t contentLength);

//发送响应内容
void sendContent(const String& content);

//发送响应数据
void send(int code, const char* content_type = NULL, const String& content = String(""));
void send(int code, char* content_type, const String& content);
void send(int code, const String& content_type, const String& content);

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