简述基于单片机ESP8266的智能配网

惠为君

盐城工学院 江苏 盐城 224051

ESP8266是一种面向物联网应用的Wi-Fi器件。其成本低廉、体积小巧、使用方便，在物联网应用设计中，获得广泛的使用。

ESP8266只有在配网成功后，才可以正常使用。配网时，需要设置ESP8266的工作模式。其模式有三种：客户端模式（station）、服务器模式（AP）、混合模式。连接路由器时，工作于客户端模式；作为手机热点时，工作于服务器模式。工程实践中，通过单片机串口或PC机串口助手发送AT指令设置ESP8266的工作模式。由于路由器信号强弱不同，如果时延不准确，设置ESP8266智能配网不容易成功。

1 AT指令

AT指令是终端与设备的通信指令，其特征是指令以字符串AT引导。ESP8266的AT指令分为四种，即测试指令、查询指令、设置指令、执行指令。配网所需的相关AT指令如表1所示[1]。

表1 AT指令

2 ESP8266串口通信

在工程实践中，一般单片机通过串口给ESP8266发送AT指令。在配置的时候，单片机除了向ESP8266发送AT命令，还要接收ESP8266的回传信号。一般根据回传信号，判断ESP8266的工作状态。本文采用51兼容单片机STC15F2K60S2的串口二传输AT指令，程序中通过串口中断服务程序实现单片机与ESP8266的通信。在此基础上，设计发送和接受函数，用来完成AT指令的发送和回传信号的接收。其中，发送函数部分程序如下：

while (*s) //检测字符串结束标志

{

uart2_SendData(*s++); //发送当前字符

Delay1ms();

}

uart2_SendData(‘ ’); //回车

Delay1ms();

uart2_SendData(‘ ’); //换行

程序中，指针s指向要发送的AT指令，AT指令的结束标记是回车和换行两个标记[2]。

3 ESP8266智能配网程序

由于Wi-Fi信号的强弱不同和ESP8266处理命令及回传命令的时延，智能配网ESP8266比较困难。在设计配网程序的时候，根据具体的配网状况，需要添加适当的时延，然后执行响应的AT 指令。其配网流程流程如图1所示。

图1 配网流程图

图2 手机智能配置流程图

ESP8266启动时，要检测连接的Wi-Fi，并获取ID。如果没有获取ID，说明是第一次配置或Wi-Fi已经改变，此时，需要启动手机智能配置。其配置流程如图2所示。手机智能配网的时候，先要确定ESP8266的工作模式，即station模式和AP模式，然后设置ESP8266是否上电自动连接Wi-Fi，最后开启智能配置，即手机智能配置[3]。智能配置的核心程序如下：

if(Send_Wi-Fi_CMD(“AT+CWSTARTSMART=3”,”OK”))

{

Uart1_SendString(“SmartConfig Command is sended successfully ”) ;

}

//等待手机配置Wi-Fi....

while(1)

{ if(Send_Wi-Fi_CMD(“AT+CIPSTATUS”,”STATUS:2”))

{

Uart1_SendString(“ESP8266 is successed to config by phone ”);

Wi-Fi_config = 1;

break;

}

实现智能配网，主要有两条指令完成。 AT+CWMODE=1,设置ESP8266单station模式，AT+CWSTARTSMART=3,设置ESP8266配置类型为AirKisss或Esp_touch。AirKiss通过关注安信可公众号的微信配网来实现。

启动智能配置以后，死循环等待手机配置，一旦手机配网成功，退出死循环。

4 测试

基于STC15F2K60S2完成某个项目，该单片机具有两个全双工串口。项目中用U2口实现ESP8266与单片机通信，U1口通过转接口接PC机USB口，可以在串口助手观察配网的过程。配网成功时的信息如图3所示。

图3 智能配网信息

配网成功后，ESP8266作为站点连接TCP或UDP服务器。如下片段代码，实现ESP8266连接TCP服务器。

if(Send_Wi-Fi_CMD(“AT+CIPSTART=”TCP”,”192.1 68.1.3”,8082”,”OK”)) //

{

Delay200ms();

server_connect_flag = 1;

Uart1_SendString(“ESP8266 has connected to TCP server ”);

}

指令AT+CIPSTART用于建立ESP8266与TCP或UDP服务器连接。服务器连接成功后，ESP8266就可以向服务器发送数据了[4]。

5 结束语

Wi-Fi信号的强弱、ESP8266的安装位置都能影响配网结果。手机智能配网并不能100%保证成功，在使用的时候需要注意这一点。