• 日期: 2024-12-13
  • 标签: 常规

ESP8266 连接 OneNET 平台控制舵机：温度、湿度采集及数据发送

本教程使用 ESP8266 连接 OneNET 平台，实现温度、湿度采集并发送到云端，同时从 OneNET 获取命令控制舵机。

硬件准备

  • Arduino 开发板
  • ESP8266 模块
  • DHT11 温度湿度传感器
  • 舵机
  • 跳线

软件准备

  • Arduino IDE
  • OneNET 平台账号

代码

#include 'ESP8266.h'
#include 'dht11.h'
#include 'SoftwareSerial.h'
#include<Servo.h>

//配置 ESP8266 WIFI 设置
#define SSID 'HONOR Play4T'    //填写 2.4GHz 的 WIFI 名称，不要使用校园网
#define PASSWORD '12345678'//填写自己的 WIFI 密码
#define HOST_NAME 'api.heclouds.com'  //API 主机名称，连接到 OneNET 平台，无需修改
#define DEVICE_ID '1099655073'       //填写自己的 OneNET 设备 ID
#define HOST_PORT (80)                //API 端口，连接到 OneNET 平台，无需修改
String APIKey = 'IiJSs17atNND2C77wumz03w63hw='; //与设备绑定的 APIKey

#define INTERVAL_SENSOR 5000 //定义传感器采样及发送时间间隔

//创建 dht11 示例
dht11 DHT11;
//创建舵机
Servo myservo;
int servoPin=7;
int light=0;
int servoPos=0;
//定义 DHT11 接入 Arduino 的管脚
#define DHT11PIN 4

//定义 ESP8266 所连接的软串口
/*********************
 * 该实验需要使用软串口
 * Arduino 上的软串口 RX 定义为 D3,
 * 接 ESP8266 上的 TX 口,
 * Arduino 上的软串口 TX 定义为 D2,
 * 接 ESP8266 上的 RX 口.
 * D3 和 D2 可以自定义,
 * 但接 ESP8266 时必须恰好相反
 *********************/
SoftwareSerial mySerial(3, 2);
ESP8266 wifi(mySerial);

void setup()
{
  mySerial.begin(115200); //初始化软串口
  Serial.begin(9600);     //初始化串口
  Serial.print('setup begin\r\n');

   myservo.attach(servoPin);
   myservo.write(0);
   
  //以下为 ESP8266 初始化的代码
  Serial.print('FW Version: ');
  Serial.println(wifi.getVersion().c_str());

  if (wifi.setOprToStation()) {
    Serial.print('to station ok\r\n');
  } else {
    Serial.print('to station err\r\n');
  }

  //ESP8266 接入 WIFI
  if (wifi.joinAP(SSID, PASSWORD)) {
    Serial.print('Join AP success\r\n');
    Serial.print('IP: ');
    Serial.println(wifi.getLocalIP().c_str());
  } else {
    Serial.print('Join AP failure\r\n');
  }

  Serial.println('');
  Serial.print('DHT11 LIBRARY VERSION: ');
  Serial.println(DHT11LIB_VERSION);

  mySerial.println('AT+UART_CUR=9600,8,1,0,0');
  mySerial.begin(9600);
  Serial.println('setup end\r\n');
}

unsigned long net_time1 = millis(); //数据上传服务器时间
void loop(){

  if (net_time1 > millis())
    net_time1 = millis();

  if (millis() - net_time1 > INTERVAL_SENSOR) //发送数据时间间隔
  {

    int chk = DHT11.read(DHT11PIN);

    Serial.print('Read sensor: ');
    switch (chk) {
      case DHTLIB_OK:
        Serial.println('OK');
        break;
      case DHTLIB_ERROR_CHECKSUM:
        Serial.println('Checksum error');
        break;
      case DHTLIB_ERROR_TIMEOUT:
        Serial.println('Time out error');
        break;
      default:
        Serial.println('Unknown error');
        break;
    }

    float sensor_hum = (float)DHT11.humidity;
    float sensor_tem = (float)DHT11.temperature;
    Serial.print('Humidity (%): ');
    Serial.println(sensor_hum, 2);

    Serial.print('Temperature (oC): ');
    Serial.println(sensor_tem, 2);
    Serial.println('');

    if (wifi.createTCP(HOST_NAME, HOST_PORT)) { //建立TCP连接，如果失败，不能发送该数据
      Serial.print('create tcp ok\r\n');
      char buf[10];

      //拼接发送data字段字符串
      String jsonToSend = '{\'Temperature\':';
      dtostrf(sensor_tem, 1, 2, buf);
      jsonToSend += '\'' + String(buf) + '\'';
      jsonToSend += ',\'Humidity\':';
      dtostrf(sensor_hum, 1, 2, buf);
      jsonToSend += '\'' + String(buf) + '\'';
      jsonToSend += ',\'light\':';
      jsonToSend+= '\'' + String(light) + '\'';
      jsonToSend += '}';

      //拼接POST请求字符串
      String postString = 'POST /devices/';
      postString += DEVICE_ID;
      postString += '/datapoints?type=3 HTTP/1.1';
      postString += '\r\n';
      postString += 'api-key:';
      postString += APIKey;
      postString += '\r\n';
      postString += 'Host:api.heclouds.com\r\n';
      postString += 'Connection:close\r\n';
      postString += 'Content-Length:';
      postString += jsonToSend.length();
      postString += '\r\n';
      postString += '\r\n';
      postString += jsonToSend;
      postString += '\r\n';
      postString += '\r\n';
      postString += '\r\n';

      const char *postArray = postString.c_str(); //将str转化为char数组

      Serial.println(postArray);
      wifi.send((const uint8_t *)postArray, strlen(postArray)); //send发送命令，参数必须是这两种格式，尤其是(const uint8_t*)
      Serial.println('send success');
      if (wifi.releaseTCP()) { //释放TCP连接
        Serial.print('release tcp ok\r\n');
      } else {
        Serial.print('release tcp err\r\n');
      }
      postArray = NULL; }//清空数组，等待下次传输数据
else {
        Serial.print('create tcp err\r\n');
      }
         //控制舵机转动

    Serial.println('');

    net_time1 = millis();
  }

  //从 OneNET 获取命令并控制舵机
  if (wifi.createTCP(HOST_NAME, HOST_PORT)) { //建立TCP连接
    Serial.print('create tcp ok\r\n');
    String getRequest = 'GET /cmds?device_id=';
    getRequest += DEVICE_ID;
    getRequest += ' HTTP/1.1';
    getRequest += '\r\n';
    getRequest += 'api-key:';
    getRequest += APIKey;
    getRequest += '\r\n';
    getRequest += 'Host:api.heclouds.com\r\n';
    getRequest += 'Connection:close\r\n';
    getRequest += '\r\n';
    const char *getRequestArray = getRequest.c_str(); //将str转化为char数组
    wifi.send((const uint8_t *)getRequestArray, strlen(getRequestArray)); //send发送命令，参数必须是这两种格式，尤其是(const uint8_t*)
    Serial.println('get cmd from OneNet');
    Serial.println(getRequestArray);
    char c;
    String cmd = '';
    while (wifi.available()) {
      c = wifi.read();
      cmd += c;
    }
    Serial.println(cmd);
    if (cmd.indexOf('servo') != -1) { //如果收到的命令中包含“servo”，则控制舵机
      int servoPos = cmd.substring(cmd.indexOf('servo') + 6, cmd.indexOf('servo') + 9).toInt(); //从命令字符串中提取舵机角度
      Serial.println(servoPos);
      myservo.write(servoPos); //控制舵机转动到指定角度
    }
    wifi.releaseTCP(); //释放TCP连接
    getRequestArray = NULL; //清空数组，等待下次传输数据
  } else {
    Serial.print('create tcp err\r\n');
  }
}

代码解析

  1. 引入头文件
#include 'ESP8266.h'
#include 'dht11.h'
#include 'SoftwareSerial.h'
#include<Servo.h>
  1. 配置 ESP8266 WIFI 设置
#define SSID 'HONOR Play4T'    //填写 2.4GHz 的 WIFI 名称，不要使用校园网
#define PASSWORD '12345678'//填写自己的 WIFI 密码
#define HOST_NAME 'api.heclouds.com'  //API 主机名称，连接到 OneNET 平台，无需修改
#define DEVICE_ID '1099655073'       //填写自己的 OneNET 设备 ID
#define HOST_PORT (80)                //API 端口，连接到 OneNET 平台，无需修改
String APIKey = 'IiJSs17atNND2C77wumz03w63hw='; //与设备绑定的 APIKey
  1. 定义传感器采样及发送时间间隔
#define INTERVAL_SENSOR 5000 //定义传感器采样及发送时间间隔
  1. 创建 dht11 示例
dht11 DHT11;
  1. 创建舵机
Servo myservo;
int servoPin=7;
int light=0;
int servoPos=0;
  1. 定义 DHT11 接入 Arduino 的管脚
#define DHT11PIN 4
  1. 定义 ESP8266 所连接的软串口
SoftwareSerial mySerial(3, 2);
ESP8266 wifi(mySerial);
  1. 初始化软串口和串口
void setup()
{
  mySerial.begin(115200); //初始化软串口
  Serial.begin(9600);     //初始化串口
  Serial.print('setup begin\r\n');

   myservo.attach(servoPin);
   myservo.write(0);
   
  //以下为 ESP8266 初始化的代码
  Serial.print('FW Version: ');
  Serial.println(wifi.getVersion().c_str());

  if (wifi.setOprToStation()) {
    Serial.print('to station ok\r\n');
  } else {
    Serial.print('to station err\r\n');
  }

  //ESP8266 接入 WIFI
  if (wifi.joinAP(SSID, PASSWORD)) {
    Serial.print('Join AP success\r\n');
    Serial.print('IP: ');
    Serial.println(wifi.getLocalIP().c_str());
  } else {
    Serial.print('Join AP failure\r\n');
  }

  Serial.println('');
  Serial.print('DHT11 LIBRARY VERSION: ');
  Serial.println(DHT11LIB_VERSION);

  mySerial.println('AT+UART_CUR=9600,8,1,0,0');
  mySerial.begin(9600);
  Serial.println('setup end\r\n');
}
  1. 读取传感器数据并发送到 OneNET
unsigned long net_time1 = millis(); //数据上传服务器时间
void loop(){

  if (net_time1 > millis())
    net_time1 = millis();

  if (millis() - net_time1 > INTERVAL_SENSOR) //发送数据时间间隔
  {

    int chk = DHT11.read(DHT11PIN);

    Serial.print('Read sensor: ');
    switch (chk) {
      case DHTLIB_OK:
        Serial.println('OK');
        break;
      case DHTLIB_ERROR_CHECKSUM:
        Serial.println('Checksum error');
        break;
      case DHTLIB_ERROR_TIMEOUT:
        Serial.println('Time out error');
        break;
      default:
        Serial.println('Unknown error');
        break;
    }

    float sensor_hum = (float)DHT11.humidity;
    float sensor_tem = (float)DHT11.temperature;
    Serial.print('Humidity (%): ');
    Serial.println(sensor_hum, 2);

    Serial.print('Temperature (oC): ');
    Serial.println(sensor_tem, 2);
    Serial.println('');

    if (wifi.createTCP(HOST_NAME, HOST_PORT)) { //建立TCP连接，如果失败，不能发送该数据
      Serial.print('create tcp ok\r\n');
      char buf[10];

      //拼接发送data字段字符串
      String jsonToSend = '{\'Temperature\':';
      dtostrf(sensor_tem, 1, 2, buf);
      jsonToSend += '\'' + String(buf) + '\'';
      jsonToSend += ',\'Humidity\':';
      dtostrf(sensor_hum, 1, 2, buf);
      jsonToSend += '\'' + String(buf) + '\'';
      jsonToSend += ',\'light\':';
      jsonToSend+= '\'' + String(light) + '\'';
      jsonToSend += '}';

      //拼接POST请求字符串
      String postString = 'POST /devices/';
      postString += DEVICE_ID;
      postString += '/datapoints?type=3 HTTP/1.1';
      postString += '\r\n';
      postString += 'api-key:';
      postString += APIKey;
      postString += '\r\n';
      postString += 'Host:api.heclouds.com\r\n';
      postString += 'Connection:close\r\n';
      postString += 'Content-Length:';
      postString += jsonToSend.length();
      postString += '\r\n';
      postString += '\r\n';
      postString += jsonToSend;
      postString += '\r\n';
      postString += '\r\n';
      postString += '\r\n';

      const char *postArray = postString.c_str(); //将str转化为char数组

      Serial.println(postArray);
      wifi.send((const uint8_t *)postArray, strlen(postArray)); //send发送命令，参数必须是这两种格式，尤其是(const uint8_t*)
      Serial.println('send success');
      if (wifi.releaseTCP()) { //释放TCP连接
        Serial.print('release tcp ok\r\n');
      } else {
        Serial.print('release tcp err\r\n');
      }
      postArray = NULL; }//清空数组，等待下次传输数据
else {
        Serial.print('create tcp err\r\n');
      }
         //控制舵机转动

    Serial.println('');

    net_time1 = millis();
  }

  //从 OneNET 获取命令并控制舵机
  if (wifi.createTCP(HOST_NAME, HOST_PORT)) { //建立TCP连接
    Serial.print('create tcp ok\r\n');
    String getRequest = 'GET /cmds?device_id=';
    getRequest += DEVICE_ID;
    getRequest += ' HTTP/1.1';
    getRequest += '\r\n';
    getRequest += 'api-key:';
    getRequest += APIKey;
    getRequest += '\r\n';
    getRequest += 'Host:api.heclouds.com\r\n';
    getRequest += 'Connection:close\r\n';
    getRequest += '\r\n';
    const char *getRequestArray = getRequest.c_str(); //将str转化为char数组
    wifi.send((const uint8_t *)getRequestArray, strlen(getRequestArray)); //send发送命令，参数必须是这两种格式，尤其是(const uint8_t*)
    Serial.println('get cmd from OneNet');
    Serial.println(getRequestArray);
    char c;
    String cmd = '';
    while (wifi.available()) {
      c = wifi.read();
      cmd += c;
    }
    Serial.println(cmd);
    if (cmd.indexOf('servo') != -1) { //如果收到的命令中包含“servo”，则控制舵机
      int servoPos = cmd.substring(cmd.indexOf('servo') + 6, cmd.indexOf('servo') + 9).toInt(); //从命令字符串中提取舵机角度
      Serial.println(servoPos);
      myservo.write(servoPos); //控制舵机转动到指定角度
    }
    wifi.releaseTCP(); //释放TCP连接
    getRequestArray = NULL; //清空数组，等待下次传输数据
  } else {
    Serial.print('create tcp err\r\n');
  }
}

注意事项

  • 将代码中的 SSID、PASSWORD、DEVICE_ID 和 APIKey 替换为自己的信息。
  • 确保 ESP8266 和 Arduino 之间的连接正确。
  • 确保 DHT11 传感器连接到正确的管脚。
  • 确保舵机连接到正确的管脚。
  • 将 Arduino 开发板上传代码后，运行程序，观察串口输出信息，确保程序正常运行。
  • 在 OneNET 平台上创建设备，并配置设备的 APIKey。
  • 在 OneNET 平台上创建数据流，并将数据流与设备绑定。
  • 在 OneNET 平台上创建命令，并将命令与设备绑定。

总结

本教程介绍了如何使用 ESP8266 连接 OneNET 平台，实现温度、湿度采集并发送到云端，同时从 OneNET 获取命令控制舵机。您可以根据自己的需要对代码进行修改，实现更多功能。

ESP8266 连接 OneNET 平台控制舵机：温度、湿度采集及数据发送

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