Arduino ESP8266/ESP32常见开发技巧，解决小白疑惑点

1.前言

本篇主要针对初学者容易遇到的常见开发疑惑点进行思路讲解。主要分为：

• 纯原生开发，不涉及网络
• 网络开发
• 综合性开发，结合纯原生开发和网络开发

2. 纯原生开发

纯原生开发就是不需要用到任何网络知识，就当做一块普通的Arduino板子来开发，开发步骤类似于UNO或者Mega之类的。

这一块的开发内容会涉及到的知识点：

• 各类传感器（经典如温湿度DHTxx、人体红外传感器、重力传感器等）
• 常用电子元器件（经典如按键、LED灯等）
• 复杂电子模块（经典如继电器模块、OLED液晶屏、LED点阵屏、w2812 RGB模组等）

此类知识点，基本上网上都可以找到大量的学习资源。

3.网络开发

从网络访问范围来看，网络开发又可以分为：

• 局域网开发（某个特定范围内的万物互连，外界无法访问，当然我们可以搭建局域网内的服务）
• 广域网开发（可以访问外界资源，基本上理解为云通信，云包括阿里云、OneNet、百度天工、腾讯华为云等）

从ESP的工作模式来看，又可以分为;

• AP开发（ESP作为热点，其他模块连接该热点，做WiFi小车会涉及）
  ESP8266开发之旅 网络篇③ Soft-AP——ESP8266WiFiAP库的使用

• STA开发（ESP作为站点，连接上其他AP，绝大部分开发都会涉及）
  ESP8266开发之旅 网络篇④ Station——ESP8266WiFiSTA库的使用

从CS（Client、Server）模型来看，又可以分为：

• Client开发
  典型如 ESP8266开发之旅 网络篇⑨ HttpClient——ESP8266HTTPClient库的使用、ESP8266开发之旅 网络篇⑱ WebSocket Client——全双工通信

• Server开发
  典型如 ESP8266开发之旅 网络篇⑪ WebServer——ESP8266WebServer库的使用、ESP8266开发之旅 网络篇⑲ WebSocket Server——全双工通信

不管是从网络访问范围还是ESP工作模式来区分，它们都离不开网络编程，也就离不开TCP/IP协议（记住，TCP/IP协议并不是指TCP和IP两个协议，而是统称网络编程中的各种协议）。
TCP IP学习笔记① 互联网通信过程

网络开发主要会涉及到TCP/IP协议，我们至少要有概念图：

从上到下，主要理解 TCP/IP四层协议。在Arduino ESP8266/ESP32开发过程中，经常涉及到：

• 应用层协议， MQTT、HTTP、WebSocket、CoAP、DNS
• 传输层协议， TCP、UDP
• 网际层协议， IP
• 网络访问层，主要理解 以太网（有线）和 802.11（无线）

整体访问图如下：

那么请初学者先记住重点，基本上思路都是：

• 发送方（简单理解为Client）
  数据包装：应用层->传输层->网络层->链路层

• 处理方（简单理解为Server）
  数据解包：链路层->网络层->传输层->应用层

记住，每一层都不可缺少。

但是后面为了数据安全，在应用层和传输层之间出了0.5层，叫做SSL层。
ESP8266开发之旅 进阶篇⑪ 深入了解 Esp8266 Https访问
如果看到了MQTTS或者HTTPS等，就意味着它们经过了SSL。

我们可以得出常用的协议流转：

• MQTT通信
  层说明：MQTT（应用层）/MQTTS（应用层+SSL层） -> TCP（传输层） -> IP（网络层） -> 链路层
  深入学习Arduino PubSubClient MQTT库
  深入学习Arduino Adafruit_MQTT库（初学者不再惧怕Arduino MQTT）
  ESP8266开发之旅 网络篇⑦ TCP Server & TCP Client

• HTTP通信
  层说明：HTTP（应用层）/HTTPS（应用层+SSL层） -> TCP（传输层） -> IP（网络层） -> 链路层
  ESP8266开发之旅 网络篇⑨ HttpClient——ESP8266HTTPClient库的使用
  ESP8266开发之旅 进阶篇⑪ 深入了解 Esp8266 Https访问
  ESP8266开发之旅 网络篇⑦ TCP Server & TCP Client

• WebSocket通信
  层说明：WS（应用层） -> TCP（传输层） -> IP（网络层） -> 链路层
  ESP8266开发之旅 网络篇⑱ WebSocket Client——全双工通信
  ESP8266开发之旅 网络篇⑲ WebSocket Server——全双工通信
  ESP8266开发之旅 网络篇⑦ TCP Server & TCP Client

• DNS通信
  层说明：DNS（应用层） -> UDP（传输层） -> IP（网络层） -> 链路层
  ESP8266开发之旅 网络篇⑮ DNSServer——真正的域名服务
  ESP8266开发之旅 网络篇⑩ UDP服务

• CoAP通信
  层说明：CoAP（应用层） -> UDP（传输层） -> IP（网络层） -> 链路层
  ESP8266开发之旅 网络篇⑳ 物联网CoAP协议应用 —— ESP-CoAP Client
  ESP8266开发之旅 网络篇⑩ UDP服务

• 其他协议通信
  层说明：xxx（应用层） -> TCP/UDP（传输层） -> IP（网络层） -> 链路层
  不管是什么应用层协议又或者是自己自定义的，最终还是逃离不了分层。

看到这里，以后就不要再说MQTT和TCP是同一层了。

4.图解常用开发模型

4.1 局域网开发

4.1.1 AP模式 + WebSocket

4.1.2 STA模式 + WebSocket

4.1.3 STA模式 + WebServer

4.2 云开发

4.2.1 MQTT

4.2.2 HTTP

当然，开发模型不局限于上面这几种，我们可以综合特点来互相结合使用。

比如，Websocket + Mqtt：
ESP8266开发之旅 阿里云物联网平台篇⑥ LED智能灯控制系统 全面讲解，上手一个小项目（MQTT客户端直连 + Web配网 + WebSocket局域网通信）

4.3 配网

在开发中我们遇到最多的需求就是配网，根据各自的情况去选择配网模式。
比如，如果需要有配套app的项目开发，可以考虑 SmartConfig
ESP8266开发之旅 网络篇⑧ SmartConfig——一键配网

如果不需要配套app，可以考虑Web Ap配网
ESP8266开发之旅 网络篇⑭ web配网

5.总结

基本上以上就是我的开发经验，希望对初学者有帮助。