ESP8266wifi模块连接原子云实现手机与单片机的通信

这是我参与更文挑战的第7天，活动详情查看：更文挑战

买正点原子的开发板时送了一块ESP8266wifi模块，一直没使用，最近几天刚好有时间就拿出来玩了一下，现在实现过程分享出来。

用到的模块：

1.STM32F103C8T6最小系统板

2.正点原子ESP8266wifi模块

3.USB转串口模块

整体连接图

ESP8266模块与单片机引脚连接关系：

STM32F103C8T6最小系统

ESP8266 模块

PB11（USART3_RX）

PB10（USATR3_TX）

ESP8266模块的RST引脚和ID_0引脚悬空，可以不用管。

串口模块与单片机引脚连接关系：

STM32F103C8T6最小系统

USB转串口TTL模块

PA9（USART1_TX）

PA10（USART1_RX）

USB转串口模块连接到单片机的串口1上，单片机串口1用来作为调试端口，监控程序的执行过程。ESP8266模块连接到单片机串口3上，串口3用来实现与wifi模块的通信。

具体实现的功能是：单片机通过wifi模块连接上原子云，并实时向云端发送数据。通过云端可以向单片机发送 “led on”、“led off”、“led toggle”指令，实现开发板上LED灯的点亮、熄灭、翻转。

串口1监控数据结果

原子云上监控数据

通过原子云上位机测试软件监控

通过手机上原子云客户端监控：

通过网页、上位机软件、手机客户端可以向单片机发送 “led on”、“led off”、“led toggle”指令，实现开发板上LED灯的点亮、熄灭、翻转。基本实现的功能就这些，下面说一下实现思想。

ESP8266模块的驱动代码是在野火【WiFi_ESP8266】模块资料上修改的.

通过单片机控制ESP8266模块连接原子云的过程和直接通过串口调试ESP8266模块的过程差不多，实现流程如下：

1.向模块发送测试指令
    向模块发生指令:   AT 
    模块回复指令:     OK
2.设置模块模式为STA模式
          向模块发生指令:   AT+CWMODE=1
    模块回复指令:     OK
3.设置要连接热点的 ID 和密码
    向模块发生指令:   AT+CWJAP=“enbiens”,”EB88858804”
    模块回复指令:     OK
4.连接原子云 发送设备编号和密码
    向模块发生指令:   AT+ATKCLDSTA="61212332528032817648","12345678"
    模块回复指令:     CLOUD CONNECTED
只需要4步就可以连接到原子云上，ESP8266模块要连接原子云必须要刷原子云的固件，否则最后一步连接原子云的命令是识别不了的。
首先发送测试命令，判断模块与单片机的连接状态是否正常，模块连接正常后就可以发送设置命令了。第二步设置模块为station模式，也就是设置模块为从机。第三步连接路由器，发送wifi名称和密码，连接上wifi后，模块就可以通过路由器连接到互联网上了。最后连接原子云，直接发送原子云上的设备编号和密码接可以了。这个原子云的设备编号是在原子云网站cloud.alientek.com/ 注册的时候会默认分配一个设备编号，密码自己在原子云上可以设置。
要用单片机控制ESP8266模块的关键就是要用代码实现向ESP8266模块发送指令，在野火提供的例子中已经实现了这个函数的封装。
 * 函数名：ESP8266_Cmd
 * 描述  ：对WF-ESP8266模块发送AT指令
 * 输入  ：cmd，待发送的指令
 *         reply1，reply2，期待的响应，为NULL表不需响应，两者为或逻辑关系
 *         waittime，等待响应的时间
 * 返回  : 1，指令发送成功
 *         0，指令发送失败
 * 调用  ：被外部调用
bool ESP8266_Cmd ( char * cmd, char * reply1, char * reply2, u32 waittime )
    strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramLength = 0;               //接收缓冲区数据长度清0
    macESP8266_Usart ( "%s\r\n", cmd );														//向模块发送命令
    if ( ( reply1 == 0 ) && ( reply2 == 0 ) )                      //不需要接收数据
        return true;
    Delay_ms ( waittime );                 												//延时  等待接收模块返回的指令
    strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF [ strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramLength ]  = '\0';			//接收到的字符串末尾加入 结束符
    macPC_Usart ( "%s", strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF );		//调试口打印接收到模块的指令
    if ( ( reply1 != 0 ) && ( reply2 != 0 ) )
        return ( ( bool ) strstr ( strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF, reply1 ) ||
                 ( bool ) strstr ( strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF, reply2 ) );
    else if ( reply1 != 0 )
        return ( ( bool ) strstr ( strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF, reply1 ) );
        return ( ( bool ) strstr ( strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF, reply2 ) );
这个函数主要实现了向ESP82676模块发送指令，并判断模块返回的指令是否正确。第一个参数cmd中存放要发送的指令，第二个参数存放模块需要返回的字符串，第三个参数也存放模块需要返回的字符串，最后一个参数用来设置向模块发送完指令后需要等待的时间。因为向模块发送指令到模块返回指令还有一段时间的延时。向模块发送完指令后需要等待一段时间，再去判断串口3接收到的数据是否正确。
首先将要发送的命令 通过macESP8266_Usart()函数发送出去。
 macESP8266_Usart ( "%s\r\n", cmd );	
这个函数其实就是通过串口3将字符串发送出去。通过串口3向ESP8266模块发送指令后，延时一段时间等待串口接收数据。
 Delay_ms ( waittime ); 
这行代码实现延时，因为要等待ESP8266模块返回指令，所以代码不能跳出去，必须在这里死等。
    strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF [ strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramLength ]  = '\0';			//接收到的字符串末尾加入 结束符
    macPC_Usart ( "%s", strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF );		//调试口打印接收到模块的指令
延时一段时间后，就会在串口3的中断函数中接收到ESP8266模块返回的数据。在接收到的数据最后一位添加上字符串结束标志，然后通过调试端口串口1将模块返回的数据打印出来。
最后判断模块返回的字符串是否和参数中提供字符串一样，如果一样说明模块设置正确，否则说明模块设置失败。
要设置不同的命令时，直接调用这个命令设置函数就行，比如第一步向模块发送测试指令
void ESP8266_AT_Test ( void )
    char count = 0;
    Delay_ms ( 1000 );
    while ( count < 10 )
        if( ESP8266_Cmd ( "AT", "OK", NULL, 500 ) ) return;				//如果接收到模块返回的OK指令，就直接返回
        ESP8266_Rst();			               //否则复位模块，重新发送AT测试指令
        ++ count;
向模块发送“AT”字符串，如果模块返回“OK”则退出，否则循环发送10次。
第二步设置模块为station模式
 ESP8266_Net_Mode_Choose ( STA );
 * 函数名：ESP8266_Net_Mode_Choose
 * 描述  ：选择WF-ESP8266模块的工作模式
 * 输入  ：enumMode，工作模式
 * 返回  : 1，选择成功
 *         0，选择失败
 * 调用  ：被外部调用
bool ESP8266_Net_Mode_Choose ( ENUM_Net_ModeTypeDef enumMode )
    switch ( enumMode )
    case STA:
        return ESP8266_Cmd ( "AT+CWMODE=1", "OK", "no change", 2500 );
    case AP:
        return ESP8266_Cmd ( "AT+CWMODE=2", "OK", "no change", 2500 );
    case STA_AP:
        return ESP8266_Cmd ( "AT+CWMODE=3", "OK", "no change", 2500 );
    default:
        return false;
第三步连接路由器
ESP8266_JoinAP ( macUser_ESP8266_ApSsid, macUser_ESP8266_ApPwd );
 * 函数名：ESP8266_JoinAP
 * 描述  ：WF-ESP8266模块连接外部WiFi
 * 输入  ：pSSID，WiFi名称字符串
 *       ：pPassWord，WiFi密码字符串
 * 返回  : 1，连接成功
 *         0，连接失败
 * 调用  ：被外部调用
bool ESP8266_JoinAP ( char * pSSID, char * pPassWord )
    char cCmd [120];
    sprintf ( cCmd, "AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"", pSSID, pPassWord );
    return ESP8266_Cmd ( cCmd, "OK", NULL, 5000 );
第四步连接原子云
ESP8266_ConnectYuanziyun ( yuanziyun_DeviceID, yuanziyun_DevicePassWord );
 * ESP8266_ConnectYuanziyun
 * 描述  ：WF-ESP8266模块连接原子云
 * 输入  ：pSSID，原子云上设备ID
 *       ：pPassWord，原子云上设备密码
 * 返回  : 1，连接成功
 *         0，连接失败
 * 调用  ：被外部调用
bool ESP8266_ConnectYuanziyun ( char * pSSID, char * pPassWord )
    char cCmd [120];
    sprintf ( cCmd, "AT+ATKCLDSTA=\"%s\",\"%s\"", pSSID, pPassWord );
    return ESP8266_Cmd ( cCmd, "OK", "CONNECTED", 5000 );
这样通过不同的函数，将不同的命令通过命令发送函数发送到串口3上，也就是发送到ESP8266模块上，从而实现ESP8266模块连接到原子云上。
当模块连接到原子云上之后，就可以通过单片机向云端发送数据了。
void ESP8266_Station_Mode_yuanziyun_Test ( void )
    uint8_t value1 = 0, value2 = 0;
    uint8_t ucStatus;
    char cStr [ 100 ] = { 0 };
    uint8_t ucId;
    char cStr1 [ 100 ] = { 0 };
    char * pCh;
    printf ( "\r\n正在配置 ESP8266 ......\r\n" );
    //1、向模块发送测试指令 AT
    ESP8266_AT_Test ();
    //2、设置模块模式为STA模式 AT+CWMODE=1
    ESP8266_Net_Mode_Choose ( STA );
    //3、设置要连接路由器的 ID 和密码  AT+CWJAP=“enbiens”,”EB88858804”
    while ( ! ESP8266_JoinAP ( macUser_ESP8266_ApSsid, macUser_ESP8266_ApPwd ) );
    //4、连接原子云 发送设备编号和密码  AT+ATKCLDSTA="61212332528032817648","12345678"
    while ( ! ESP8266_ConnectYuanziyun ( yuanziyun_DeviceID, yuanziyun_DevicePassWord ) );
    printf ( "\r\n配置 ESP8266 完毕\r\n" );
    while ( 1 )
        value1++;
        value2++;
		sprintf ( cStr, "\r\nThe humidity: %d RH ,The temperature: %d C \r\n", value1, value2 );
        printf ( "%s", cStr );                                             //打印数据
        ESP8266_SendString ( ENABLE, cStr, 0, Single_ID_0 );               //通过透传模式 发送信息到原子云
        Delay_ms ( 1500 );
        if ( strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramFinishFlag )
            USART_ITConfig ( macESP8266_USARTx, USART_IT_RXNE, DISABLE ); //禁用串口接收中断
            strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF [ strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramLength ]  = '\0';		//接收到的数据末尾添加结束符
            printf ( "\r\n%s\r\n", strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF );										//调试口打印接收到的数据
            //strstr是C语言中的函数，作用是返回字符串中首次出现子串的地址。
            // 若接收到的字符串中包含字符串  "led on" 就点亮LED灯
            if ( ( pCh = strstr ( strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF, "led on" ) ) != 0 )
                LED1_ON;
            // 若接收到的字符串中包含字符串  "led off" 就熄灭LED灯
            else if ( ( pCh = strstr ( strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF, "led off" ) ) != 0 )
                LED1_OFF;
            // 若接收到的字符串中包含字符串  "led toggle" 就反转LED灯
            else if ( ( pCh = strstr ( strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF, "led toggle" ) ) != 0 )
                LED1_TOGGLE;
            strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramLength = 0;
            strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramFinishFlag = 0;
            USART_ITConfig ( macESP8266_USARTx, USART_IT_RXNE, ENABLE ); //使能串口接收中断
通过两个变量value1和value2模拟单片机采集到的温度和湿度值，向云端发送数据。每发送一次数据后这两个变量加1.当串口3中接收到云端发送的数据后，通过调试口串口1将接收到的内容打印出来。并判断云端接收到数据的内容，如果是"led on"就点亮 LED灯，如果是"led off"就熄灭LED灯，如果是"led toggle"就翻转LED的状态。最后清除串口接收标志。
通过上面的步骤就能实现单片机和手机客户端的通信了，也可以通过手机直接控制单片机。如果将单片机连接上家电后，也可以通过手机直接控制家电。