小狐狸事務所: 使用 ITEAD WeeESP8266 函式庫改寫物聯網模組 wifi 設定程式

2016年7月4日星期一

使用 ITEAD WeeESP8266 函式庫改寫物聯網模組 wifi 設定程式

上周菁菁與姐姐月考結束了, 晚上我終於有時間來將第二塊新版的 Arduino+ESP8266 物聯網模組焊好, 測試結果正常, 只要照之前畫好的正反面布線圖焊接, 烙鐵沒有氧化上錫順利的話, 大概一個小時就可以完成一個板子, 詳細製作程序參考 :

# 製作 Arduino Nano + ESP8266 物聯網模組 (三)

而舊版的 4.5cm*4.5cm 洞洞板則參考 :

# 製作 Arduino Nano + ESP8266 物聯網模組 (二)

連同三塊舊版的板子, 現在總共有五塊了 :

這樣應該足夠我目前實驗所需, 包括 : 風力發電機監控*1, 太陽能板監控*1, 門口生物移動偵測*2, 遠端自動澆水控制器*1.

接下來想搞定一件事 : 這個 IOT 模組的 Wifi 設定程式是否也可以用 ITEAD 所寫的 WeeESP8266 函式庫來實現呢? 會不會很吃記憶體?

去年 11 月曾經對 WeeESP8266 函式庫做過一些基本的測試, 結果非常滿意, 原始碼變得很簡潔, 可讀性也大幅提高. 但是在測試伺服器功能時卻卡關了, 我使用 Arduino 的 getBytes() 函數來將要回應給客戶端的網頁字串複製到傳送緩衝器, 再呼叫 send() 函數傳送回應訊息, 當資料少時沒問題, 但資料一多卻不知何故無法順利傳送回應訊息給客戶端 (緩衝器太少?). 納悶一陣子無解就擱下了.

上週找到下面這位 mlwmlw 的文章, 發現了 send() 函數用法的範例, 以其方式重新撰寫程式測試了 ESP8266 的伺服器功能, 結果順利地解決了問題, 參考 :

# mlwmlw weeesp8277 web server example
# ITEAD WeeESP8266 函式庫測試 (二) : 網頁伺服器

當然, 接下來就是照此方法用 WeeESP8266 改寫 IOT 模組的 wifi 設定程式了, 經過一整天努力, 終於 ... 成功囉! 下面是初步測試的程式, 雖然可用, 但是有 bug (見下文) :

#include <SoftwareSerial.h>
#include "ESP8266.h"

SoftwareSerial esp8266(7,8); //(D7:RX, D8:TX)
ESP8266 wifi(esp8266); //create wifi obj
const int SW_PIN=4; //Pin to switch configuration or working mode
int mode; //store current mode(LOW=configuration, HIGH=working)

void setup() {
//system use please do not edit
Serial.begin(9600);
wifi.restart(); //reset ESP8266
Serial.println("Firmware version ... " + wifi.getVersion());
pinMode(SW_PIN, INPUT);
mode=digitalRead(SW_PIN);
boolean ok=true;
if (mode==LOW) { //setup mode : for wifi configuration
ok &= wifi.setOprToStationSoftAP();
ok &= wifi.enableMUX();
ok &= wifi.startTCPServer(80);
if (ok) {Serial.println("Setup mode ... OK");}
}
else { //working mode : for running application
ok &= wifi.setOprToStation();
if (ok) {Serial.println("Working mode ... OK");}
}
delay(5000);
Serial.println("IP ... " + wifi.getLocalIP());
}

void loop() {
if (mode==LOW) {setupWifi();}
else { //-----application codes listed bellow-----
//if (esp8266.available()) {Serial.write(esp8266.read());}
//if (Serial.available()) {esp8266.write(Serial.read());}
}
}

void setupWifi() {
uint8_t buffer[256]={0}; //init buffer
uint8_t mux_id; //TCP connection id (0~4)
uint32_t len=wifi.recv(&mux_id, buffer, sizeof(buffer), 2000); //get response
if (len > 0) { //data received
String path="";
for (uint32_t i=0; i<len; i++) {
if (!path.endsWith(" HTTP/")) {path.concat((char)buffer[i]);}
else {break;}
}
path=path.substring(path.indexOf("/") + 1, path.indexOf(" HTTP/"));
Serial.println(path); //eg:update/?ssid=EDIMAX-tony&pwd=1234567890
if (path.startsWith("update")) { //update ssid & pwd
String ssid=path.substring(path.indexOf("?") + 6, path.indexOf("&"));
String pwd=path.substring(path.indexOf("&") + 5);
//ssid.trim();
//pwd.trim();
Serial.println(ssid);
Serial.println(pwd);
if (wifi.joinAP(ssid, pwd)) {
uint8_t data[]="<html>Wifi setup OK!</html>";
wifi.send(mux_id, data, sizeof(data));
}
else {
uint8_t data[]="<html>Wifi setup failed!</html>";
wifi.send(mux_id, data, sizeof(data));
}
}
else { //show setup page
uint8_t data[]="<html><form method=get action='/update/'>"
"SSID <input name=ssid type=text><br>"
"PWD <input name=pwd type=text> "
"<input type=submit value=Connect></form></html>";
wifi.send(mux_id, data, sizeof(data));
}
Serial.println(wifi.releaseTCP(mux_id));
}
Serial.println(wifi.getIPStatus().c_str());
}

序列埠監控視窗擷取訊息如下 (這是成功的訊息) :

Firmware version ... 0018000902

Setup mode ... OK

IP ... 192.168.4.1

192.168.2.111

STATUS:2

update/?ssid=EDIMAX-tony&pwd=1234567890

EDIMAX-tony

1234567890

STATUS:4

但有時候卻出現下列 STATUS:5 的奇怪訊息 :

update/?ssid=EDIMAX-tony&pwd=1234567890

EDIMAX-tony

1234567890

STATUS:5

+CIPSTATUS:1,"TCP","192.168.4.100",47783,1

STATUS:5

+CIPSTATUS:1,"TCP","192.168.4.100",47783,1

STATUS:5

怎麼會有 status 5 呢? ESP8266 文件上沒有啊! 後來在下列文章找到答案, 原來這是 Wifi 連線失敗之意, ESP8266 原始文件中並未列出, 新版文件會加上去 :

# return code ???

"Sorry that we missed it, status 5 means WiFi connection fail, we will add it in the next version of documentation."

連線 AP 明明有成功 (因為呼叫 getLocalIP() 除了看到 192.168.4.1 以外, 還有從 AP 獲得的 IP), 但手機瀏覽器卻顯示 "Wifi setup failed!", 真是奇怪! 後來我檢查了 WeeESP8266 的原始碼檔案 ESP8266.cpp, 發現 send() 只在回應中含有 "OK" 才會回傳 true, ~~如果 ssid 與 pwd 與先前設定雷同, ESP8266 會回應 "no change", 這其實也算成功, 但 send() 函式的寫法卻會回傳 false, 導致我們無法判斷到底有無成功~~ :

ESP8266.cpp 內容 :

bool ESP8266::sATCWJAP(String ssid, String pwd)
{
String data;
rx_empty();
m_puart->print("AT+CWJAP=\"");
m_puart->print(ssid);
m_puart->print("\",\"");
m_puart->print(pwd);
m_puart->println("\"");

data = recvString("OK", "FAIL", 10000);
if (data.indexOf("OK") != -1) {
return true;
}
return false;
}

怎辦? 也不想去修改 WeeESP8266 原始碼啊! 後來想到何不在呼叫 joinAP() 前先呼叫 leaveAP() 清除原先的設定呢? 這樣就不會出現 no change 回應了. 果真加上 leaveAP() 後就正常啦! 完整的程式如下 :

#include <SoftwareSerial.h>
#include "ESP8266.h"

SoftwareSerial esp8266(7,8); //(D7:RX, D8:TX)
ESP8266 wifi(esp8266); //create wifi obj
const int SW_PIN=4; //Pin to switch configuration or working mode
int mode; //store current mode(LOW=configuration, HIGH=working)

void setup() {
//system use please do not edit
Serial.begin(9600);
wifi.restart(); //reset ESP8266
Serial.println("Firmware version ... " + wifi.getVersion());
pinMode(SW_PIN, INPUT);
mode=digitalRead(SW_PIN);
boolean ok=true;
if (mode==LOW) { //setup mode : for wifi configuration
ok &= wifi.setOprToStationSoftAP();
ok &= wifi.enableMUX();
ok &= wifi.startTCPServer(80);
if (ok) {Serial.println("Setup mode ... OK");}
}
else { //working mode : for running application
ok &= wifi.setOprToStation();
if (ok) {Serial.println("Working mode ... OK");}
}
delay(5000);
Serial.println("IP ... " + wifi.getLocalIP());
}

void loop() {
if (mode==LOW) {setupWifi();}
else { //-----application codes listed bellow-----
//if (esp8266.available()) {Serial.write(esp8266.read());}
//if (Serial.available()) {esp8266.write(Serial.read());}
}
}

void setupWifi() {
uint8_t buffer[128]={0}; //init buffer
uint8_t mux_id; //TCP connection id (0~4)
uint32_t len=wifi.recv(&mux_id, buffer, sizeof(buffer), 2000); //get response
if (len > 0) { //data received
String path="";
for (uint32_t i=0; i<len; i++) {
if (!path.endsWith(" HTTP/")) {path.concat((char)buffer[i]);}
else {break;}
}
path=path.substring(path.indexOf("/") + 1, path.indexOf(" HTTP/"));
Serial.println(path); //eg:update/?ssid=EDIMAX-tony&pwd=1234567890
if (path.startsWith("update")) { //update ssid & pwd
String ssid=path.substring(path.indexOf("?") + 6, path.indexOf("&"));
String pwd=path.substring(path.indexOf("&") + 5);
Serial.println(ssid);
Serial.println(pwd);
wifi.leaveAP(); //it's a must, or joinAP will fail if no change
if (wifi.joinAP(ssid, pwd)) {
uint8_t data[]="<html>Wifi setup OK!</html>";
wifi.send(mux_id, data, sizeof(data));
}
else {
uint8_t data[]="<html>Wifi setup failed!</html>";
wifi.send(mux_id, data, sizeof(data));
}
}
else { //show setup page
uint8_t data[]="<html><form method=get action='/update/'>"
"SSID <input name=ssid type=text><br>"
"PWD <input name=pwd type=text> "
"<input type=submit value=Connect></form></html>";
wifi.send(mux_id, data, sizeof(data));
}
Serial.println(wifi.releaseTCP(mux_id));
}
Serial.println(wifi.getIPStatus().c_str());
}

序列埠監控視窗擷取訊息如下 :

Firmware version ... 0018000902
Setup mode ... OK
IP ... 192.168.4.1
192.168.2.111
STATUS:2
STATUS:2
STATUS:2

STATUS:3