【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

　　

 /**
  *
  */
 #include <TimerOne.h>
 #include <HttpPacket.h>
 #include <ArduinoJson.h>
 /**'
  * ESP8266 采用串口3通讯
  */
 #define ESP8266Serial Serial3
 #define mySerial Serial

 #define RES_MAX_LENGTH 500

 #define SEND_SUCCESS 1
 #define SEND_FAIL 0

 /**
 * 链接的AP的账户密码
 */
 char ssid[] = "zlei";
 char pass[] = "";

 /**
  * Onenet 互联网信息
  */
 char oneNetServer[] = "api.heclouds.com";       //不需要修改
 char deviceId[] = "";
 char API_KEY[] = "qB40IZOP6Rx58EZ7ow16mA=VkRQ=";
 char sensorID1[] = "waterLevel";

 // ESP8266于Arduino交互的数据缓存
 char ESP8266Response[RES_MAX_LENGTH];

 // 交互数据缓存的世纪存储长度
 int resLength = ;

 // 请求时间计算的最小分度值
 const unsigned long interval = ;

 // 计时器，以毫秒为最小计数单位
 unsigned long curTime = ;

 HttpPacketHead packet;
 void setup() {
   ESP8266Serial.begin();
   mySerial.begin();

   Timer1.initialize(interval);
   Timer1.attachInterrupt(timeClock);
   intiESP8266();

 }

 void loop() {
   postDataToServer(API_KEY,deviceId,sensorID1,1.00); // 发送数据（数据为模拟数据）
   delay();
 }

 /**
 * 制造重启命令
 */
 void(* resetFunc) (void) = ;

 /**
  * ESP8266 板子进行初始化
  * 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
  * 2. 发送 AT+CWMODE=? 指令 选择模式 1.Station模式，2. AP 模式
  * 3. 发送 AT+CWJAP="ssid","password" 来连接AP
  */
 void intiESP8266(){

   // AT 指令， 返回OK表明供电，TTL和WIFI模块通讯正常
   if(sendATCommead("AT\r\n","OK", , ) == SEND_SUCCESS );
   else ESP8266_Error();
   delay();
   // AT+CWMODE=? 选择模式 1.Station模式，2. AP 模式
   if(sendATCommead("AT+CWMODE=1\r\n","OK",,) == SEND_SUCCESS );
   else ESP8266_Error();

   // AT+CWJAP="sid","pass" 加入AP
   char cwjap[];
   strcat(cwjap,"AT+CWJAP=\"");
   strcat(cwjap,ssid);
   strcat(cwjap,"\",\"");
   strcat(cwjap,pass);
   strcat(cwjap,"\"\r\n");
   if(sendATCommead(cwjap,"OK",,) == SEND_SUCCESS );
   else ESP8266_Error();
 }

 /**
  * ESP8266 错误信息处理
  * @param type 错误信息类型
  */
 void ESP8266_Error(int type){
   mySerial.println("ERROR");
   mySerial.println(type);
   while(){
     if(sendATCommead("AT\r\n","OK", , ) == SEND_SUCCESS){
       mySerial.print("\r\nRESET!!!!!!\r\n");
       resetFunc();
     }
   }
 }

 /**
  * Arduino 向ESP8266中发送AT指令
  * @param commoned 需要发送的指令
  * @param response 发送之后接收到response之后表示成功
  * @param timeout 在发送命令之后 timeout 毫秒之后重新发送消息
  * @param reTry 重新发送的次数
  */
 unsigned int sendATCommead(char *commoned, char *response, int timeout, unsigned char reTry){

   // 多次重复发送消息，直到接收到消息。
   for(unsigned char tryTime = ; tryTime < reTry; tryTime++){
     clearResponse(); // 清理接收缓存
     mySerial.print("send commoned ");
     mySerial.print(commoned);
     mySerial.print(" to ESP8266.\n");
     ESP8266Serial.write(commoned); // 通过串口发送命令
     curTime = ;

     // 在延时范围内查看回复消息，如果回复消息成功，返回成功
     while(curTime < timeout){
       readResponse();
       if(strstr(ESP8266Response, response) != NULL){
           mySerial.println("Response is ");
           mySerial.println("-------------- Response Start ----------------");
           mySerial.println(ESP8266Response);
           mySerial.println("-------------- Response end ------------------");
           return SEND_SUCCESS;
       }
     }
   }
   // 发送失败
   mySerial.print("response received, content is \n >>>> ");
   mySerial.println(ESP8266Response);
   return SEND_FAIL;
 }

 /**
  * 向服务器发送数据请求
  * @param apiKey 访问网站的apiKey
  * @param deviceID 设备ID
  * @param sensorID 传感器ID
  * @param data 发送的数据
  */
 void postDataToServer(char *apiKey, char *deviceID, char *sensorID, double data){
   StaticJsonBuffer<> jsonBuffer;

   JsonObject &value = jsonBuffer.createObject();
   value["value"] = data;

   JsonObject &idDataPoints = jsonBuffer.createObject();
   idDataPoints["id"] = sensorID;
   JsonArray &dataPoints = idDataPoints.createNestedArray("dataPoints");
   dataPoints.add(value);

   JsonObject &myJson = jsonBuffer.createObject();
   JsonArray &dataStreams = myJson.createNestedArray("dataStreams");
   dataStreams.add(idDataPoints);

   // 设置POST的请求表头
   char postData[];
   int postLength = myJson.printTo(postData, sizeof(postData));

   packet.setHostAddress(oneNetServer);
   packet.setDevId(deviceId);
   packet.setAccessKey(API_KEY);

   packet.createCmdPacket(POST, TYPE_DATAPOINT, postData);

   int httpLength = strlen(packet.content) + postLength;

   char cmd[];
   // 链接服务器
   memset(cmd, , );
   sprintf(cmd, "AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",80\r\n",oneNetServer);
   if(sendATCommead(cmd,"CONNECT", , ) == SEND_SUCCESS);
   else ESP8266_Error();

   // 发送数据
   memset(cmd,,);
   sprintf(cmd, "AT+CIPSEND=%d\r\n",httpLength);
   if(sendATCommead(cmd,">",,) == SEND_SUCCESS);
   else ESP8266_Error();

   memset(cmd,,);
   strcpy(cmd,packet.content);
   strcat(cmd,postData);
   if(sendATCommead(cmd,"succ\"}",,) == SEND_SUCCESS);
   else ESP8266_Error();

   if(sendATCommead("AT+CIPCLOSE\r\n","CLOSED",,) == SEND_SUCCESS);
   else ESP8266_Error();
 }

 /**
  * @TODO 将ESP8266返回的数据返回到缓存数组中
  * 1. 清理缓存数据
  * 2. 将读取的数据存入全局数组中
  * 3. 超出数组长度之后
  */
 void readResponse(){
   clearResponse();
   while(ESP8266Serial.available()){
     ESP8266Response[resLength++] = ESP8266Serial.read();
     if(resLength == RES_MAX_LENGTH) clearResponse();
   }
 }

 /**
  * @todo 清理数据交互缓存区
  */
 void clearResponse(){
   memset(ESP8266Response,,RES_MAX_LENGTH);
   resLength = ;
 }

 /**
  * 计时器函数，单位为毫秒
  */
 void timeClock(){
   curTime++;
 }