第9章Arduino-wifi-相关项目.pptx

第九章第九章:ARDUINO WIFI ARDUINO WIFI 相关相关项目项目目录9.1 Arduino WiFi9.1 Arduino WiFi相关项目相关项目9.2 Arduino9.2 Arduino与手机通讯调试项目与手机通讯调试项目9.1 ARDUINO WIFI9.1 ARDUINO WIFI相关相关项目项目9.1.19.1.1设计思想设计思想本节中我们将介绍如何基于 Arduino控制板利用wifi模块上传周边的温度至服务器端，可以通过连接服务器的任一客户端获取。这样，就算甚至在大洋彼岸的任何国家，都能查阅到自己亲人身边的温度。同理，也可以利用多种类型的传感器，查阅您需要的其他信息。9.1.29.1.2材料清单材料清单 本实验所用到的材料清单如表9-1所示。表9-1材料清单利用 ARDUINO 和 WIFI 将温度传送至云端，如图9-1所示硬件实物图。图9-1硬件实物图1.工作原理如图9-2所示。图9-2工作原理图2.实验分析（1）设计实验原理图：按照设计思路，画出实验原理图，如图9-3所示。这是从前面某一讲中抽取的一个图，为了读者查阅的方便，在这再次给出这个图。但这个原理图中，由于画法的原因，还缺少 Arduino的扩展板和wifi模板。但利用传感器 LM35来采集数据的原理是一样的。图9-3实验原理图（2）实物连接：按照原理图，连接好电路，如图9-4所 示。图9-4实验连接图（3）wifi网络连接：当连接 Arduino主板时，就已经可以收到wifi信号了，但是为了稳定，最好用专用充电器连接 Arduino扩展板。你的电脑将会搜索到有wifi模块发出的wifi信号HI_LINK_0021（或者HI_LINK_XXXX可参考第2讲得内容）。双击连接HI_LINK_0021wifi信号（默认密码12345678）。若不是第一次使用的，为了确保数据配置的正确性，需要将wifi模块恢复出厂默认设置（按住 Arduino扩展板上的RST按钮6s，然后断电重启即可，具体也可参考第2讲的内容）。这一步相当于咱们用打开手机的wifi信号上网一样。此时的wifi模块打开wifi信号，连接手机的wifi热点信号上网。（4）建立wifi热点：由于本次实验环境没有其他wifi，所以采用的是HTC手机建立wifi热点，用wifi路由器也是一样的。打开手机的“WLAN热点”，记住此时记得打开手机的3G网络信号，以便由温度传感器LM35采集的数据上传至云端的服务器。本次实验WLAN热点名称“HTCtest”，密码“12345678”。也可以用手机默认的用户名和密码，不过，为了输入的方便，可以更改手机默认的用户名和密码。5）网络数据配置：当成功连接wifiHI_LINK_0021网络后，打开浏览器，输入地址192.168.16.254，输入用户名和密码（均为admin）进入数据配置，如图9-5所示。图9-5网络数据配置 注意红色框框标记部分，其他按默置即可。几点说明:（1）此时的wifi模块相当于一个采集输送单元，将采集到的数据由wifi模块送至服务器端；（2）SSID和Password指的是手机（或wifi路由器）的SSID和Password；（3）RemoteServerDomian/IP：指的是咱们要将采集到的温度数据要存放的服务器IP地址；（4）Locale/RemotePort：是访问服务器的地址。（5）配置完成后，点击“Apply”。这时，再检查手机的“WLAN热点界面”最下方的“管理用户处”，有“1连接的用户”。此时，表示wifi模块已经连接上了手机的热点，也即连接上了internet。（6）编写 Arduino代码：void setup()Serial.begin(115200);/设置串口波特率void loop()int n=analogRead(A0);/定义 A0 口为接收电压信号数据 float vol=n*(5.0/1023*100);/电压信号数据温度转换upload_sensor(vol);/调用子函数delay(5000);void upload_sensor(float vol)/send the HTTP PUT request:核心代码 char buf200;memset(buf,0,200);int ret;ret=sprintf(buf,GET/upload.php?uid=ycf&ps=ycf&sensor_name=Arduino&data=);/设置协议Serial.print(buf);/暂存至 buf Serial.print(vol);/调用温度数据 vol Serial.println(HTTP/1.1);/HTTP 协议名称Serial.println(Host:);/设置服务器地址Serial.println(Connection:close);/数据传输完毕，连接关闭 Serial.println();将上述代码下载到 Arduino主板上，注意，在 Arduino的扩展板上有个开关，在下载数据时，请将拨至外侧（O）。这是因为连接串口时，有可能会影响数据的下载。同时打开串口，如图9-6注意红色的标记。此时的环境温度为25.90。然后这个温度将通过wifi模块连接手机热点上的wifi信号上传至服务器端。图9-6Arduino串口监视器数据示（7）终端数据采集：若前面6步全部成功，恭喜你！成功啦，由温度传感器LM35采集到的温度数据已经通过wifi模块经由手机wifi联网成功，一路过关斩将，历经千辛万苦，终于将温度传感器LM35采集到的温度数据上传至服务器端，如图 9-7所示。图9-7服务端数据显示比较图 图 9-7服务器端数据显示比较图 9-6（用 Arduino自带的串口显示器）和图 9-6（云端服务器），会发现，用 Arduino自带串口监视器采集的温度数据和云端服务器温度数据是一致的，说明数据传送成功。在下一讲的内容，咱们将接着下一步工作，将云端服务器的数据很好地展现给别人看。3.要点与总结（1）配置数据前，为确保数据能配置成功，请将wifi模块恢复出厂设置；（2）注意配置数据的准确性，尤其是关于手机和服务器端的IP地址设置；9.2 ARDUINO9.2 ARDUINO与手机通讯调试项目与手机通讯调试项目9.2.19.2.1设计思想设计思想 想要通过Arduino实现与指定手机的通讯录进行信息交互有很多方法，nRF24L01的成本较低，但内部需通过SPI通信，略显复杂，而RF模块又过于专用，接入其他系统时需要转换，不方便。ESP8266是乐鑫公司推出的廉价、但几乎全能的WIFI芯片，被各种智能硬件广泛使用，根据其datasheet，不但支持SPI，也可通过I2C、UART等方式进行通信，尤其是UART，直接支持AT指令，大大简化开发难度，相当便利。本项目通过使用ESP8266无线wifi模块实现与手机进行通信，完成相应的任务。9.2.29.2.2材料材料清单清单本实验所用到的材料清单如表9-2所示。表9-2材料清单1.ESP8266-14简介ESP8266-14是一款低成本WIFI-MCU通讯/控制模块，内置ESP8266WIFI通讯IC和STM8003单片机，拥有业内极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术，可广泛应用于智能家居和物联网网领域，用于将用户的物理设备连接到Wi-Fi无线网络上，进行互联网或局域网通信，实现联网控制功能。该模块内置了一个功能强大的STM8003的芯片，所有管脚全部接出来，其串口与ESP8266的串口相连，用户可以编写STM8程序，通过AT指令控制ESP8266的实现绝大部分智能灯家居和WIFI物联网功能。ESP8266-14内置ESP8266WIFI通讯IC和STM8003单片机,可以绕过单片机，直接通过串口使用ESP8266-14内置的8266模块，只是不能利用它的GPIO来作其他事情了，只能作为一个单纯的串口WiFi使用，不过对于目前的应用场景，也差不多了。第一步调试，需要知道这模块从网上买来之后是否好用，那么一般需要用USB_TTL来接PC查看串口消息，不过Arduino可以使用软串口，不过更直接的，可以使用Arduino当作USBTTL来直连PC，是不是很方便呢？这样就可以节省单独购买USBTTL串口调试板的费用了。是不是把Arduino的潜能开发出来了。代码很简单，就是把D0,D1端口中的内置上拉电阻使能。voidsetup()/putyoursetupcodehere,torunonce:pinMode(0,INPUT_PULLUP);pinMode(1,INPUT_PULLUP);voidloop()/putyourmaincodehere,torunrepeatedly:然后把其他设备的TX,RX,GND接到Arduino板子上和USBTTL方法一样。这样，其他设备就可以直接通过串口与PC相连了。PC可以通过串口直接操作它了。Arduino只是作为USB串口的模块存在。引脚图如图9-8所示。在进行USB_TTL上传的时候，不要把TX,RX插到板子上。以免失败。图9-8Esp8266引脚图按此方式接线方式如图9-9，接入Arduino Mega2560（或UNO)图9-9接线方式8266TX(PD6)ArduinoTx08266RX(PD5)ArduinoRx08266ESP_VDDArduino3.3V8266GNDArduinoGNDArduinoVIN电池7.4V(为确保供电充足，不然USB口接电脑供电不足)ArduinoGND电池GND上面的插座是自己焊上去的，这个引脚不是标准的距离，比较费事，需要把引脚掰弯之后焊接，如图9-10所示。上步完成后，如果通过串口能获取到信息，则证明芯片是好的。可以进行下一步.这里可以手动下一些AT命令对ESP8266进行控制测试第二步 接线方式 与第一步的区别是，TX,RX要反着接，以便Arduino给8266发串口命令。图9-10接线方式8266RX(PD5)Arduino Tx18266TX(PD6)Arduino Rx18266ESP_VDDArduino 3.3V8266GNDArduinoGNDArduino VIN 电池7.4V(为确保供电充足，不然USB口接电脑供电不足)Arduino GND电池GND 手机设置为便携热点，如图9-11所示（如果用8266作为热点，可能因为客户端没去连接它，而休眠，所以使用手机作为热点）图9-11手机设置为便携热点手机上安装“网线调试助手”，安装成功之后，在 tcpserver选项下，点击“配置”，弹出服务配置界面，默认5000端口，点击右边的“激活”，激活成功会显示手机的IP与端 口，则在手机上创建了一个服务，我手机的IP是192.168.43.1：5000.通过Arduino给8266发串口命令，使其连接手机#defineWIFISerialSerial1#define_cellSerial1charCMD_LEFT=LEFTOK;charCMD_RIGHT=RIGHTOK;charCMD_BACK=BACKOK;charCMD_FORWARD=FORWARDOK;charCMD_STOP=STOPOK;intchlID;/clientid(0-4)intReceiveMessage(char*buf)/+IPD,:/+IPD,:Stringdata=;if(_cell.available()0)unsignedlongstart;start=millis();charc0=_cell.read();if(c0=+)while(millis()-start0)charc=_cell.read();data+=c;if(data.indexOf(OK)!=-1)break;/Serial.println(data);intsLen=strlen(data.c_str();inti,j;for(i=0;i=sLen;i+)if(data=:)break;booleanfound=false;for(j=4;j=i;j+)if(dataj=,)found=true;break;intiSize;/DBG(data);/DBG(rn);if(found=true)String_id=data.substring(4,j);chlID=_id.toInt();String_size=data.substring(j+1,i);iSize=_size.toInt();/DBG(_size);Stringstr=data.substring(i+1,i+1+iSize);strcpy(buf,str.c_str();/DBG(str);elseString_size=data.substring(4,i);iSize=_size.toInt();/DBG(iSize);/DBG(rn);Stringstr=data.substring(i+1,i+1+iSize);strcpy(buf,str.c_str();/DBG(str);returniSize;return0;booleanSend(Stringstr)_cell.print(AT+CIPSEND=);/_cell.print();_cell.println(str.length();/_cell.println();unsignedlongstart;start=millis();boolfound;while(millis()-start)=true)found=true;break;if(found)_cell.print(str);else/closeMux();returnfalse;Stringdata;start=millis();while(millis()-start0)chara=_cell.read();data=data+a;if(data.indexOf(SENDOK)!=-1)returntrue;returnfalse;voidsetup()Serial.begin(115200);Serial.println(Goodnightmoon!);WIFISerial.begin(115200);delay(1000);WIFISerial.println(AT+RST);delay(6000);/WIFISerial.println(AT+CIPMUX=1);/delay(3000);/WIFISerial.println(AT+CIPSESVER=1,1001);WIFISerial.println(AT+CIPSTART=5000);/delay(2000);WIFISerial.println(AT+CIPMODE=0);/delay(2000);/WIFISerial.println(AT+CIPSEND);/voidloop()charbuf500;intiLen=ReceiveMessage(buf);if(iLen0)Serial.write(buf);if(!strcmp(buf,CMD_LEFT)Serial.write(rnYesSirTurnLeft.);Send(left);/WIFISerial.write(rnYesSirTurnLeft.);elseif(!strcmp(buf,CMD_RIGHT)Serial.write(rnYesSirTurnright.);WIFISerial.write(rnYesSirTurnright.);elseif(!strcmp(buf,CMD_BACK)Serial.write(rnYesSirback.);WIFISerial.write(rnYesSirTurnright.);elseif(!strcmp(buf,CMD_FORWARD)Serial.write(rnYesSirforword.);WIFISerial.write(rnYesSirTurnright.);WIFISerial.write(rnYesSirTurnright.);elseif(!strcmp(buf,CMD_FORWARD)Serial.write(rnYesSirforword.);WIFISerial.write(rnYesSirTurnright.);elseif(!strcmp(buf,CMD_STOP)Serial.write(rnYesSirstop.);WIFISerial.write(rnYesSirTurnright.);手机上会显示已有设备连接上了，如图9-12所示。图9-12显示设备连接连接好之后，输入LEFTOK会收到Arduino通过8266传输回来的left.完整代码如下：#defineWIFISerialSerial1#define_cellSerial1charCMD_LEFT=LEFTOK;charCMD_RIGHT=RIGHTOK;charCMD_BACK=BACKOK;charCMD_FORWARD=FORWARDOK;charCMD_STOP=STOPOK;intchlID;/clientid(0-4)intReceiveMessage(char*buf)/+IPD,:/+IPD,:Stringdata=;if(_cell.available()0)unsignedlongstart;start=millis();charc0=_cell.read();if(c0=+)while(millis()-start0)charc=_cell.read();data+=c;if(data.indexOf(OK)!=-1)break;/Serial.println(data);intsLen=strlen(data.c_str();inti,j;for(i=0;i=sLen;i+)if(data=:)break;booleanfound=false;for(j=4;j=i;j+)if(dataj=,)found=true;break;intiSize;/DBG(data);/DBG(rn);if(found=true)String_id=data.substring(4,j);chlID=_id.toInt();String_size=data.substring(j+1,i);iSize=_size.toInt();/DBG(_size);Stringstr=data.substring(i+1,i+1+iSize);strcpy(buf,str.c_str();/DBG(str);elseString_size=data.substring(4,i);iSize=_size.toInt();/DBG(iSize);/DBG(rn);Stringstr=data.substring(i+1,i+1+iSize);strcpy(buf,str.c_str();/DBG(str);returniSize;return0;booleanSend(Stringstr)_cell.print(AT+CIPSEND=);/_cell.print();_cell.println(str.length();/_cell.println();unsignedlongstart;start=millis();boolfound;while(millis()-start)=true)found=true;break;if(found)_cell.print(str);else/closeMux();returnfalse;Stringdata;start=millis();while(millis()-start0)chara=_cell.read();data=data+a;if(data.indexOf(SENDOK)!=-1)returntrue;returnfalse;voidsetup()Serial.begin(115200);Serial.println(Goodnightmoon!);WIFISerial.begin(115200);delay(1000);WIFISerial.println(AT+RST);delay(6000);/WIFISerial.println(AT+CIPMUX=1);/delay(3000);/WIFISerial.println(AT+CIPSESVER=1,1001);WIFISerial.println(AT+CIPSTART=TCP,192.168.43.1,5000);/delay(2000);WIFISerial.println(AT+CIPMODE=0);/delay(2000);/WIFISerial.println(AT+CIPSEND);/voidloop()charbuf500;intiLen=ReceiveMessage(buf);if(iLen0)Serial.write(buf);if(!strcmp(buf,CMD_LEFT)Serial.write(rnYesSirTurnLeft.);Send(left);/WIFISerial.write(rnYesSirTurnLeft.);elseif(!strcmp(buf,CMD_RIGHT)Serial.write(rnYesSirTurnright.);WIFISerial.write(rnYesSirTurnright.);elseif(!strcmp(buf,CMD_BACK)Serial.write(rnYesSirback.);WIFISerial.write(rnYesSirTurnright.);elseif(!strcmp(buf,CMD_FORWARD)Serial.write(rnYesSirforword.);WIFISerial.write(rnYesSirTurnright.);elseif(!strcmp(buf,CMD_STOP)Serial.write(rnYesSirstop.);WIFISerial.write(rnYesSirTurnright.);