ESP32无线模块开发

最近在做一款低功耗设备，SoC选用上海乐鑫科技的一款ESP32 wifi模组。乐鑫官网。

ESP32简介

ESP32是集成了2.4GHz WiFi和蓝牙双模块的单芯片方案，专为移动设备、可穿戴设备和物联网应用而设计。在功能简单的使用环境下具有很好的实用性，且操作简单，ESP32提供针对不同环境下的低功耗方案，功能框图如下：

ESP32提供了1296K片上存储器地址空间，19704K片外存储器地址空间。
* 片上存储包括：448K的内部ROM，520K的内部SRAM和少量的RTC Memory
* 片外存储器包括：最大支持16M片外SPI Flash和最大支持8M的片外SPI SRAM。

ESP32提供了低功耗管理功能，可配置设备进入省点模式，具体模式如下图所示：

不同模式下的功耗参考值：

乐鑫官方提供了详细的设计资料和软硬件参考用例，资源下载乐鑫官方资料下载链接。

软件开发环境

搭建软件开发环境，主要分为以下三步：

• esp32开发板
• esp-if SDK开发包
• 固件烧写工具

esp32开发板

可根据乐鑫官方提供的硬件设计参考自己设计开发板，乐鑫提供了集成的开发板，查看链接，效果图如下所示

esp-if SDK开发包

（1）下载源码
SDK源码下载链接esp-if，目录树如下所示：

Linux@esp32_sdk$ tree -L 1
.
├── add_path.sh
├── components
├── CONTRIBUTING.rst
├── docs
├── examples
├── Kconfig
├── LICENSE
├── make
├── README.md
└── tools

5 directories, 5 files

（2）配置环境变量，在~/.bashrc文件末尾增加：

export IDF_PATH=/home/test/share/code/esp32/source
export PATH=/home/test/share/code/esp32/toolchain/xtensa-esp32-elf/bin:$PATH

（3）编译源码和example
进入examples/wifi/wpa2_enterprise/目录

# 编译选项配置
make menuconfig

# 开始编译
make

固件烧写工具

下载ESP32烧写工具下载链接

运行 ESPFlashDownloadTool_v3.4.4.exe 如下图所示，选择esp32，连接串口，开始下载固件

项目功能开发

功能需求如下：

（1）设备启动后初始状态自动进入AP模式，热点为esp_xxx（可选mac地址后4个字节），无密码

（2）客户端软件支持配置AP连接，并发送路由器wifi信息到设备

（3）设备接收到wifi信息后，退出AP模式，进入station模式开始连接wifi

（4）设备无操作时进入睡眠模式，间隔30s唤醒

（5）设备支持外部按键唤醒，唤醒后自动连接wifi

部分代码如下（参考SDK的example）：

static esp_err_t event_handler(void *ctx, system_event_t *event)
{
    switch(event->event_id) {
    case SYSTEM_EVENT_STA_START:
        esp_wifi_connect();
        break;
    case SYSTEM_EVENT_STA_GOT_IP:
        xEventGroupSetBits(wifi_event_group, CONNECTED_BIT);
        break;
    case SYSTEM_EVENT_STA_DISCONNECTED:
        esp_wifi_connect();
        xEventGroupClearBits(wifi_event_group, CONNECTED_BIT);
        break;
    default:
        break;
    }
    return ESP_OK;
}

static void initialise_wifi(void)
{
    tcpip_adapter_init();
    wifi_event_group = xEventGroupCreate();
    ESP_ERROR_CHECK( esp_event_loop_init(event_handler, NULL) );
    wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
    ESP_ERROR_CHECK( esp_wifi_init(&cfg) );
    ESP_ERROR_CHECK( esp_wifi_set_storage(WIFI_STORAGE_RAM) );
    wifi_config_t wifi_config = {
        .sta = {
            .ssid = "test_ap",
            .password = "12345678",
        },
    };
    ESP_LOGI(TAG, "Setting WiFi configuration SSID %s...", wifi_config.sta.ssid);
    ESP_ERROR_CHECK( esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA) );
    ESP_ERROR_CHECK( esp_wifi_set_config(ESP_IF_WIFI_STA, &wifi_config) );

    ESP_ERROR_CHECK( esp_wifi_sta_wpa2_ent_set_identity((uint8_t *)EXAMPLE_EAP_ID, strlen(EXAMPLE_EAP_ID)) );
    if (EXAMPLE_EAP_METHOD == EAP_PEAP || EXAMPLE_EAP_METHOD == EAP_TTLS) {
        ESP_ERROR_CHECK( esp_wifi_sta_wpa2_ent_set_username((uint8_t *)EXAMPLE_EAP_USERNAME, strlen(EXAMPLE_EAP_USERNAME)) );
        ESP_ERROR_CHECK( esp_wifi_sta_wpa2_ent_set_password((uint8_t *)EXAMPLE_EAP_PASSWORD, strlen(EXAMPLE_EAP_PASSWORD)) );
    }
    ESP_ERROR_CHECK( esp_wifi_sta_wpa2_ent_enable() );
    ESP_ERROR_CHECK( esp_wifi_start() );
}

static void wpa2_enterprise_task(void *pvParameters)
{
    tcpip_adapter_ip_info_t ip;
    memset(&ip, 0, sizeof(tcpip_adapter_ip_info_t));

    xEventGroupWaitBits(wifi_event_group, CONNECTED_BIT,
                            false, true, portMAX_DELAY);
    ESP_LOGI(TAG, "Connected to AP");

    if (tcpip_adapter_get_ip_info(ESP_IF_WIFI_STA, &ip) == 0) {
        ESP_LOGI(TAG, "~~~~~~~~~~~");
        ESP_LOGI(TAG, "IP:"IPSTR, IP2STR(&ip.ip));
        ESP_LOGI(TAG, "MASK:"IPSTR, IP2STR(&ip.netmask));
        ESP_LOGI(TAG, "GW:"IPSTR, IP2STR(&ip.gw));
        ESP_LOGI(TAG, "~~~~~~~~~~~");
    }

    //esp_wifi_set_ps(WIFI_PS_MODEM);

    /* test */
    //socket_svr_task();
    //http_test_task();

    uint64_t sleep_time = 30;
    esp_deep_sleep(sleep_time * 1000000);
}

void app_main()
{
    nvs_flash_init();
    initialise_wifi();
    xTaskCreate(&wpa2_enterprise_task, "wpa2_enterprise_task", 4096, NULL, 5, NULL);
}

更多功能可根据sdk手册进行相应配置。