WiFi模块ESP8266(超详细)---(含固件库、AP、STA、原子云使用)
写在前面：本节我们学习使用一个常见的模块--WIFI模块，在前面我们学习了蓝牙（HC--08）模块，为学习WIFI模块打下了一定的基础；但是在学习WIFI模块的时候，我也遇到了很多的问题，查阅了很多相关的资料与博客，今天将学习的过程分享给大家，希望大家少走一些弯路，大家有任何问题也欢迎在评论区讨论。
目录
一、WIFI模块介绍
1.1 WIFI介绍
1.2 WIFI模块（ATK-ESP8266）
1.2.1 ATK-ESP-01
1.2.2 ATK-ESP8266
1.3 AT指令简介
二、硬件搭建
2.1固件库的烧录
2.2环境搭建
三、实验测试
3.1 AP模式
3.1.1 ESP8266作为服务器
3.1.2 ESP8266作为客户端
3.2 STA模式
3.2.1 ESP8266作为服务器
3.2.2 ESP8266作为客户端
3.3 连接原子云服务器
一、WIFI模块介绍
1.1 WIFI介绍
首先跟大家介绍一下WIFI技术，WIFI网络是一种无线通信网络，也称为：无线宽带，正常的WIFI工作范围在100m的距离，但是收到发射功率大小的影响以及环境的因素，一般情况下的室内定位范围为10m，室外为30m左右，此外，WIFI传输速率也是非常高的可达600Mb/S；
WIFI技术是一种使用电信号在无线电波上进行数据传输的技术，通过建立局域网，让各类设备（手机、电脑、平板等）以无线的方式连接，实现设备之间的无线传输。
以上介绍这些就是偏学术语的定义，大家了解即可，相信每个人对于WIFI并不陌生，而今天我们要做的其实就是，如何利用WIFI模块进行数据的传输；
1.2 WIFI模块（ATK-ESP8266）
1.2.1 ATK-ESP-01
ATK-ESP-01 Wi-Fi 模块是由广州市星翼电子科技有限公司开发的，该模块核心处理器 ESP8266 在较小尺寸封装中集成了业界领先的 Tensilica L106 超低功 耗 32 位微型 MCU，带有 16 位精简模式，主频支持 80MHz 和 160MHz，支持 RTOS， 集成 Wi-Fi MAC/BB/RF/PA/LNA 。
外观尺寸：
这也就是正点原子的研发的一款基础WIFI模块，但是由于这款模块引脚较多，使用起来不太方便，我们一般都是直接使用的是，由正点原子搭载好的一款UART-WIFI（串口-无线）模块---ATK-ESP8266-串口转WIFI模块。
该模块是正点原子推出的一款高性能 UART-WIFI（串口-无线）模块，其搭载了正点原子公司自主研发的 ATK-ESP-01 模块，也就是说ATK-ESP8266是在ATK-ESP-01 Wi-Fi的基础上，进行了升级，便于用户直接使用。
1.2.2 ATK-ESP8266
后面我们就只介绍ATK-ESP8266这一模块，对于核心模块ESP-01感兴趣的朋友可以自行了解。
我使用的这款ATK-ESP-8266串口转WIFI模块，并非是最新版本的模块 ，大家可以看见上面写的是V1.3版本，现在最新版本应该已经到2.多以上了，然而我使用的时候，是按照新版本的步骤进行设置，这也导致出现了很多问题，所以，大家在使用时，一定一定要看看自己的版本号，一般情况下，新版本的问题能少一点。我也会把我后面的旧版本使用过程中遇到的问题分享给大家。
该模块的一个引脚及其功能的介绍：
| VCC | 电源3.3-5V |
| GND | 电源地 |
| TXD | 模块串口发送脚TTL电平、可以接单片机的RXD |
| RXD | 模块串口接收脚TTL电平、可以接单片机的TXD |
| RST | 复位、低电平有效 |
| TO-0 | 用于固件烧写模式、低电平烧写模式；高电平是运行模式； |
以上的六个引脚，一般工作情况下，是需要连接前四个引脚；即电源引脚与串口引脚；在对该模块进行固件烧录的时候，连接TO-0引脚；
固件烧录的时候，我在使用原子云时，可能是由于版本的问题，一直连接不上，所以进行了固件烧录，后来就连接上了。我们可以简单的认为固件烧录是对模块进行的一个更新。如果不进行固件烧录，我的旧版本，他工作就一直只能工作在AP模式下，后来固件烧录后，STC模式也就可以使用了。
是否需要进行固件烧录，取决于你的模块版本，以及他是否能正常的工作；
工作模式：
ATK-ESP8266模块共支持3种工作模式：STA、AP、STA+AP
1、STA模式
在此模式下，模块可连接其他设备提供的无线网络，例如通过 WIFI 连接至路由器，从而可以访问互联网，进而实现手机或电脑通过互联网实现对设备的远程控制。
简单来说，此模式下，该模块相当于一个用户，需要链接外部的WIFI（或自己的热点），通过链接的WIFI进行与其他设备的通信；
2、AP
AP 模式为默认的模式，在此模式下，模块将作为热点供其他设备连接， 从而让手机或电脑直接与模块进行通讯，实现局域网的无线控制。
简单来说，此模式下，该模块相当于提供一个热点，创建一个小范围的局域网，凡是连接上的设备就能与其进行通信；
3、STA+AP
该模式为 STA 模式与 AP 模式共存的一种模式，模块既能连接至其他 设备提供的无线网络，又能作为热点，供其他设备连接，以实现广域网与局域网的无缝切换， 方便操作使用。
1.3 AT指令简介
该模块可以使用AT 指令配置模块进行使用，也就是说，通过串口将AT指令传输到ESP8266中去，ESP8266便可以进行工作；包括后面的单片机控制，也是通过AT指令对模块进行作用；
在使用AT指令时，如果输入AT指令没有反应，检查四点：
1、是否将串口RXD，TXD的线连接反了？
2、是否需要对模块进行固件烧录？
3、是都将AT指令的输出格式有误？
4、UART（串口）波特率与模块是否一致？
在该模块的使用时，AT指令集很多，我们在此处不进行详细的描述，在后面我们用到哪一个指令，在进行详细的描述，此处只是明白AT指令的概念及作用；
二、硬件搭建
本机主要做的是模块工作前的一些准备工作，包括固件库的烧录、模块的硬件连线以及需要的设备软件；
2.1固件库的烧录
在模块进行正常工作前，最好能够进行固件库的烧录，这样能保证模块在使用原子云时没有其他意外问题；
前面讲过，模块须进入下载模式，才能够进行固件的烧写。下载模式需要的引脚有5个电源VCC、电源地GND、串口引脚RXD、TXD以及IO_0；
1、需要的资料：
链接：https://pan.baidu.com/s/1LaKXs4IOnOg6Prz2GHYGRA
提取码：1022
主要包括两个文件与一个应用程序：
2、硬件连接
在连接过程中，需要一个USB转TTL模块，这里我采用的是32的一个开发板，用51的试了一下，没有成功；需要注意的有：
1、ESP8266的串口引脚与开发板的1出串口进行交叉连接（TXD--RXD）(RXD--TXD),记得将跳线帽拔出；
2、 ESP8266的电源引脚与电源地，分别连接上面2处；RST 引脚可以悬空，需保证 IO_0 需连接至 GND；
3、串口给开发板供电，并通信；
3、进行烧录
打开 PC 端的“flash_download_tool”软件，随后在弹 出的窗口中，选择“chip Type（芯片类型）”为“ESP8266”、“workMode（工作模式）”为“develop”， 如下图所示：
配置好模式并进入软件后，选择待烧录固件的 bin 文件，并设置好 bin 文件烧录至芯片 的地址信息和其他的一些信息，即可点击软件左下方的“START”按钮进行固件烧写，如下图所示：
再强调一遍：注意连线，注意连线，注意连线！！！好多不成功的原因都是连线不正确！
2.2环境搭建
在后面模块使用中，我们需要用到以下的硬件与软件；
1、电脑端--串口助手；
2、手机端--网络调试助手；
3、硬件端--USB串口模块、ESP8266模块
串口助手：
链接：https://pan.baidu.com/s/1c4qFxLoi5Z0jWeQSK0ipow
提取码：1022
我采用是COM-HC串口助手，这个不是唯一，合适的串口调试助手都可以；
网络调试助手 ：
我推荐两款，好使用，好下载的软件应用市场就有，但是不唯一；
2.3 硬件连接
本次我们使用的硬件模块为：USB串口模块、ESP8266模块；实现的操作就是通过USB串口向ESP8266模块发送AT指令，然后ESP8266做出回应；
连线图：
注意：此处只需要连4根线，分别为VCC（3.3v） 、GND、以及两条串口线；串口线一定注意连接正确（交叉连接）；
三、实验测试
在进行模式工作前需要检查，指令集能否正常工作，配置串口助手；
如图所示：1、配置串口端口；波特率：115200（后期可以修改）；2、打开串口；3、打开显示；4、输出指令AT（注：AT 指令必须大写，且每条指令都需以回车换行符结尾“\r\n”。） 5、手动发送；发送完后，模块会回应OK;此时表示，串口调试已经完成；
若没有回应，可能出现的原因有：
1、串口是否连接合适？2、波特率是否准确，初始状态默认为195200，后期是否进行了修改？3、串口线是否接反？4、指令是否全英文，是否换行发送？5、是否进行了固件库烧录？
此外，还需要确定一个东西，在进行 TCP传输时，传输双方分为TCP服务器与TCP客户端，如同打电话时，通话双方分为主机与客机，在TCP传输时，客户端为主机，服务器为客机；
3.1 AP模式
AP模式相当于提供一个热点，创建一个小范围的局域网，凡是连接上的设备就能与其进行通信；
3.1.1 ESP8266作为服务器
指令集：
AT+CWMODE=2//设置AP模式
AT+RST//重启生效
AT+CWSAP="ATK-MW8266D", "12345678",1,4//设置 AP 参数。SSID 为 ATK-MW8266D、密码为 12345678、 通道为 1、加密方式为 WPA_WPA2_PSK
AT+CIPMUX=1//开启多连接
AT+CIPSERVER=1,8086//开启 SERVER 模式，端口号为 8086
注：AT 指令必须大写，且每条指令都需以回车换行符结尾
输入完上述指令后，打开手机WIFI，搜索设置的名称与密码，连接成功，再打开APP--网络调试精灵；打开TCP客户端（因为此时，ESP8266作为服务器），新增TCP客户端，输入对应的主机与端口；
那如何查询这个端口号与主机呢？端口号就是上述指令中设置的8086，主机号需要指令查找：AT+CIFSR
+CIFSR:APIP,"192.168.4.1"就是其主机号；
连接成功后，由手机端向模块发送指令，指令通过串口显示在串口调试助手的窗口；
如果是由模块向电脑发送数据：需要提前发送一条指令；
AT+CIPSEND=0,5//向ID0 发送 5 字节数据包，然后再发送数据：
以上便是，在AP模式下，ESP8266作为服务器双方通信的建立；
3.1.2 ESP8266作为客户端
指令集：
AT+CWMODE=2//设置为 AP 模式
AT+RST//重启生效
AT+CWSAP="ATK-MW8266D", "12345678",1,4//设置 AP 参数。SSID 为 ATK-MW8266D、密码为 12345678、 通道为 1、加密方式为 WPA_WPA2_PSK
AT+CIPMUX=0//开启单连接
AT+CIPSTART=”TCP”, ”192.168.4.XXX”,8086//建立 TCP 连接到 192.168.4.XXX:8086
AT+CIPMODE=1//开启透传模式（仅单连接 Client 时支持）
AT+CIPSEND//开始发送数据
其中有一条指令为AT+CIPSTART=此处需要填的是手机端的IP（自动生成）与端口号（端口号自行设置）；此时ESP8266作为客户端。它需要主动去连接手机；
3.2 STA模式
3.2.1 ESP8266作为服务器
STA模式为：该模块相当于一个用户，需要连接外部的WIFI，通过连接的WIFI进行与其他设备的通信；
前提：处于一个拥有WIFI的环境；且模块与手机端连接同一WIFI下；
指令集：
AT+CWMODE=1//设置为 STA 模式
AT+RST//重启生效
AT+CWLJP//查看周围AP（WIFI热点）
AT+CWJAP=”ATK-MW8266D”, ”12345678”//加入 WiFi 热点。SSID：ATK-MW8266D、密码：12345678
AT+CIPMUX=1//开启多连接
AT+CIPSERVER=1,8086//开启 SERVER 模式，端口号为 8086
AT+CIPSEND=0,5//向 ID0 发送 5 字节数据包
其中，主机号依旧是利用：AT+CIFSR 查询；端口号，自己设定；
AT+CWJAP= 后面的内容即为，要连接的WIFI热点与密码；
此模式，一定要保证模块与手机端连接在同一个WIFI下；
3.2.2 ESP8266作为客户端
指令集：
AT+CWMODE=2//设置为 AP 模式
AT+RST//重启生效
AT+CWLJP//查看周围AP（WIFI热点）
AT+CWJAP=”ATK-MW8266D”, ”12345678”//加入 WiFi 热点。SSID：ATK-MW8266D、密码：12345678
AT+CIPMUX=0//开启单连接
AT+CIPSTART=”TCP”, ”192.168.4.XXX”,8086//建立 TCP 连接到 192.168.4.XXX:8086
AT+CIPMODE=1//开启透传模式（仅单连接 Client 时支持）
AT+CIPSEND//开始发送数据
其中，主机号依旧是利用：AT+CIFSR 查询；端口号，自己设定；
AT+CWJAP= 后面的内容即为，要连接的WIFI热点与密码；
AT+CIPSTART=此处需要填的是手机端的IP（自动生成）与端口号（端口号自行设置）；此时ESP8266作为客户端。它需要主动去连接手机；
此模式，一定要保证模块与手机端连接在同一个WIFI下；
3.3 连接原子云服务器
原子云即原子云服务器，是正点原子推出的互联网云服务平台，它可以实现数据的远程 监控、转发和管理等功能；
原子云的网址 https://cloud.alientek.com/创建并登入账号；
创建好设备后，系统会自动为设备生成编号，这个设备编号就是 模块 使用 AT 指令连接原子云时需要的设备 ID。
创建好设备后，就能后根据设备的编号和密码并通过 AT 指令操作 ATK-MW8266D 模块 连接原子云了。具体的 AT 指令如下所示：
AT+CWMODE=1//使能 ATK-MW8266D 模块的 STA 模式，以连接路由器的 AP.
AT+CWJAP=”ALIENTEK-YF”,”15902020353”// 连接路由器的 AP，以访问互联网
AT+ATKCLDSTA=”87909047502119387601”,”12345678”//连接原子云服务器
当串口调试助手显示“CLOUD CONNECTED”后，说明已成功连接上原子云服务器， 此时在原子云的设备管理界面，也能够看到对应的设备显示为“已连接”的连接状态，如下 图所示：
当 模块成功连接原子云服务器后，即进入了透传模式，此时就能够在原子云的对应设备的“消息收发”操作界面通过原子云服务器发送消息至 模块，同时，也能后在该界面下，查看到接收自 模块的消息.
以上便是原子云使用的步骤：可能出现的问题有
1、指令是否为英文，且换行；
2、串口线是否接反；
3、是否连接在同一个WIFI下；
4、固件库是否烧录；（版本低的模块需要烧录才有原子云功能）；
如果还有别的原因，欢迎大家在评论区讨论；
链接：https://pan.baidu.com/s/1LcfpbMCxnU8m1qZ3xilgFg
提取码：1022资料分享，固件库，串口助手，指令使用指南！
总结：至此，我们将基本的ESP8266的使用详细的介绍完毕了，过程中遇到了各种各样的问题，其中主要的是接线问题，以及固件库的烧录；我们介绍了WIFI模块，硬件的搭建，指令的介绍，各种模式的工作方式及结果；大家一定一定多加练习，有问题及时在网站查找，多交流。后面我们也会讲解如何利用单片机对模块的控制；
创作不易，还请大家多多点赞支持！！！