ESP8266 NodeMCU：ESP-NOW Web 服务器传感器仪表板（ESP-NOW + Wi-Fi）

在本项目中，您将学习如何使用 ESP8266 NodeMCU 板托管 Web 服务器并同时使用 ESP-NOW 通信协议。您可以让多个 ESP8266 板通过 ESP-NOW 将传感器读数发送到一个 ESP8266 接收器，该接收器在网络服务器上显示所有读数。软件代码使用 Arduino IDE 进行编程。

​

同时使用 ESP-NOW 和 Wi-Fi

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如果您想使用 Wi-Fi 托管 Web 服务器并同时使用 ESP-NOW 从其他开发板接收传感器读数，则需要考虑一些事项：

• ESP8266 发送板必须使用与接收板相同的 Wi-Fi 通道。
• 接收板的 Wi-Fi 信道由您的 Wi-Fi 路由器自动分配。
• 接收板的Wi-Fi模式必须是接入点和站点（WIFI_AP_STA).
• 您可以手动设置相同的 Wi-Fi 通道，也可以在发送器上添加简单的代码，将其 Wi-Fi 通道设置为与接收板相同的 Wi-Fi 通道。

项目概况

下图显示了我们将构建的项目的概览。

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• 有两块 ESP8266 发送板，通过 ESP-NOW将BME280温度和湿度读数发送到一块 ESP8266 接收板（ ESP-NOW 多对一配置）；
• ESP8266 接收板接收数据包并在网络服务器上显示读数；
• 每次使用服务器发送事件 (SSE) 接收到新读数时，网页都会自动更新。
• 该网页还显示了上次使用 JavaScript 更新读数的时间。

前提条件

在继续此项目之前，请确保检查以下先决条件。

开发环境

我们将使用 Arduino IDE 对 ESP8266 板进行编程，因此在继续本教程之前，请确保您的 Arduino IDE 中安装了 ESP8266 板。

• 在 Arduino IDE（Windows、Mac OS X 和 Linux）中安装 ESP8266 开发板

BME280 图书馆

ESP8266 发送板将从 BME280 传感器发送温度和湿度读数。

要从 BME280 传感器读取数据，我们将使用Adafruit_BME280 库。要使用此库，您还需要安装 Adafruit Unified Sensor 库。按照后续步骤安装这些库。

在搜索框中搜索“ adafruit bme280  ”并安装库。

​

要使用 BME280 库，您还需要安装 Adafruit_Sensor 库。按照以下步骤在您的 Arduino IDE 中安装该库：

转到 Sketch  >  Include Library  >  Manage Libraries ，然后在搜索框中 键入“ Adafruit Unified Sensor ”。一直向下滚动以找到库并安装它。

​

要了解有关 BME280 温度、湿度和压力传感器的更多信息，请阅读我们的指南：ESP8266 和 BME280 使用 Arduino IDE（压力、温度、湿度）。

异步 Web 服务器库

要构建 Web 服务器，您需要安装以下库：

• ESPAsyncWeb服务器
• ESPA同步TCP

这些库无法通过 Arduino 库管理器安装，因此您需要将库文件复制到 Arduino Installation Libraries 文件夹中。或者，在您的 Arduino IDE 中，您可以转到 Sketch  >  Include Library  >  Add .zip Library 并选择您刚刚下载的库。

Arduino_JSON 库

您需要安装 Arduino_JSON 库。您可以在 Arduino IDE 库管理器中安装此库。只需转到 Sketch  >  Include Library  >  Manage Libraries 并搜索库名称，如下所示：

​

所需硬件

要学习本教程，您需要多个 ESP8266 开发板。我们将使用三个 ESP8266 板。您还需要：

• 3x ESP8266 （阅读 最佳 ESP8266 开发板）
• 2x BME280 传感器– ESP8266 的 BME280 指南
• 面包板
• 跳线

获取接收板MAC地址

要通过 ESP-NOW 发送消息，您需要知道接收板的。每块板都有一个唯一的 MAC 地址。

将以下代码上传到您的 ESP8266 接收板以获取其 MAC 地址。

// 获取和更改ESP MAC地址的完整代码:

#ifdef ESP32
  #include 
#else
  #include 
#endif

void setup(){
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();
  Serial.print("ESP Board MAC Address:  ");
  Serial.println(WiFi.macAddress());
}
 
void loop(){

}

上传代码后，按下 RST/EN 按钮，MAC 地址应该显示在串口监视器上。

ESP8266 接收器（ESP-NOW + Web 服务器）

ESP8266 NodeMCU 接收板接收来自发送板的数据包，并托管一个网络服务器以显示最新接收的读数。

将以下代码上传到您的接收板 - 该代码已准备好接收来自两个不同板的读数。

#include 
#include 
#include "ESPAsyncWebServer.h"
#include "ESPAsyncTCP.h"
#include 

// Replace with your network credentials (STATION)
const char* ssid = "REPLACE_WITH_YOUR_SSID";
const char* password = "REPLACE_WITH_YOUR_PASSWORD";

// Structure example to receive data
// Must match the sender structure
typedef struct struct_message {
  int id;
  float temp;
  float hum;
  unsigned int readingId;
} struct_message;

struct_message incomingReadings;

JSONVar board;

AsyncWebServer server(80);
AsyncEventSource events("/events");

// callback function that will be executed when data is received
void OnDataRecv(uint8_t * mac_addr, uint8_t *incomingData, uint8_t len) { 
  // Copies the sender mac address to a string
  char macStr[18];
  Serial.print("Packet received from: ");
  snprintf(macStr, sizeof(macStr), "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",
           mac_addr[0], mac_addr[1], mac_addr[2], mac_addr[3], mac_addr[4], mac_addr[5]);
  Serial.println(macStr);
  memcpy(&incomingReadings, incomingData, sizeof(incomingReadings));
  
  board["id"] = incomingReadings.id;
  board["temperature"] = incomingReadings.temp;
  board["humidity"] = incomingReadings.hum;
  board["readingId"] = String(incomingReadings.readingId);
  String jsonString = JSON.stringify(board);
  events.send(jsonString.c_str(), "new_readings", millis());
  
  Serial.printf("Board ID %u: %u bytes\n", incomingReadings.id, len);
  Serial.printf("t value: %4.2f \n", incomingReadings.temp);
  Serial.printf("h value: %4.2f \n", incomingReadings.hum);
  Serial.printf("readingID value: %d \n", incomingReadings.readingId);
  Serial.println();
}

const char index_html[] PROGMEM = R"rawliteral(


  
  
  
  
  


  

    
ESP-NOW DASHBOARD
  
  

    

      

        
 BOARD #1 - TEMPERATURE
 °C
Last Reading: 
      
      

        
 BOARD #1 - HUMIDITY
 %
Last Reading: 
      
      

        
 BOARD #2 - TEMPERATURE
 °C
Last Reading: 
      
      

        
 BOARD #2 - HUMIDITY
 %
Last Reading: 
      
    
  


)rawliteral";

void setup() {
  // Initialize Serial Monitor
  Serial.begin(115200);

  // Set the device as a Station and Soft Access Point simultaneously
  WiFi.mode(WIFI_AP_STA);
  
  // Set device as a Wi-Fi Station
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.println("Setting as a Wi-Fi Station..");
  }
  Serial.print("Station IP Address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  Serial.print("Wi-Fi Channel: ");
  Serial.println(WiFi.channel());

  // Init ESP-NOW
  if (esp_now_init() != 0) {
    Serial.println("Error initializing ESP-NOW");
    return;
  }
  
  // Once ESPNow is successfully Init, we will register for recv CB to
  // get recv packer info
  esp_now_register_recv_cb(OnDataRecv);

  server.on("/", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){
    request->send_P(200, "text/html", index_html);
  });
   
  events.onConnect([](AsyncEventSourceClient *client){
    if(client->lastId()){
      Serial.printf("Client reconnected! Last message ID that it got is: %u\n", client->lastId());
    }
    // send event with message "hello!", id current millis
    // and set reconnect delay to 1 second
    client->send("hello!", NULL, millis(), 10000);
  });
  server.addHandler(&events);
  server.begin();
}
 
void loop() {
  static unsigned long lastEventTime = millis();
  static const unsigned long EVENT_INTERVAL_MS = 5000;
  if ((millis() - lastEventTime) > EVENT_INTERVAL_MS) {
    events.send("ping",NULL,millis());
    lastEventTime = millis();
  }
}

代码如何工作

首先，包括必要的库。

#include 
#include 
#include "ESPAsyncWebServer.h"
#include "ESPAsyncTCP.h"
#include 

这Arduino_JSON库是必需的，因为我们将使用从每个板接收到的数据创建一个 JSON 变量。这个 JSON 变量将用于将所有需要的信息发送到网页，您将在本项目的后面看到。 在以下行中插入您的网络凭据，以便 ESP8266 可以连接到您的本地网络。

const char* ssid = "REPLACE_WITH_YOUR_SSID";
const char* password = "REPLACE_WITH_YOUR_PASSWORD";

数据结构

然后，创建一个包含我们将接收的数据的结构。我们称这种结构结构消息它包含电路板 ID、温度和湿度读数以及读数 ID。

typedef struct struct_message {
    int id;
    float temp;
    float hum;
    int readingId;
} struct_message;

创建一个新的类型变量结构消息它被称作传入读数这将存储变量值。

struct_message incomingReadings;

创建一个名为board.

JSONVar board;

在端口 80 上创建异步 Web 服务器。

AsyncWebServer server(80);

创建事件源

要在新读数到达时自动在 Web 服务器上显示信息，我们将使用服务器发送事件 (SSE)。

下面一行创建了一个新的事件源。

AsyncEventSource events("/events");

服务器发送事件允许网页（客户端）从服务器获取更新。当新的 ESP-NOW 数据包到达时，我们将使用它在 Web 服务器页面上自动显示新读数。

OnDataRecv() 函数

这OnDataRecv()当您收到新的 ESP-NOW 数据包时，函数将被执行。

void OnDataRecv(uint8_t * mac_addr, uint8_t *incomingData, uint8_t len) { 

在该函数内，打印发件人的 MAC 地址：

char macStr[18];
Serial.print("Packet received from: ");
snprintf(macStr, sizeof(macStr), "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",
         mac_addr[0], mac_addr[1], mac_addr[2], mac_addr[3], mac_addr[4], mac_addr[5]);
Serial.println(macStr);

复制里面的信息输入数据变量传入读数结构变量。

memcpy(&incomingReadings, incomingData, sizeof(incomingReadings));

然后，使用接收到的信息创建一个 JSON 字符串变量 ：

board["id"] = incomingReadings.id;
board["temperature"] = incomingReadings.temp;
board["humidity"] = incomingReadings.hum;
board["readingId"] = String(incomingReadings.readingId);
String jsonString = JSON.stringify(board);

这是一个收到的json字符串

board = {
  "id": "1",
  "temperature": "24.32",
  "humidity" = "65.85",
  "readingId" = "2"
}

在收集到所有接收到的json字符串变量数据后，将该信息作为事件发送到浏览器（“new_readings”)。

events.send(jsonString.c_str(), "new_readings", millis());

稍后，我们将看到如何在客户端处理这些事件。

最后，将接收到的信息打印到 Arduino IDE Serial Monitor 上进行调试：

Serial.printf("Board ID %u: %u bytes\n", incomingReadings.id, len);
Serial.printf("t value: %4.2f \n", incomingReadings.temp);
Serial.printf("h value: %4.2f \n", incomingReadings.hum);
Serial.printf("readingID value: %d \n", incomingReadings.readingId);
Serial.println();

构建网页

这index_html变量包含构建网页的所有 HTML、CSS 和 JavaScript。我不会详细介绍 HTML 和 CSS 的工作原理。我们只看一下如何处理服务器发送的事件。

处理事件

创建一个新的事件源对象并指定发送更新的页面的 URL。在我们的例子中它是事件源。

if (!!window.EventSource) {
  var source = new EventSource('/events');

一旦你实例化了一个事件源，你就可以开始监听来自服务器的消息了添加事件监听器().

这些是默认的事件侦听器，如 AsyncWebServer文档中所示。

source.addEventListener('open', function(e) {
  console.log("Events Connected");
}, false);
source.addEventListener('error', function(e) {
  if (e.target.readyState != EventSource.OPEN) {
    console.log("Events Disconnected");
  }
}, false);

source.addEventListener('message', function(e) {
  console.log("message", e.data);
}, false);

然后，添加事件侦听器“new_readings”。

source.addEventListener('new_readings', function(e) {

当 ESP8266 收到一个新数据包时，它会发送一个带有读数的 JSON 字符串作为事件（“new_readings”) 给客户。以下几行处理浏览器收到该事件时发生的情况。

console.log("new_readings", e.data);
var obj = JSON.parse(e.data);
document.getElementById("t"+obj.id).innerHTML = obj.temperature.toFixed(2);
document.getElementById("h"+obj.id).innerHTML = obj.humidity.toFixed(2);
document.getElementById("rt"+obj.id).innerHTML = getDateTime();
document.getElementById("rh"+obj.id).innerHTML = getDateTime();

基本上就是在浏览器控制台打印新的读数，把接收到的数据放到网页上对应id的元素中。我们还通过致电更新接收读数的日期和时间获取日期时间()JavaScript 函数。

function getDateTime() {
  var currentdate = new Date();
  var datetime = currentdate.getDate() + "/"
  + (currentdate.getMonth()+1) + "/"
  + currentdate.getFullYear() + " at "
  + currentdate.getHours() + ":"
  + currentdate.getMinutes() + ":"
  + currentdate.getSeconds();
  return datetime;
}

setup（）

在里面setup（）, 将 ESP8266 接收器设置为接入点和 Wi-Fi 站：

WiFi.mode(WIFI_AP_STA);

以下行将 ESP8266 连接到您的本地网络并打印 IP 地址和 Wi-Fi 信道：

// Set device as a Wi-Fi Station
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
  delay(1000);
  Serial.println("Setting as a Wi-Fi Station..");
}
Serial.print("Station IP Address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
Serial.print("Wi-Fi Channel: ");
Serial.println(WiFi.channel());

初始化 ESP-NOW。

if (esp_now_init() != 0) {
  Serial.println("Error initializing ESP-NOW");
  return;
}

注册数据接收回调函数，以便在新的 ESP-NOW 数据包到达时执行。

esp_now_register_recv_cb(OnDataRecv);

处理请求

当你在root上访问ESP8266的IP地址/URL，发送存储在index_html构建网页的变量。

server.on("/", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){
  request->send_P(200, "text/html", index_html);
});

服务器事件源

在服务器上设置事件源。

events.onConnect([](AsyncEventSourceClient *client){
  if(client->lastId()){
    Serial.printf("Client reconnected! Last message ID that it got is: %u\n", client->lastId());
  }
  // send event with message "hello!", id current millis
  // and set reconnect delay to 1 second
  client->send("hello!", NULL, millis(), 10000);
);
server.addHandler(&events);

最后，启动服务器。

server.begin();

loop（）

在里面loop()，每 5 秒发送一次 ping。这用于在客户端检查服务器是否仍在运行（这段代码不是强制性的）。

static unsigned long lastEventTime = millis();
static const unsigned long EVENT_INTERVAL_MS = 5000;
if ((millis() - lastEventTime) > EVENT_INTERVAL_MS) {
  events.send("ping",NULL,millis());
  lastEventTime = millis();
}

下图总结了服务器发送的事件如何在此项目上工作，以及它如何在不刷新网页的情况下更新值。

将代码上传到接收板后，按下板载 EN/RST 按钮。ESP8266 的 IP 地址应该打印在串行监视器和 Wi-Fi 通道上。

ESP8266 硬件的连接

ESP8266 开发板连接到 BME280 传感器。将传感器连接到默认的 ESP8266 I2C 引脚：

• 接口 5(D1) -> SCL
• 接口 4(D2) -> SDA

ESP8266 采集板代码 (ESP-NOW)

每个采集板将数据通过 ESP-NOW协议发送一个JSON，其中包含采集板 ID（以便您可以识别哪个板发送了读数）、温度、湿度和读数 ID。阅读 ID 是一个 int 数字，可以知道发送了多少条消息。

将以下代码上传到您的每个采集板上，不要忘记增加 ID 到每个发送板的编号，修改WIFI账号和密码信息。

/*
  Rui Santos
  Complete project details at https://RandomNerdTutorials.com/esp8266-esp-now-wi-fi-web-server/
  
  Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
  of this software and associated documentation files.
  
  The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
  copies or substantial portions of the Software.
*/

#include 
#include 
#include 
#include 

// Set your Board ID (ESP32 Sender #1 = BOARD_ID 1, ESP32 Sender #2 = BOARD_ID 2, etc)
#define BOARD_ID 2

Adafruit_BME280 bme; 

//MAC Address of the receiver 
uint8_t broadcastAddress[] = {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF};

//Structure example to send data
//Must match the receiver structure
typedef struct struct_message {
    int id;
    float temp;
    float hum;
    int readingId;
} struct_message;

//Create a struct_message called myData
struct_message myData;

unsigned long previousMillis = 0;   // Stores last time temperature was published
const long interval = 10000;        // Interval at which to publish sensor readings

unsigned int readingId = 0;

// Insert your SSID
constexpr char WIFI_SSID[] = "REPLACE_WITH_YOUR_SSID";

int32_t getWiFiChannel(const char *ssid) {
  if (int32_t n = WiFi.scanNetworks()) {
    for (uint8_t i=0; i= interval) {
    // Save the last time a new reading was published
    previousMillis = currentMillis;
    //Set values to send
    myData.id = BOARD_ID;
    myData.temp = readTemperature();
    myData.hum = readHumidity();
    myData.readingId = readingId++;
     
    esp_now_send(broadcastAddress, (uint8_t *) &myData, sizeof(myData));

    Serial.print("loop");
  }
}

代码如何工作

首先导入所需的库：

#include 
#include 
#include 
#include 

设置板号

定义ESP8266采集板ID，例如setBOARD_ID 1对于 ESP8266 Sender #1，等等……

#define BOARD_ID 1

BME280 传感器

创建一个Adafruit_BME280称为对象bme。

Adafruit_BME280 bme;

接收者的 MAC 地址

在下一行插入接收方的 MAC 地址（例如）：

uint8_t broadcastAddress[] = {0x30, 0xAE, 0xA4, 0x15, 0xC7, 0xFC};

数据结构

然后，创建一个包含我们要发送的数据的结构。这结构消息包含电路板 ID、温度读数、湿度读数和读数 ID。

typedef struct struct_message {
    int id;
    float temp;
    float hum;
    int readingId;
} struct_message;

创建一个新的类型变量结构消息它被称作我的资料存储变量的值。

struct_message myData;

定时器间隔

创建一些辅助计时器变量以每 10 秒发布一次读数。您可以更改延迟时间间隔多变的。

unsigned long previousMillis = 0; // Stores last time temperature was published
const long interval = 10000; // Interval at which to publish sensor readings

初始化阅读编号变量——它跟踪发送的读数数量。

unsigned int readingId = 0;

更改 Wi-Fi 频道

现在，我们将获取接收器的 Wi-Fi 信道。这很有用，因为它允许我们自动将相同的 Wi-Fi 通道分配给采集板。

为此，您必须在以下行中插入您的 SSID：

constexpr char WIFI_SSID[] = "REPLACE_WITH_YOUR_SSID";

然后，getWiFiChannel()函数扫描您的网络并获取其频道。

int32_t getWiFiChannel(const char *ssid) {
  if (int32_t n = WiFi.scanNetworks()) {
    for (uint8_t i=0; i

初始化 BME280 传感器

这initBME()函数初始化 BME280 传感器。

void initBME(){
  if (!bme.begin(0x76)) {
    Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor, check wiring!");
    while (1);
  }
}

读数温度

这readTemperature()函数读取并返回 BME280 传感器的温度。

float readTemperature() {
  float t = bme.readTemperature();
  return t;
}

读数湿度

这readHumidity()函数读取并返回来自 BME280 传感器的湿度。

float readHumidity() {
  float h = bme.readHumidity();
  return h;
}

OnDataSent 回调函数

这OnDataSent ()发送消息时将执行回调函数。在这种情况下，此函数会打印消息是否已成功传递。

void OnDataSent(uint8_t *mac_addr, uint8_t sendStatus) {
  Serial.print("Last Packet Send Status: ");
  if (sendStatus == 0){
    Serial.println("Delivery success");
  }
  else{
    Serial.println("Delivery fail");
  }
}

setu（）

初始化串行监视器。

Serial.begin(115200);

初始化 BME280 传感器：

initBME();

将 ESP8266 设置为 Wi-Fi 站点。

WiFi.mode(WIFI_STA);

设置其频道以匹配接收器的 Wi-Fi 频道：

int32_t channel = getWiFiChannel(WIFI_SSID);

WiFi.printDiag(Serial); // Uncomment to verify channel number before
wifi_promiscuous_enable(1);
wifi_set_channel(channel);
wifi_promiscuous_enable(0);
WiFi.printDiag(Serial); // Uncomment to verify channel change after

初始化 ESP-NOW。

// Init ESP-NOW
if (esp_now_init() != 0) {
  Serial.println("Error initializing ESP-NOW");
  return;
}

设置 ESP8266 角色：

esp_now_set_self_role(ESP_NOW_ROLE_CONTROLLER);

成功初始化 ESP-NOW 后，注册发送消息时调用的回调函数。在这种情况下，注册OnDataSent()之前创建的函数。

esp_now_register_send_cb(OnDataSent);

添加同行

要将数据发送到另一块板（接收器），您需要将其配对为对等体。以下代码将注册接收方并添加为对等方。

esp_now_add_peer(broadcastAddress, ESP_NOW_ROLE_SLAVE, 1, NULL, 0);

loop()

在里面loop(), 检查是否到了获取和发送新读数的时间。

unsigned long currentMillis = millis();
if (currentMillis - previousMillis >= interval) {
  // Save the last time a new reading was published
  previousMillis = currentMillis;

发送 ESP-NOW 消息

最后，通过 ESP-NOW 发送消息结构。

esp_now_send(broadcastAddress, (uint8_t *) &myData, sizeof(myData));

将代码上传到您的采集板上。您应该注意到采集板将其 Wi-Fi 通道更改为接收板的通道。

示范

将代码上传到所有采集板后，如果一切按预期进行，ESP8266接收板应该开始从其他采集板接收传感器数据。

在本地网络上打开浏览器并输入 ESP8266 的 IP 地址。 

它应该加载温度、湿度和最后一次在网页上为每块采集板更新读数的时间。收到新数据包后，您的网页会自动更新而无需刷新网页。

总结

在本教程中，您学习了如何使用 ESP-NOW 和 Wi-Fi 设置 Web 服务器以使用 ESP8266 NodeMCU 板从多个板（多对一配置）接收 ESP-NOW 数据包。

此外，您还使用服务器发送事件在每次收到新数据包时自动更新网页，而无需刷新网页。