【Arduino】、Arduino+ESP8266上传至oneNet云
一、硬件简介
1. Arudino 是一种开源的电子平台，该平台最初主要基于AVR单片机的微控制器和相应的开发软件，包含硬件（各种型号的Arduino板）和软件（Arduino IDE)。
2. ESP8266 是深圳安信可科技有限公司开发的基于乐鑫ESP8266的超低功耗的UART-WIFI模块的模组，可以方便进行二次元开发，接入云端服务，实现手机3/4G全球随时随地的控制，加速产品原型设计。
二、硬件接线
1. 所用到的硬件有：Arudino Mega 2560, ESP8266-12F.
2. 接线如下表所示
| Arduino | ESP8266 |
| 3.3V | VCC |
| GND | GND |
| RXD | TXD |
| TXD | RXD |
三、硬件编程
1. ESP8266 芯片接收的AT指令顺序
- AT： 发送 AT 指令判断供电，TTL和WIFI模块是否正常 返回OK表示正常
- AT+ CWMODE=? ： 发送 AT+CWMODE=? 指令 选择模式 1.Station模式，2. AP 模式， 返回字节中有OK表示连接成功
- AT+CWJAP=”ssid”,”password” ： 发送 AT+CWJAP=”ssid”,”password” 来连接AP 返回字节中有CONNECT表示连接成功
- AT+CIPSTART=”TCP”,”hostServer”,hostPort : 链接服务器， 返回OK表示连接成功
- AT+CIPSEND=dataLen ：向服务器发送数据，dataLen表示HTTP的请求的长度，返回> 表示发送成功，继续发送数据
- data ： 向服务器发送数据
- AT+CIPCLOSE： 关闭请求链接，返回CLOSED表示断开连接
2. 程序代码
1 /**
2 *
3 */
4 #include <TimerOne.h>
5 #include <HttpPacket.h>
6 #include <ArduinoJson.h>
7 /**'
8 * ESP8266 采用串口3通讯
9 */
10 #define ESP8266Serial Serial3
11 #define mySerial Serial
12
13 #define RES_MAX_LENGTH 500
14
15 #define SEND_SUCCESS 1
16 #define SEND_FAIL 0
17
18 /**
19 * 链接的AP的账户密码
20 */
21 char ssid[] = "zlei";
22 char pass[] = "18829237005";
23
24 /**
25 * Onenet 互联网信息
26 */
27 char oneNetServer[] = "api.heclouds.com"; //不需要修改
28 char deviceId[] = "10005241";
29 char API_KEY[] = "qB40IZOP6Rx58EZ7ow16mA=VkRQ=";
30 char sensorID1[] = "waterLevel";
31
32
33 // ESP8266于Arduino交互的数据缓存
34 char ESP8266Response[RES_MAX_LENGTH];
35
36 // 交互数据缓存的世纪存储长度
37 int resLength = 0;
38
39 // 请求时间计算的最小分度值
40 const unsigned long interval = 1000;
41
42 // 计时器，以毫秒为最小计数单位
43 unsigned long curTime = 0;
44
45 HttpPacketHead packet;
46 void setup() {
47 ESP8266Serial.begin(115200);
48 mySerial.begin(9600);
49
50 Timer1.initialize(interval);
51 Timer1.attachInterrupt(timeClock);
52 intiESP8266();
53
54 }
55
56 void loop() {
57 postDataToServer(API_KEY,deviceId,sensorID1,1.00); // 发送数据（数据为模拟数据）
58 delay(10000);
59 }
60
61 /**
62 * 制造重启命令
63 */
64 void(* resetFunc) (void) = 0;
65
66 /**
67 * ESP8266 板子进行初始化
68 * 1. 发送 AT 指令判断供电，TTL和WIFI模块是否正常 返回OK表示正常
69 * 2. 发送 AT+CWMODE=? 指令 选择模式 1.Station模式，2. AP 模式
70 * 3. 发送 AT+CWJAP="ssid","password" 来连接AP
71 */
72 void intiESP8266(){
73
74 // AT 指令， 返回OK表明供电，TTL和WIFI模块通讯正常
75 if(sendATCommead("AT\r\n","OK", 1000, 2) == SEND_SUCCESS );
76 else ESP8266_Error(1);
77 delay(100);
78 // AT+CWMODE=? 选择模式 1.Station模式，2. AP 模式
79 if(sendATCommead("AT+CWMODE=1\r\n","OK",1000,3) == SEND_SUCCESS );
80 else ESP8266_Error(2);
81
82 // AT+CWJAP="sid","pass" 加入AP
83 char cwjap[50];
84 strcat(cwjap,"AT+CWJAP=\"");
85 strcat(cwjap,ssid);
86 strcat(cwjap,"\",\"");
87 strcat(cwjap,pass);
88 strcat(cwjap,"\"\r\n");
89 if(sendATCommead(cwjap,"OK",2000,4) == SEND_SUCCESS );
90 else ESP8266_Error(3);
91 }
92
93 /**
94 * ESP8266 错误信息处理
95 * @param type 错误信息类型
96 */
97 void ESP8266_Error(int type){
98 mySerial.println("ERROR");
99 mySerial.println(type);
100 while(1){
101 if(sendATCommead("AT\r\n","OK", 1000, 2) == SEND_SUCCESS){
102 mySerial.print("\r\nRESET!!!!!!\r\n");
103 resetFunc();
104 }
105 }
106 }
107
108 /**
109 * Arduino 向ESP8266中发送AT指令
110 * @param commoned 需要发送的指令
111 * @param response 发送之后接收到response之后表示成功
112 * @param timeout 在发送命令之后 timeout 毫秒之后重新发送消息
113 * @param reTry 重新发送的次数
114 */
115 unsigned int sendATCommead(char *commoned, char *response, int timeout, unsigned char reTry){
116
117 // 多次重复发送消息，直到接收到消息。
118 for(unsigned char tryTime = 0; tryTime < reTry; tryTime++){
119 clearResponse(); // 清理接收缓存
120 mySerial.print("send commoned ");
121 mySerial.print(commoned);
122 mySerial.print(" to ESP8266.\n");
123 ESP8266Serial.write(commoned); // 通过串口发送命令
124 curTime = 0;
125
126 // 在延时范围内查看回复消息，如果回复消息成功，返回成功
127 while(curTime < timeout){
128 readResponse();
129 if(strstr(ESP8266Response, response) != NULL){
130 mySerial.println("Response is ");
131 mySerial.println("-------------- Response Start ----------------");
132 mySerial.println(ESP8266Response);
133 mySerial.println("-------------- Response end ------------------");
134 return SEND_SUCCESS;
135 }
136 }
137 }
138 // 发送失败
139 mySerial.print("response received, content is \n >>>> ");
140 mySerial.println(ESP8266Response);
141 return SEND_FAIL;
142 }
143
144 /**
145 * 向服务器发送数据请求
146 * @param apiKey 访问网站的apiKey
147 * @param deviceID 设备ID
148 * @param sensorID 传感器ID
149 * @param data 发送的数据
150 */
151 void postDataToServer(char *apiKey, char *deviceID, char *sensorID, double data){
152 StaticJsonBuffer<400> jsonBuffer;
153
154 JsonObject &value = jsonBuffer.createObject();
155 value["value"] = data;
156
157 JsonObject &idDataPoints = jsonBuffer.createObject();
158 idDataPoints["id"] = sensorID;
159 JsonArray &dataPoints = idDataPoints.createNestedArray("dataPoints");
160 dataPoints.add(value);
161
162 JsonObject &myJson = jsonBuffer.createObject();
163 JsonArray &dataStreams = myJson.createNestedArray("dataStreams");
164 dataStreams.add(idDataPoints);
165
166 // 设置POST的请求表头
167 char postData[400];
168 int postLength = myJson.printTo(postData, sizeof(postData));
169
170 packet.setHostAddress(oneNetServer);
171 packet.setDevId(deviceId);
172 packet.setAccessKey(API_KEY);
173
174 packet.createCmdPacket(POST, TYPE_DATAPOINT, postData);
175
176 int httpLength = strlen(packet.content) + postLength;
177
178 char cmd[500];
179 // 链接服务器
180 memset(cmd, 0, 500);
181 sprintf(cmd, "AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",80\r\n",oneNetServer);
182 if(sendATCommead(cmd,"CONNECT", 3000, 5) == SEND_SUCCESS);
183 else ESP8266_Error(4);
184
185 // 发送数据
186 memset(cmd,0,500);
187 sprintf(cmd, "AT+CIPSEND=%d\r\n",httpLength);
188 if(sendATCommead(cmd,">",3000,3) == SEND_SUCCESS);
189 else ESP8266_Error(5);
190
191 memset(cmd,0,500);
192 strcpy(cmd,packet.content);
193 strcat(cmd,postData);
194 if(sendATCommead(cmd,"succ\"}",5000,5) == SEND_SUCCESS);
195 else ESP8266_Error(6);
196
197 if(sendATCommead("AT+CIPCLOSE\r\n","CLOSED",3000,3) == SEND_SUCCESS);
198 else ESP8266_Error(7);
199 }
200
201 /**
202 * @TODO 将ESP8266返回的数据返回到缓存数组中
203 * 1. 清理缓存数据
204 * 2. 将读取的数据存入全局数组中
205 * 3. 超出数组长度之后
206 */
207 void readResponse(){
208 clearResponse();
209 while(ESP8266Serial.available()){
210 ESP8266Response[resLength++] = ESP8266Serial.read();
211 if(resLength == RES_MAX_LENGTH) clearResponse();
212 }
213 }
214
215 /**
216 * @todo 清理数据交互缓存区
217 */
218 void clearResponse(){
219 memset(ESP8266Response,0,RES_MAX_LENGTH);
220 resLength = 0;
221 }
222
223 /**
224 * 计时器函数，单位为毫秒
225 */
226 void timeClock(){
227 curTime++;
228 }