Arduino结合ESP8266 Serial WIFI模块访问远程服务器

参考资料：Control LED from web app using ESP8266 Serial WIFI module 强力推荐，单片机/Arduino 实现物联的启蒙教程，下文基本是对这篇教程的理解和翻译

开头的话：现在物联网平台很多，类似Yeelink，乐为物联，Bylnk（为microduino量身打造，更易上手），借助它们提供的APP和接口可以快速地实现在手机端接收远程硬件信息。但别人的框架总是固定的，接口也是有限的，在样式和功能上有一定局限性，没法做到完全满足需求的定制型APP。所以，我希望搭建自己的独立平台，实现远程控制硬件，类似智能家居的设计，然后就找到这篇教程，理解运用就可以达到自己的目的了。

教程项目：使用ESP8266模块和Arduino开发板在WIFI下通过网页远程控制LED开关

所需器件：1. Arduino开发板 2.LED灯 3.面包板 4.连接线 5.电脑

具体步骤：

一、配置Arduino IDE环境

• 安装ESP8266开发板软件包
  使用1.6.4及以上版本的Arduino, 打开Arduino IDE，打开 文件->首选项 在 附加开发板管理器网址 一栏写入：http://arduino.esp8266.com/package_esp8266com_index.json 添加完以后点击 好。
  做完这步以后重启Arduino IDE，然后依次点击 工具->开发板->开发板管理器 打开后在搜索框输入esp，然后能找到类似'esp8266 by ESP8266 Community'，点击并安装。
  安装完后重启Arduino IDE，然后依次点击 工具->开发板->Generic ESP8266 Module，接着按照下面的信息在工具栏找到对应项进行配置
  
  • Flash Mode: DIO
  • Flash Frequency: 40 MHz
  • Upload Using: Serial
  • CPU Frequency: 80 MHz
  • Flash Size: 4M (1M SPIFFS)
  • Upload Speed: 115200
  • Port: 对应的USB 端口 (当你一将Arduino连接电脑时，在设备管理器中会冒出端口号）
  • Programmer: AVRISP mkll
  其他的设置就按照默认的选择不变
  
  
• 安装ArduinoJSON库
  在我们的HTML网页中将使用到json数据，所以我们需要添加ArduinoJson库到我们的Arduino IDE中。打开 项目->加载库->管理库 在搜索框输入json，可能会得到类似 'ArduinoJSON by Benolt Blanchon' 点击它并安装，如果安装出现问题，可以访问如下链接: installing ArduinoJson library 在这步设置以后，你可以通过 #include<ArduinoJson.h> 在项目中添加库 了

二、配置HTML网页程序（需要有一点网页开发基础）

原教程的网页程序是用PHP+Apache配置的，如果熟悉这两种工具使用的可以访问下面链接下载运行：Controling LED using ESP8266 HTML app（这个网页应用的本质就是：在主页面上放置两个按钮，点击按钮on，会通过js显示一张灯亮的图片，同时修改light.json中的数据为{"light":"on"}；点击按钮off，会通过js显示一张灯灭的图片，同时修改light.json中的数据为{"light":"off"}）。但对于我来说，重点在于掌握控制原理而不在于准备网页程序，因为远程控制的形式有很多种（网页端、安卓应用、苹果应用），没必要为了完成测试把每种应用都学一遍，所以我只在自己电脑上新建一个web project，例如工程名起为wifiarduino，里面放一个light.json文件，内容为{"light":"off"}，然后放到tomcat中发布（需要修改端口号为http协议默认端口号80），然后就能通过在浏览器端输入http://localhost/wifiarduino/light.json查看到了。

 三、实物连线

我们不需要使用专门的固件烧写工具，我们可以将移除了ATmega芯片的Arduino开发板做为固件烧写工具。如下图所示，移除中间的芯片。

ESP8266        Arduino

• VCC                      3.3 V
• GND                     GND
• CH_PD                 3.3 V
• TX                         TX
• RX                         RX
• GPIO2                   3.3 V
• GPIO0                   GND

 给ESP8266供电：ESP8266模块是由低电压（3.3V DC）供电的，把ESP8266的VCC和CH_PD连接到Arduino的3.3V开发板上，在GPIO2和3.3V电源中间接一个1KΩ的电阻。
连接TX/RX引脚：TX/RX是 用于编程模块，串口I/O以及调试。将ESP8266的TX与Arduino板上的TX，ESP8266的RX与Arduino上的RX对应连接起来。
将ESP8266设定为FLASH（烧写）模式：当GPIO0（上图紫色线）接地线时，ESP8266是以bootloader模式（编程模式）启动的，这也就是你可以烧写ESP8266（将Arduino上的代码转移到ESP8266上）的时候。在Arduino代码加载完毕时，你将看到Arduino IDE底部提示“上传结束”的信息，然后代码就会开始运行了。
程序上传结束后，将紫色线移除：当你不想将ESP8266一直设定为烧写模式时，将紫色线移除即可，程序将会一直在ESP8266上执行。

四、编写Arduino代码

原理：下面我们将用到<ESP8266WiFi.h>以及<ArduinoJson.h>头文件，实质上就是通过ESP去访问我们的light.json文件，如果json文件中light的值是on的话，就点亮LED；如果light的值是off的话，就关闭LED（你可以在本地编辑json文件中light的值，来控制LED的开关）。下面是示例代码：

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ArduinoJson.h>
const char* ssid     = "mywifi"; //修改成你可访问的wifi名称
const char* password = "mywifipassword";  // 修改成wifi密码
const char* host     = "192.168.1.10"; // 你的网点域名或IP 
String path          = "/wifiarduino/light.json"; // 文件路径
const int pin        = 2;
void setup() {
    pinMode(pin, OUTPUT);
    pinMode(pin, HIGH);
    Serial.begin(115200);
  delay(10);
  Serial.print("Connecting to ");
  Serial.println(ssid);
  WiFi.begin(ssid, password);
  int wifi_ctr = 0;
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("WiFi connected");
    Serial.println("IP address: " + WiFi.localIP());
}
void loop() {
    Serial.print("connecting to ");
  Serial.println(host);
  WiFiClient client;
  const int httpPort = 80;
  if (!client.connect(host, httpPort)) {
    Serial.println("connection failed");
    return;
  }
  client.print(String("GET ") + path + " HTTP/1.1
" +               "Host: " + host + "
" +                "Connection: keep-alive

");
  delay(500); // wait for server to respond
  // read response  
String section="header";
  while(client.available()){
    String line = client.readStringUntil('
');
    // Serial.print(line);    // we’ll parse the HTML body here
    if (section=="header") { // headers..
      Serial.print(".");
      if (line=="
") { // skips the empty space at the beginning
         section="json";
      }
    }
    else if (section=="json") {  // print the good stuff
      section="ignore";
      String result = line.substring(1);      // Parse JSON
      int size = result.length() + 1;
      char json[size];
      result.toCharArray(json, size);
      StaticJsonBuffer<200> jsonBuffer;
      JsonObject& json_parsed = jsonBuffer.parseObject(json);
      if (!json_parsed.success())
      {
        Serial.println("parseObject() failed");
        return;
      }
      // Make the decision to turn off or on the LED
      if (strcmp(json_parsed["light"], "on") == 0) {
        digitalWrite(pin, HIGH);
         Serial.println("LED ON");
      }
      else {
        digitalWrite(pin, LOW);
        Serial.println("led off");
      }
    }
  }
  Serial.print("closing connection. ");
}

 五、最后需要做的事

我们打开Arduino IDE中 工具->串口监视器，并将右下角的波特率设定为115200，然后它将会显示你是否连上了WiFi，如果你看到ESP8266上有红灯亮起，且有蓝灯闪烁时，说明你的无线模块准备完毕。最后可以移除RX/TX引脚连线，通过3.3V的锂电池给ESP8266供电（如下图所示）。感谢阅读，祝编程愉快！