ESP8266物联网远距离控制实现

ESP8266物联网远距离控制实现

转载请注明出处！

重要的事情放在前面源码在GitHub上面欢迎issue，如果可以的话Star一下也是表示对作者的支持,有很多不足，希望可以得到指教。

https://github.com/yesbutter/ESP8266-Data-Transmission

  不多说废话，开门见山。实现功能。单片机通过轮询查询服务器端的指定文件夹
下的内容，在显示屏上显示。手机端可以发送消息到服务器端来实现更改显示屏的
内容。
  实际扩展可以实现手机端和单片机进行远程通信。理论上只需要有网络就可以实
现联系手机端发送消息到服务器，实际实现方式：服务器发送信息给单片机，单片
机返回信息给服务器，并将服务器返回的信息给手机。
  心里路程，寒假接触了stm32，esp8266。没有实际去使用，加入的嵌入式要做结
营作品。就准备摸索一下ESP8266实现远距离控制。然后就在考完4级之后去学习做
这个通信。

工具

• Android studio
• Keil5
• STM32开发板
• ESP8266WIFI模块
• 网络调试工具，串口调试工具
• Eclipse

遇到的坑:
  1.单片机调试的时候没能清楚理解单片机程序发送的信息在那里显示。单片机发送消
息给网络的代码是导致调试了很久。
  2.单片机和服务器通信的时候，当单片机发送AT+CIPMODE=1和AT+CIPSEND需要服务
器返回信息OK
  3.寻找单片机接受服务器的消息的代码，实际ESP8266打开了USART2串口，然后根据
返回信息进行判断，额外加了一个代码判断返回信息的标志。加了一个标志位即当读
到'\n'就认为是结束。
        if(ucCh=='\n')
        {
            ESP8266_Fram_Record_Struct .InfBit .FramFinishFlag = 1;
        }
4.服务器端的代码确保能打开端口，实现端口通信。如果不太懂可以打开防火墙，要
是被自己的防火墙给墙了也是一种极好的体验。

开发过程：
  第一天：实现单片机和网络调试工具通信，通过网络调试工具发送信息给单片机。
  第二天：继续做第一天任务，寻找服务器代码实现，学习之后实现自己的功能，实
现了服务器和单片机通信。
  第三天：编写Android 移动程序实现和服务器的通信，继续编写服务器代码实现数
据通信。
  第四天：收尾工作，写代码，写历程。emm该爬去复习了。溜了

ESP8266AT指令

• ESP8266初始化设置通信波特率。
• 1.发送AT指令看是否收到OK，没有就重启ESP8266
• 2.发送AT+CWMODE=1，设置工作模式为station，直到设置成功
• 3.AT+CWJAP=”你的WiFi名字”,”你的WiFi密码”，直到加入成功
• 4.发送AT+CIPMUX=0，设置禁止多连接模式
• 5.发送AT+CIPSTART=”TCP”,”192.168.1.111”,8080。表示去连连接192.168.1.111 的8080端口
• 6.发送AT+CIPMODE=1设置进入透传模式，响应为��。
• 7.发送AT+CIPSEND表示发送数据，等待服务器返回信息。
  

//回想代码：
//KEIL STM32 
int main()
{
    SysTick_Init(72);
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  //中断优先级分组
    LED_Init();//LED灯初始化
    USART1_Init(115200);//串口1初始化
    ESP8266_Init(115200);//ESP8266初始化
    ESP8266_STA_TCPClient_Test();//主函数          
}

//主要函数
void ESP8266_STA_TCPClient_Test(void)
{
    char str[100]= {0};
    TFTLCD_Init();          //TFT屏幕初始化
    ESP8266_CH_PD_Pin_SetH;//设置高电平
    ESP8266_AT_Test();//ESP8266初始化
    ESP8266_Net_Mode_Choose(STA);//设置工作模式staion
    while(!ESP8266_JoinAP(User_ESP8266_SSID, User_ESP8266_PWD));//加入WIFI
    ESP8266_Enable_MultipleId ( DISABLE );//设置为单连接模式
    while(!ESP8266_Link_Server(enumTCP, User_ESP8266_TCPServer_IP, User_ESP8266_TCPServer_PORT, Single_ID_0));//连接通信服务器的ip和端口
    while(!ESP8266_UnvarnishSend());//发送数据测试 
    while ( 1 )
    {
        while(!ESP8266_UnvarnishSend());//发送数据测试
        if(ESP8266_Fram_Record_Struct .InfBit .FramFinishFlag)//判断是否有数据接收       
        {
            USART_ITConfig ( USART2, USART_IT_RXNE, DISABLE ); //关闭串口2通信
            ESP8266_Fram_Record_Struct .Data_RX_BUF [ ESP8266_Fram_Record_Struct .InfBit .FramLength ]  = '\0';//设置字符串结束位置
            strcpy(str,ESP8266_Fram_Record_Struct .Data_RX_BUF);//字符串赋值 
            LCD_ShowString(10,120,tftlcd_data.width,tftlcd_data.height,24,str+3);//TFT显示
            ESP8266_Fram_Record_Struct .InfBit .FramLength = 0;//长度初始化
            ESP8266_Fram_Record_Struct .InfBit .FramFinishFlag = 0;//判断标志初始化
            USART_ITConfig ( USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE ); //打开串口2  
        } 
        delay_ms(10);//10ms延迟
}

//服务器代码
public class Server {
    Socket socket;
    public static void main(String[] args) {
        Server server = new Server();
        server.startServer();//开启服务器
    }
    public void startServer() {
        try {
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);// 开启8080端口
            System.out.println("服务器启动>>> 8080端口");
            while (true) {// 开启一个永远的循环，一直等待客户访问8080端口
                socket = serverSocket.accept();
                if (socket != null) {
                    Thread thread = new Thread(new Handler(socket));// 当有客户访问时，开辟一个新线程处理该请求
                    thread.start();
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

public class Handler implements Runnable {

    private Socket socket;
    private OutputStream outputStream;
    private InputStream inputStream;
    private BufferedReader reader;
    private PrintWriter writer;
    private static String WEB_ROOT = "D:\\KEIL IDE";// 服务器储存文件目录
    private static long times = 0;
    private String ans = "";

    public Handler(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            inputStream = socket.getInputStream();// 服务器到客户的输出流
            outputStream = socket.getOutputStream();// 客户到服务器的输入流
            reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream, "UTF-8"));// 包装后的输入缓冲字符流，注意编码格式
            writer = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(outputStream, "UTF-8"));// 包装后的输出缓冲字符流
            String msg = "";// 接收客户端请求的临时字符串
            StringBuffer request = new StringBuffer();// 将请求拼接成完整的请求
            if ((msg = reader.readLine()) != null) {

                System.out.println(msg);//输出查看接收到的消息
                if (msg.equals("AT+CIPMODE=1") || msg.equals("AT+CIPSTO=1800") || msg.equals("AT+CIPSERVER=1,8080")) {//如果是单片机发送的消息就返回OK
                    writer.write("OK\n");
                    writer.flush();
                } else if (msg.equals("AT+CIPSEND")) {//单片机发送的消息
                    writer.write("OK\n");
                    writer.flush();
                    {
                        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(new File(WEB_ROOT + "\\main.txt"));
                        InputStreamReader reader = new InputStreamReader(fileInputStream, "UTF-8");
                        BufferedReader br = new BufferedReader(reader);
                        String tmp = br.readLine();//打开文件读取，返回给单片机
                        {
                            writer.write(tmp);
                            System.out.println(tmp);
                            writer.flush();
                        }
                    }
                } else {//返回Android端的信息
                    FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(new File(WEB_ROOT + "\\main.txt"));//Android信息处理
                    OutputStreamWriter outputStreamWriter = new OutputStreamWriter(fileOutputStream, "UTF-8");
                    BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(outputStreamWriter);
                    bufferedWriter.write(msg);//写入到单片机读取的文件
                    bufferedWriter.close();
                    outputStreamWriter.close();
                    fileOutputStream.close();//数据流关闭
                    writer.write(msg);//返回接收的Android数据信息
                    writer.flush();
                }
            }
            outputStream.close();
            inputStream.close();
            reader.close();
            socket.close();
            System.out.println("---6----");//判断标志
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

//注意声明internet权限
public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {
    private Button btn_send;//按钮
    private EditText et_send,ip,so;//文本框
    private RecyclerView recyclerView;//中间的消息
    private MainRecyAdapter recyAdapter;//消息适配器
    private Toolbar toolbar;
    private ArrayList data = new ArrayList<>();//数据
    private Socket socket = null;//socket
    private String TAG = "main";
    @SuppressLint("HandlerLeak")
    private Handler handler = new Handler() {//处理其他线程的UI信息
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            switch (msg.what) {
                case 1:
                    String socket = msg.obj.toString();
                    data.add("服务器说：" + socket);//处理返回的信息
                    recyAdapter.notifyDataSetChanged();//刷新
                    break;
            }
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        init_view();//view初始化
        con_socket();//socket连接
    }
    private void init_view() {
        btn_send = findViewById(R.id.btn_send);
        btn_send.setOnClickListener(this);
        et_send = findViewById(R.id.ed_send);
        recyclerView = findViewById(R.id.main_recycler);
        recyAdapter = new MainRecyAdapter(R.layout.recycle_item, data);//适配器
        toolbar=findViewById(R.id.toolbar2);
        so=toolbar.findViewById(R.id.main_so);//需要在对应view下面去找控件
        ip=toolbar.findViewById(R.id.main_ip);
        LinearLayoutManager linearLayoutManager = new LinearLayoutManager(this);
        linearLayoutManager.setOrientation(LinearLayoutManager.VERTICAL);//设置垂直方向
        recyclerView.setLayoutManager(linearLayoutManager);
        recyclerView.setAdapter(recyAdapter);//设置适配器
    }


    @Override
    public void onClick(View view) {
        switch (view.getId()) {//按键处理
            case R.id.btn_send:
                if (socket == null || socket.isClosed()) {
                    con_socket();
                }
                final String tmp = et_send.getText().toString();//获取编辑文本框
                if (!tmp.isEmpty()) {
                    new Thread() {
                        @Override
                        public void run() {
                            super.run();
                            PrintWriter wirter = null;
                            try {
                                wirter = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(new DataOutputStream(socket.getOutputStream()),"UTF-8"));//注意编码格式
                                wirter.write(tmp);//写信息
                                wirter.flush();
                                socket.shutdownOutput();
                                read(socket);//读取返回信息
                                con_socket();
                            } catch (IOException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                        }
                    }.start();
                    data.add(tmp);
                    recyAdapter.notifyDataSetChanged();
                    Log.e(TAG, "onClick: " + "i am click");
                }
                break;
            default:
                break;
        }
    }

    public void con_socket() {
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                try {
                    Log.e(TAG, "run: "+ ip.getText().toString()+Integer.parseInt(so.getText().toString()));
                    socket = new Socket(ip.getText().toString(),Integer.parseInt(so.getText().toString()));
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }.start();

    }

    public void read(Socket socket) {//读取返回信息
        try {
            InputStream is = socket.getInputStream();//获取输入数据流
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));//读取数据buffer
            String info = null;
            StringBuilder result = new StringBuilder("");//拼string
            while ((info = br.readLine()) != null) {
                result.append(info);
            }
            Message message=new Message();
            message.what=1;
            message.obj=result.toString();
            handler.sendMessage(message);//更新ui，不能在非主线程更新ui
            br.close();
            is.close();
            socket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

//适配器
public class MainRecyAdapter extends RecyclerView.Adapter<MainRecyAdapter.ViewHoder>{
    private int resourceId;//布局id
    private ArrayList data;//数据
    public MainRecyAdapter(int resourceId, ArrayList list)
    {
        this.resourceId=resourceId;
        data=  list;
    }
    @Override
    public ViewHoder onCreateViewHolder(ViewGroup parent, int viewType) {//创建viewholder
        View view = LayoutInflater.from(parent.getContext()).inflate(resourceId, parent, false);
        ViewHoder viewHoder=new ViewHoder(view);
        return viewHoder;
    }

    @Override
    public void onBindViewHolder(ViewHoder holder, int position) {//显示的时候调用
        holder.textView.setText(data.get(position));
    }

    @Override
    public int getItemCount() {//获取数量
        return data.size();
    }

    class ViewHoder extends RecyclerView.ViewHolder {//view的持有者
        protected TextView textView;
        public ViewHoder(View itemView) {
            super(itemView);
            textView=itemView.findViewById(R.id.item_text);//找控件
        }
    }
}

说了这么多还有没完善的地方值当单片机一直去询问的时候是开启了多个端口的，这样会导致产生大量的TCP TIME_WAIT，设置的断开时间为3分钟。还有更多的问题欢迎来提出，等考完试继续填坑。！