Seeed Studio XIAO ESP32C6 的 WiFi 使用情况
Seeed Studio XIAO ESP32C6 |
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Seeed Studio XIAO ESP32C6 是一款嵌入式开发板,凭借其对 2.4GHz Wifi - 802.11b/g/n 和蓝牙低功耗(BLE)5.0 双无线通信的支持,提供了卓越的 RF 性能。该功能使得 XIAO ESP32C6 能够为各种物联网(IoT)应用提供可靠且高速的无线连接。该开发板还配备了内置陶瓷天线,免去了外接天线的需求,简化了设计过程。ESP32C6 芯片还具有低功耗特性,非常适合用于电池供电的物联网设备。在本教程中,我们将探讨如何利用 XIAO ESP32C6 的 Wi-Fi 功能连接到 Wi-Fi 网络,并执行基本的网络任务。
GPIO14 用于选择使用内置天线还是外部天线。在此之前,您需要将 GPIO3 设置为低电平以启用此功能。如果 GPIO14 设置为低电平,则使用内置天线;如果设置为高电平,则使用外部天线。默认设置为低电平。如果要将其设置为高电平,请参考以下代码:
void setup() {
pinMode(3, OUTPUT);
digitalWrite(3, LOW); // 启用此功能
delay(100);
pinMode(14, OUTPUT);
digitalWrite(14, HIGH); // 使用外部天线
}
WiFi 库的常用接口
ESP32-C6 提供了丰富的 WiFi 网络功能。通常,我们可以在 ESP32 的内置包中看到 WiFi 库的函数,并选择相应的功能以实现所需的功能。接下来,我们将列出一些常用接口,并介绍它们的使用。
通用 WiFi 功能
WiFiGenericClass::getHostname()
-- 这是 WiFi 库中的一个函数,用于返回设备的主机名(hostname),作为字符串。主机名是一个唯一的名称,用于标识网络上的设备。此函数会检索先前通过WiFiGenericClass::setHostname()
设置的主机名。如果没有设置主机名,则返回默认的主机名。WiFiGenericClass::persistent(bool persistent)
-- 这是一个方法,用于启用或禁用 ESP32 WiFi 库的持久模式。当启用持久模式时,Wi-Fi 配置信息会存储在非易失性内存(NVM)中,即使在断电或重启后也会保留。当禁用持久模式时,配置信息存储在 RAM 中,断电或重启后会丢失。- 输入参数
- persistent: 如果参数为 true,则启用持久模式;如果为 false,则禁用持久模式。
- 输入参数
WiFiGenericClass::enableLongRange(bool enable)
-- 该函数用于启用或禁用 WiFi 模块的长距离(LR)功能。当启用时,LR 功能允许模块连接到比平常更远的 WiFi 网络,但数据传输速度较低。- 输入参数
- enable: 将参数设置为 true 以启用该功能,false 以禁用它。
- 输入参数
WiFiGenericClass::mode(wifi_mode_t m)
-- 该函数用于设置设备的 WiFi 模式。- 输入参数
- m: 指定要设置的模式,可以是以下常量之一,这些常量定义在 wifi_mode_t 枚举中:
- WIFI_MODE_NULL: 禁用 WiFi 站点和接入点模式。
- WIFI_MODE_STA: 启用 WiFi 站点模式,连接到现有的 WiFi 网络。
- WIFI_MODE_AP: 启用接入点模式,创建一个新的 WiFi 网络。
- WIFI_MODE_APSTA: 启用 WiFi 站点和接入点模式。
- m: 指定要设置的模式,可以是以下常量之一,这些常量定义在 wifi_mode_t 枚举中:
- 输入参数
WiFiGenericClass::setSleep(wifi_ps_type_t sleepType)
-- 该函数用于设置 WiFi 模块的省电模式。- 输入参数
- sleepType: 指定要使用的省电模式类型,参数是一个枚举类型,共有三种模式:
- WIFI_PS_NONE: 这是默认的省电模式,WiFi 模块不会进入省电模式。
- WIFI_PS_MIN_MODEM: 在此模式下,WiFi 模块关闭其调制解调器,但仍保持与接入点(AP)的连接。
- WIFI_PS_MAX_MODEM: 在此模式下,WiFi 模块关闭调制解调器和站点,导致与 AP 的连接断开。
- sleepType: 指定要使用的省电模式类型,参数是一个枚举类型,共有三种模式:
- 输入参数
STA functions
WiFiSTAClass::status()
-- Return Connection status.- 输出: 返回 wl_status_t 中定义的一个值。
- WL_NO_SHIELD: 表示 Wi-Fi 模块不存在。
- WL_IDLE_STATUS: 表示 Wi-Fi 模块未执行任何操作。
- WL_NO_SSID_AVAIL: 表示扫描过程中未找到任何 Wi-Fi 网络。
- WL_SCAN_COMPLETED: 表示 Wi-Fi 扫描已成功完成。
- WL_CONNECTED: 表示 ESP32 已成功连接到 Wi-Fi 网络。
- WL_CONNECT_FAILED: 表示连接 Wi-Fi 网络失败。
- WL_CONNECTION_LOST: 表示与 Wi-Fi 网络的连接丢失。
- WL_DISCONNECTED: 表示 ESP32 曾连接过 Wi-Fi 网络,但当前未连接到任何网络。
- WL_NO_SHIELD: 表示 Wi-Fi 模块不存在。
- 输出: 返回 wl_status_t 中定义的一个值。
WiFiSTAClass::begin(const char* wpa2_ssid, wpa2_auth_method_t method, const char* wpa2_identity, const char* wpa2_username, const char *wpa2_password, const char* ca_pem, const char* client_crt, const char* client_key, int32_t channel, const uint8_t* bssid, bool connect)
-- 启动与 WPA2 企业 AP 的 WiFi 连接。- 输入参数 (可选)
- ssid: SSID 字符串的指针。
- method: WPA2 认证方法(WPA2_AUTH_TLS、WPA2_AUTH_PEAP、WPA2_AUTH_TTLS)。
- wpa2_identity: 实体的指针。
- wpa2_username: 用户名的指针。
- wpa2_password: 密码的指针。
- ca_pem: 指向 CA 证书内容的 .pem 文件字符串。
- client_crt: 指向客户端证书内容的 .crt 文件字符串。
- client_key: 指向客户端密钥内容的 .key 文件字符串。
- channel: 可选,AP 的频道。
- bssid: 可选,AP 的 BSSID / MAC 地址。
- connect: 可选,是否连接。
- 输入参数 (可选)
WiFiSTAClass::reconnect()
-- 强制断开连接,然后重新连接到 AP。- 输出: True/False.
WiFiSTAClass::disconnect(bool wifioff, bool eraseap)
-- 断开与网络的连接。- 输入参数
- wifioff:
true
关闭 Wi-Fi 无线电。 - eraseap:
true
从 NVS 内存中擦除 AP 配置信息。
- wifioff:
- 输出: True/False.
- 输入参数
WiFiSTAClass::config(IPAddress local_ip, IPAddress gateway, IPAddress subnet, IPAddress dns1, IPAddress dns2)
-- 更改 IP 配置,禁用 DHCP 客户端。- 输入参数
- local_ip: 静态 IP 配置。
- gateway: 静态网关配置。
- subnet: 静态子网掩码。
- dns1: 静态 DNS 服务器 1。
- dns2: 静态 DNS 服务器 2。
- 输入参数
WiFiSTAClass::setAutoConnect(bool autoConnect)
-- 已废弃。设置 ESP32 站点在开机时是否自动连接到已记录的 AP。默认启用自动连接。输入参数
- autoConnect: autoConnect 布尔值。
输出: False.
WiFiSTAClass::waitForConnectResult(unsigned long timeoutLength)
-- 等待 Wi-Fi 连接结果。输入参数
- timeoutLength: 指定等待连接建立的最大时间(以毫秒为单位)。
输出: wl_status_t 中定义的一个值。
WiFiSTAClass::localIP()
-- 获取站点接口的 IP 地址。- 输出: IPAddress 站点的 IP 地址。
WiFiSTAClass::macAddress(uint8_t* mac)
-- 获取站点接口的 MAC 地址。输入参数
- mac (可选):指向长度为 WL_MAC_ADDR_LENGTH 的 uint8_t 数组的指针。
输出: 指向 uint8_t* 的指针。
WiFiSTAClass::SSID()
-- 返回当前与网络关联的 SSID。- 输出: SSID.
WiFiSTAClass::RSSI(void)
-- 返回当前网络的 RSSI。- 输出: RSSI.
AP 功能
WiFiAPClass::softAP(const char* ssid, const char* passphrase, int channel, int ssid_hidden, int max_connection, bool ftm_responder)
-- 在 ESP32-C6 的 WiFi 库中,这是一个用于设置 SoftAP(软件接入点)的函数,允许其他设备连接到 ESP32-C6 并访问其资源。输入参数
- ssid: SSID 字符串的指针(最大 63 个字符)。
- passphrase: WPA2 密码(最少 8 个字符,若为开放式网络则为 NULL)。
- channel: Wi-Fi 频道号,范围 1 - 13。
- ssid_hidden: 网络隐藏(0 = 广播 SSID,1 = 隐藏 SSID)。
- max_connection: 最多同时连接的客户端数,1 - 4。
输出: True/False.
WiFiAPClass::softAPgetStationNum()
-- 获取连接到 SoftAP 接口的客户端数量。- 输出: 连接的客户端数量。
WiFiAPClass::softAPConfig(IPAddress local_ip, IPAddress gateway, IPAddress subnet, IPAddress dhcp_lease_start)
-- 配置 SoftAP 的函数。输入参数
- local_ip: 接入点的 IP 地址。
- gateway: 网关的 IP 地址。
- subnet: 子网掩码。
输出: True/False.
WiFiAPClass::softAPIP()
-- 获取 SoftAP 接口的 IP 地址。- 输出: IPAddress SoftAP 的 IP 地址。
WiFiAPClass::softAPmacAddress(uint8_t* mac)
-- 获取 SoftAP 接口的 MAC 地址。输入参数
- mac (可选):指向长度为 WL_MAC_ADDR_LENGTH 的 uint8_t 数组的指针。
输出: 指向 uint8_t* 或 String 类型的 MAC 地址。
WiFi 扫描功能
WiFiScanClass::scanNetworks(bool async, bool show_hidden, bool passive, uint32_t max_ms_per_chan, uint8_t channel, const char * ssid, const uint8_t * bssid)
-- 启动 WiFi 网络扫描以查找可用网络。输入参数
- async: 一个布尔值,决定扫描是否异步进行。如果设置为 true,函数会立即返回,并可以稍后通过调用 getScanResults() 函数获取扫描结果。如果设置为 false,函数会阻塞直到扫描完成。
- show_hidden: 一个布尔值,决定是否在扫描结果中包含隐藏的网络。
- passive: 一个布尔值,决定是否进行被动扫描。如果设置为 true,函数在扫描过程中不会发送任何数据包,虽然扫描可能会更长,但在某些情况下可能会更有用。
- max_ms_per_chan: 每个频道扫描的最大时间,单位为毫秒。
- channel: 要扫描的 Wi-Fi 频道。如果设置为 0,函数将扫描所有可用的频道。
- ssid: 一个指向以 null 结尾的字符串的指针,包含要扫描的网络的 SSID。如果设置为 nullptr,函数将扫描所有可用的网络。
- bssid: 一个指向包含接入点 MAC 地址的 6 字节数组的指针。如果设置为 nullptr,函数将扫描所有接入点。
输出: 函数返回一个整数,表示扫描到的网络数量。
WiFiScanClass::getNetworkInfo(uint8_t i, String &ssid, uint8_t &encType, int32_t &rssi, uint8_t* &bssid, int32_t &channel)
-- 从扫描的 WiFi 网络中加载所有信息到指针参数中。输入参数
- i: 用于检索指定索引 i 上扫描到的网络信息。
- ssid: ssid 参数是一个 String 类型的引用,用于存储网络的 SSID。
- encType: encType 参数是一个 uint8_t 类型的引用,用于存储网络的加密类型(0 = 开放,1 = WEP,2 = WPA_PSK,3 = WPA2_PSK,4 = WPA_WPA2_PSK)。
- rssi: rssi 参数是一个 int32_t 类型的引用,用于存储网络的接收信号强度指示(RSSI)。
- bssid: bssid 参数是一个 uint8_t* 类型的引用,用于存储网络的 BSSID(MAC 地址)。
- channel: channel 参数是一个 int32_t 类型的引用,用于存储网络的频道号。
输出: True/False.
WiFiScanClass::SSID(uint8_t i)
-- 返回扫描过程中发现的 SSID。输入参数
- i: 指定要获取信息的网络项索引。
输出: 返回指定网络项的 SSID 字符串。
WiFiScanClass::RSSI(uint8_t i)
-- 返回扫描过程中发现的网络的 RSSI。输入参数
- i: 指定要获取信息的网络项索引。
输出: 返回指定网络项的 RSSI,返回值为有符号的整数。
WiFi 客户端功能
WiFiClient::connect(IPAddress ip, uint16_t port, int32_t timeout)
-- 在 WiFiClient 库中,用于连接到远程 IP 地址和端口,并设置超时时间。- 输入参数
- ip: 要连接的服务器的 IP 地址。
- port: 要连接的服务器的端口号。
- timeout (可选): 连接建立的最大等待时间,单位为毫秒。如果在该时间内无法建立连接,函数将返回错误。如果 timeout 设置为 0,函数将无限期等待连接建立。
- 输入参数
WiFiClient::stop()
-- 该函数用于断开客户端与服务器的连接,并释放客户端使用的套接字/端口。调用此函数后,客户端将无法再发送或接收数据。WiFiClient::setTimeout(uint32_t seconds)
-- 该函数设置客户端等待连接或接收数据的最大秒数。如果连接或数据传输时间超过指定的超时,连接将被关闭。- 输入参数
- seconds: 超时时间,以秒为单位。
- 输入参数
WiFiClient::write(uint8_t data)
-- 将一个字节的数据写入到通过 WiFiClient 实例连接的服务器。或者使用WiFiClient::write(const uint8_t *buf, size_t size)
。- 输入参数
- data: 要通过建立的网络连接发送的单个字节数据。
- 输入参数
WiFiClient::read()
-- 该函数从连接的服务器读取一个字节的输入数据。它返回读取的字节作为整数值。如果没有数据可读取,返回 -1。或者使用read(uint8_t *buf, size_t size)
.- 输出: 返回一个整数,表示接收到的字节数。如果返回值为 0,表示服务器已关闭连接。
WiFiClient::peek()
-- 该函数用于检查是否有可用数据可以从服务器读取,但并不真正读取它。- 输出: 返回接收到的下一个字节的数据,但不会将其从接收缓冲区中移除。如果没有数据可用,返回 -1。
WiFiClient::available()
-- 该函数用于检查有多少字节的数据可从服务器读取。- 输出: 返回一个整数值,表示可供读取的字节数。
WiFi 服务器功能
WiFiServer::stopAll()
-- 该函数是 WiFiServer 类的一个方法,用于停止通过 WiFiServer 类创建的所有服务器实例。当你希望一次性停止所有服务器时,而不是逐个调用stop()
方法时,使用此函数非常有用。WiFiServer::begin(uint16_t port, int enable)
-- 该函数用于启动一个服务器,监听指定端口的客户端连接。- 输入参数
- port: 监听的端口号。
- enable (可选): 一个标志,指示服务器在启动后是否立即启用。默认情况下,该标志设置为 true。
- 输入参数
WiFiServer::hasClient()
-- 该函数用于检查是否有客户端连接到服务器。可以在循环中使用该函数不断检查是否有新连接。- 输出: 如果有客户端连接,将返回一个 WiFiClient 对象;如果没有客户端等待连接,则返回 NULL 指针。
WiFiServer::end()
-- 该函数用于停止服务器并释放相关资源。调用此函数后,服务器将无法再接受新的客户端连接。任何现有的客户端连接将保持打开状态,直到客户端或服务器关闭连接。WiFiServer::close()
和WiFiServer::stop()
功能相同。
WiFi 多个功能
WiFiMulti::addAP(const char* ssid, const char *passphrase)
-- 用于将新的接入点(AP)添加到 WiFiMulti 对象的可用 AP 列表中,WiFiMulti 对象将尝试连接到这些 AP。输入参数
- ssid: SSID 的指针(最大 63 个字符)。
- passphrase: (对于 WPA2 至少 8 个字符,开放网络使用 NULL)。
输出: True/False
WiFiMulti::run(uint32_t connectTimeout)
-- 该函数尝试按顺序连接到已保存的接入点,直到成功连接为止。输入参数
- connectTimeout: 指定等待连接的最大时间,单位为毫秒。如果 connectTimeout 设置为 0,函数将无限期地尝试连接。
输出: 返回连接状态。
扫描附近的 WiFi 网络
以下是一个使用 XIAO ESP32C6 扫描附近 WiFi 网络的示例程序。
XIAO C6 仅支持 2.4GHz
频段。
在 Arduino IDE 中,转到 File > Examples > WiFi > WiFiScan。这将加载一个示例程序,扫描 XIAO ESP32C6 范围内的 WiFi 网络。
此功能有助于检查您尝试连接的 WiFi 网络是否在您的板子范围内,或者用于其他应用。您的 WiFi 项目可能无法正常工作,因为它可能由于 WiFi 信号强度不足而无法连接到路由器。
#include <WiFi.h>
void setup() {
Serial.begin(115200);
// 设置 WiFi 为工作站模式,并断开之前连接的接入点
WiFi.mode(WIFI_STA);
WiFi.disconnect();
delay(100);
Serial.println("Setup done");
}
void loop() {
Serial.println("Starting Wi-Fi scan...");
// WiFi.scanNetworks 返回找到的网络数量
int numNetworks = WiFi.scanNetworks();
Serial.println("Scan done");
if (numNetworks == 0) {
Serial.println("No networks found");
} else {
Serial.print(numNetworks);
Serial.println(" networks found");
for (int i = 0; i < numNetworks; i++) {
// 打印每个网络的 SSID 和 RSSI
Serial.print(i + 1);
Serial.print(": ");
Serial.print(WiFi.SSID(i));
Serial.print(" (");
Serial.print(WiFi.RSSI(i));
Serial.print(")");
Serial.println((WiFi.encryptionType(i) == WIFI_AUTH_OPEN) ? " " : "*");
delay(10);
}
}
Serial.println("");
// 等待一会再重新扫描
delay(5000);
}
上传并运行程序后,您应该会看到串口监视器输出 XIAO ESP32C6 可搜索到的附近 WiFi 网络。
程序注释
首先,要使用 XIAO ESP32C6 的 WiFi 功能,您需要在代码中包含 WiFi.h 库,如下所示:
#include <WiFi.h>
XIAO ESP32C6 可以作为 WiFi 工作站、接入点或两者兼有。要设置 WiFi 模式,使用 WiFi.mode()
并将所需模式作为参数传递。
WiFi.mode(WIFI_STA);
当 ESP32 被设置为 Wi-Fi 工作站时,它可以连接到其他网络(例如您的路由器)。
WiFi.scanNetworks()
返回找到的网络数量。扫描完成后,您可以访问每个网络的参数。 WiFi.SSID()
打印特定网络的 SSID。
WiFi.RSSI()
返回该网络的 RSSI 值。RSSI 是接收到的信号强度指示(Received Signal Strength Indicator)。它是 RF 客户端设备从接入点或路由器接收到的功率水平的估计值。
最后, WiFi.encryptionType()
返回网络的加密类型。该示例中,如果是开放网络会在后面加上 *。不过,该函数可能返回以下选项中的一种(不仅仅是开放网络):
- WIFI_AUTH_OPEN
- WIFI_AUTH_WEP
- WIFI_AUTH_WPA_PSK
- WIFI_AUTH_WPA2_PSK
- WIFI_AUTH_WPA_WPA2_PSK
- WIFI_AUTH_WPA2_ENTERPRISE
连接到 WiFi 网络
要将 ESP32 连接到特定的 Wi-Fi 网络,您需要知道其 SSID 和密码。此外,该网络必须在 ESP32 WiFi 范围内(您可以使用前面的示例扫描 WiFi 网络来检查这一点)。
以下是使用 XIAO ESP32C6 连接到指定网络的示例。在程序中,initWiFi()
函数用于连接到网络。
要连接到 Wi-Fi 网络,您可以使用
WiFi.begin()
函数。该函数以网络的 SSID 和密码作为参数。
#include "WiFi.h"
// 用您的网络凭证替换
const char* ssid = "REPLACE_WITH_YOUR_SSID";
const char* password = "REPLACE_WITH_YOUR_PASSWORD";
void initWiFi() {
WiFi.mode(WIFI_STA);
WiFi.begin(ssid, password);
Serial.print("Connecting to WiFi ..");
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
Serial.print('.');
delay(1000);
}
Serial.println();
Serial.println(WiFi.localIP());
}
void setup() {
Serial.begin(115200);
// 设置 WiFi 为工作站模式,并断开之前连接的接入点
WiFi.mode(WIFI_STA);
WiFi.disconnect();
delay(100);
initWiFi();
}
void loop() {
// 这里是您的代码
}
上传并运行程序,打开串口监视器。在连接到网络时,串口监视器将打印出一串点,直到连接成功,然后会打印出 XIAO 的 IP 地址。
程序注释
让我们快速了解一下这个函数是如何工作的。
首先,设置 WiFi 模式。如果 XIAO ESP32C6 将连接到另一个网络(接入点/热点),它必须处于工作站模式。
WiFi.mode(WIFI_STA);
然后,使用 WiFi.begin()
来连接到网络。您必须将网络的 SSID 和密码作为参数传递:
WiFi.begin(ssid, password);
连接到 WiFi 网络可能需要一些时间,因此通常我们会添加一个 while
循环,不断检查连接是否已经建立,通过 WiFi.status()
来进行判断。当连接成功时,它会返回 WL_CONNECTED
。
如果您想获取 WiFi 连接强度,可以在 WiFi 连接后直接调用 WiFi.RSSI()
。
softAP 使用
如果您将 XIAO ESP32C6 设置为接入点(热点),则可以通过任何具有 WiFi 功能的设备连接到 ESP32,而无需连接到路由器。
简单来说,当您将 XIAO ESP32C6 设置为接入点时,您创建了自己的 WiFi 网络,附近的 WiFi 设备(工作站)可以连接到它(比如您的智能手机或电脑)。
在您的 Arduino IDE 中,转到 File > Examples > WiFi > WiFiAccessPoint。这个示例将向您展示如何使用 XIAO ESP32C6 创建一个热点,并通过一个简单的网页控制连接到热点的灯的开关。
- 我们对示例程序做了一些小的修改,注释掉了 LED_BUILTIN,因为 XIAO ESP32C6 有自己的用户指示灯,我们不需要外部 LED。
- 当 XIAO ESP32C6 上的用户 LED 引脚设置为高电平时,LED 才会熄灭;当引脚设置为低电平时,LED 才会亮起。
- 您还需要在程序中修改热点名称和密码为您想要的。
/*
WiFiAccessPoint.ino 创建一个 WiFi 接入点,并提供一个 Web 服务器。
步骤:
1. 连接到接入点 "yourAp"
2. 在浏览器中访问 http://192.168.4.1/H 来打开 LED,或访问 http://192.168.4.1/L 来关闭 LED
或
在 PuTTY 终端中运行原始 TCP "GET /H" 和 "GET /L",IP 地址为 192.168.4.1,端口为 80
为 arduino-esp32 创建,日期:2018年7月4日
作者:Elochukwu Ifediora (fedy0)
*/
#include <WiFi.h>
#include <WiFiClient.h>
#include <WiFiAP.h>
//#define LED_BUILTIN 2 // 设置连接测试 LED 的 GPIO 引脚,或者如果开发板上有内建 LED,则注释掉此行
// 设置为您想要的凭证。
const char *ssid = "XIAO_ESP32C6";
const char *password = "password";
WiFiServer server(80);
void setup() {
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
Serial.begin(115200);
Serial.println();
Serial.println("Configuring access point...");
// 如果您希望 AP 为开放的,可以去掉密码参数。
WiFi.softAP(ssid, password);
IPAddress myIP = WiFi.softAPIP();
Serial.print("AP IP address: ");
Serial.println(myIP);
server.begin();
Serial.println("Server started");
}
void loop() {
WiFiClient client = server.available(); // 监听传入的客户端
if (client) { // 如果有客户端连接
Serial.println("New Client."); // 在串口打印一条消息
String currentLine = ""; // 创建一个字符串来保存来自客户端的数据
while (client.connected()) { // 当客户端连接时循环
if (client.available()) { // 如果客户端有数据可读
char c = client.read(); // 读取一个字节,然后
Serial.write(c); // 在串口显示
if (c == '\n') { // 如果字节是换行符
// 如果当前行为空,表示收到了两个连续的换行符。
// 这是客户端 HTTP 请求的结束,因此发送响应:
if (currentLine.length() == 0) {
// HTTP 响应头总是以响应代码(例如 HTTP/1.1 200 OK)开始
// 然后是内容类型,客户端知道将要接收的内容类型,接着是一个空行:
client.println("HTTP/1.1 200 OK");
client.println("Content-type:text/html");
client.println();
// HTTP 响应内容跟随在头部之后:
client.print("Click <a href=\"/H\">here</a> to turn ON the LED.<br>");
client.print("Click <a href=\"/L\">here</a> to turn OFF the LED.<br>");
// HTTP 响应以另一个空行结束:
client.println();
// 跳出循环:
break;
} else { // 如果收到换行符,则清空 currentLine:
currentLine = "";
}
} else if (c != '\r') { // 如果收到的是回车符以外的任何字符
currentLine += c; // 将它添加到 currentLine 的末尾
}
// 检查客户端请求是否是 "GET /H" 或 "GET /L":
if (currentLine.endsWith("GET /H")) {
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // GET /H 打开 LED
}
if (currentLine.endsWith("GET /L")) {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // GET /L 关闭 LED
}
}
}
// 关闭连接:
client.stop();
Serial.println("Client Disconnected.");
}
}
上传并运行程序后,XIAO ESP32C6 将创建一个名为 "XIAO_ESP32C6" 的热点。您可以使用计算机或手机连接到此网络,密码为 "password"。然后,在浏览器中打开 "192.168.4.1" 访问控制 LED 开关的网页。
程序注释
在 setup()
函数中,有一部分代码用来通过 softAP()
方法将 ESP32 设置为接入点(AP):
WiFi.softAP(ssid, password);
接下来,我们使用 softAPIP() 方法获取接入点的 IP 地址,并在串口监视器中打印出来。
IPAddress myIP = WiFi.softAPIP();
Serial.print("AP IP address: ");
Serial.println(myIP);
server.begin();
这些是你需要在 Web 服务器代码中包含的片段,以将 XIAO ESP32C6 设置为接入点。
WiFi 与 MQTT 使用
XIAO ESP32C6 是一款强大的主板,支持 MQTT 协议,是需要设备间可靠且高效通信的 IoT 项目的理想选择。
#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
// 替换为你的网络凭证
const char* ssid = "your_SSID";
const char* password = "your_PASSWORD";
// MQTT 代理的 IP 地址
const char* mqtt_server = "test.mosquitto.org";
// 初始化 WiFi 和 MQTT 客户端对象
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
void setup() {
Serial.begin(115200);
// 连接 WiFi 网络
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(1000);
Serial.println("正在连接 WiFi...");
}
Serial.println("已连接到 WiFi");
// 设置 MQTT 代理的 IP 地址和端口
client.setServer(mqtt_server, 1883);
// 连接到 MQTT 代理
while (!client.connected()) {
if (client.connect("ESP32Client")) {
Serial.println("已连接到 MQTT 代理");
} else {
Serial.print("连接到 MQTT 代理失败,错误码=");
Serial.print(client.state());
Serial.println(" 5 秒后重试");
delay(5000);
}
}
// 订阅 MQTT 主题
client.subscribe("test/topic");
}
void loop() {
// 检查 MQTT 客户端是否连接
if (!client.connected()) {
// 重新连接到 MQTT 代理
if (client.connect("ESP32Client")) {
Serial.println("已连接到 MQTT 代理");
// 重新连接后订阅主题
client.subscribe("test/topic");
}
}
// 处理 MQTT 消息
client.loop();
// 向 MQTT 代理发布消息
client.publish("test/topic", "来自 XIAO ESP32C6 的问候");
delay(5000);
}
在这个示例程序中,XIAO ESP32C6 通过 WiFi 连接到网络,并连接到指定的 MQTT 代理,订阅了主题 test/topic,并每 5 秒向该主题发布一条消息。
当 XIAO ESP32C6 从 MQTT 代理接收到消息时,可以通过 client.onMessage
回调函数进行处理。你需要将示例程序中的 ssid
、password
、mqtt_server
等变量替换为你自己的网络和 MQTT 服务器信息。
示例程序中提供的 MQTT 服务器地址 test.mosquitto.org
仅供测试使用。请勿将任何个人信息发送到该地址,因为任何人都可以使用该链接获取你的信息。
WiFi 与 HTTP/HTTPS 使用
这部分可以参考我们为 XIAO ESP32C3 编写的示例,介绍了如何使用 WiFiClient 和 HTTPClient。
WiFi Mesh
根据 Espressif 文档:
"ESP-MESH 是一个基于 Wi-Fi 协议构建的网络协议。ESP-MESH 允许多个设备(称为节点)在一个大的物理区域(室内和室外)内通过一个单一的 WLAN(无线局域网)互联。ESP-MESH 是自组织和自愈的,意味着该网络可以自主构建和维护。"
在传统的 Wi-Fi 网络架构中,一个节点(接入点——通常是路由器)连接到所有其他节点(站点)。每个节点可以通过接入点互相通信,但这仅限于接入点的 Wi-Fi 覆盖范围,每个站点必须处于接入点的范围内才能直接连接。
使用 ESP-MESH 后,节点不再需要连接到中心节点。节点负责转发彼此的传输,这使得多个设备可以在广泛的物理区域内分布。节点可以自组织并动态地相互通信,确保数据包能够到达最终节点。如果某个节点从网络中移除,网络将自组织确保数据包仍能到达目标。
painlessMesh 库 让我们可以轻松地用 ESP32 板创建一个 Mesh 网络。
如果弹出窗口提示我们下载一些依赖包来使用该库,我们也需要一起下载它们。
如果没有弹出窗口,你需要安装以下库依赖:
- ArduinoJson (by bblanchon)
- TaskScheduler
- AsyncTCP (ESP32)
要开始使用 ESP-MESH,首先我们将尝试该库的基本示例。这个示例创建了一个 Mesh 网络,其中所有的板子都向其他板子广播消息。
在上传代码之前,你可以设置 MESH_PREFIX
(它是 Mesh 网络的名称)和 MESH_PASSWORD
(它是 Mesh 密码,设置为你喜欢的值)。
然后,建议你为每个板子更改以下行,以便轻松识别发送消息的节点。例如,对于节点 1,可以更改消息如下:
String msg = "Hi from node 1 ";
接下来,我们以两块 XIAO ESP32C6 为例,网络连接后的概念图大致如下。
分别将程序上传到两块 XIAO,打开串口监视器并将波特率设置为 115200。(如果有两块 XIAO,可能需要额外的串口软件),如果程序运行顺利,你将看到以下结果:
程序注释
首先,包含 painlessMesh
库。接着,添加 Mesh 网络的详细信息。MESH_PREFIX
是 Mesh 网络的名称,MESH_PASSWORD
是 Mesh 密码。所有节点必须使用相同的 MESH_PREFIX
和 MESH_PASSWORD
。MESH_PORT
指定了 Mesh 服务器运行的 TCP 端口,默认为 5555.
建议在 Mesh 网络代码中避免使用 delay()
。为了维护 Mesh 网络,某些任务需要在后台执行。使用 delay()
会阻止这些任务的执行,并可能导致 Mesh 网络的稳定性下降或崩溃。相反,建议使用 TaskScheduler
来运行任务,painlessMesh
库本身就使用了这个方法。以下代码行创建了一个新的 Scheduler
,命名为 userScheduler
。
Scheduler userScheduler; // 控制个人任务
创建一个名为 mesh 的 painlessMesh
对象来处理 Mesh 网络。
painlessMesh mesh;
创建一个名为 taskSendMessage
的任务,该任务负责每秒调用一次 sendMessage()
函数,只要程序在运行。
Task taskSendMessage(TASK_SECOND * 1 , TASK_FOREVER, &sendMessage);
sendMessage()
函数将消息发送到 Mesh 网络中的所有节点(广播)。
void sendMessage() {
String msg = "Hello from node 1";
msg += mesh.getNodeId();
mesh.sendBroadcast( msg );
taskSendMessage.setInterval(random(TASK_SECOND * 1, TASK_SECOND * 5));
}
该消息包含“来自节点 1 的问候”文本,后跟板卡芯片 ID。
要广播消息,只需使用 mesh 对象的 sendBroadcast()
方法,并将你想要发送的消息(msg)作为参数传递。
mesh.sendBroadcast(msg);
每次发送新消息时,代码都会更改消息之间的间隔(1 到 5 秒)。
taskSendMessage.setInterval(random(TASK_SECOND * 1, TASK_SECOND * 5));
接下来,创建多个回调函数,这些函数将在 Mesh 网络上发生特定事件时被调用。receivedCallback()
函数打印消息发送者(from)和消息内容(msg.c_str()
)。
void receivedCallback( uint32_t from, String &msg ) {
Serial.printf("startHere: Received from %u msg=%s\n", from, msg.c_str());
}
newConnectionCallback()
函数每当一个新节点加入网络时运行。此函数简单地打印新节点的芯片 ID。你可以修改该函数以执行其他任务。
void newConnectionCallback(uint32_t nodeId) {
Serial.printf("--> startHere: New Connection, nodeId = %u\n", nodeId);
}
changedConnectionCallback()
函数每当网络中的连接发生变化时运行(例如,节点加入或离开网络)。
void changedConnectionCallback() {
Serial.printf("Changed connections\n");
}
nodeTimeAdjustedCallback()
函数在网络调整时间时运行,以确保所有节点同步。它打印时间偏移量。
void nodeTimeAdjustedCallback(int32_t offset) {
Serial.printf("Adjusted time %u. Offset = %d\n", mesh.getNodeTime(),offset);
}
setup()
, 函数中,初始化串口监视器。选择所需的调试信息类型:
//mesh.setDebugMsgTypes( ERROR | MESH_STATUS | CONNECTION | SYNC | COMMUNICATION | GENERAL | MSG_TYPES | REMOTE ); // 启用所有类型
mesh.setDebugMsgTypes( ERROR | STARTUP ); // 在 init() 之前设置,以便查看启动消息
使用之前定义的详细信息初始化 Mesh。
mesh.init(MESH_PREFIX, MESH_PASSWORD, &userScheduler, MESH_PORT);
将所有回调函数分配给其对应的事件。
mesh.onReceive(&receivedCallback);
mesh.onNewConnection(&newConnectionCallback);
mesh.onChangedConnections(&changedConnectionCallback);
mesh.onNodeTimeAdjusted(&nodeTimeAdjustedCallback);
最后,将 taskSendMessage 函数添加到 userScheduler。调度器负责在正确的时间处理和运行任务。
userScheduler.addTask(taskSendMessage);
最后,启用 taskSendMessage,这样程序就会开始向 Mesh 发送消息。
taskSendMessage.enable();
为了保持 Mesh 网络的运行,将 mesh.update()
添加到 loop()
中。
void loop() {
// 它也会运行用户调度器
mesh.update();
}
引用与参考
本文内容参考了 Random Nerd Tutorials上的 ESP32 网络教程,并在 Seeed Studio 的 XIAO ESP32C6 上验证。
特别感谢 Random Nerd Tutorials 的作者们,他们的辛勤工作使得这些内容得以分享!
以下是原始文章的参考链接,欢迎通过以下链接了解更多关于 ESP32 网络的知识
- ESP32 Useful Wi-Fi Library Functions (Arduino IDE)
- ESP32 MQTT – Publish and Subscribe with Arduino IDE
- ESP-MESH with ESP32 and ESP8266: Getting Started (painlessMesh library)
欲了解更多关于使用 ESP32 开发板的信息,请阅读 Random Nerd Tutorials 的官方网站。
并参考以下文档获取更多 Arduino API 的详细信息:
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