一、ESP8266 CP2102介绍
NodeMCU板载ESP-12E(4MBFlash) WIFI模组和USB转TTL串口(CP2102/CH340)芯片，方便下载固件和调试, NodeMCU默认为Lua固件，如需使用AT指令，请下载新的AT固件。开发板核心处理器ESP8266在较小尺寸封装中集成了业界领先的TensilicaL106超低功耗32位微型MCU，带有16位精简模式，主频支持80MHz和160MHz，支持RTOS，集成Wi-FiMAC/B/RF/PA/LNA，板载天线。支持标准的IEEE802.11b/g/n协议，完整的TCP/IP协议栈。用户可以使用该模块为现有的设备添加联网功能，也可以构建独立的网络控制器。
ESP8266是高性能无线SOC，以最低成本提供最大实用性， 为WiFi功能嵌入其他系统提供无限可能。
802.11 b/g/n
内置TensilicaL106超低功耗32位微型MCU，主频支持80MHz和160MHz，支持RTOS
160KB SRAM(64KB lRAM+96KB DRAM)
内置10bit高精度ADC
内置TCP/IP协议栈
内置TR开关、balun、LNA、功率放大器和匹配网络内置PLL、稳压器和电源管理组件, 802.11b模式下+20dBm的输出功率
A-MPDU、A-MSDU的聚合和0.4s的保护间隔
[email protected]，支持WPA/WPA2安全模式
支持AT远程升级及云端OTA升级
支持STA/AP/STA+AP工作模式
支持Smart Config功能（包括Android和ios设备)
HSPI、UART、I2C、12S、IRRemote Control、PWM、GPIO深度睡眠保持电流为10uA，关断电流小于5uA
2ms之内唤醒、连接并传递数据包
支持Smart Config/AirKiss-键配网支持SDK二次开发
待机状态消耗功率小于1.0mW (DTIM3)
本次实验使用的是16号管脚，也就是图上的D0管脚、VCC和GND。其中DO设置为输出管脚。
二、相关软件的下载
本次实验需要用到的编程软件是Arduino和微信开发者平台。其中，Arduino主要用于舵机端连接阿里云，微信开发者平台作用是用于手机端，通过微信小程序，实现控制舵机旋转的功能。
2.1 Arduino安装和下载
在官网下载Arduino Software | Arduino ，网页右边选择与自己电脑匹配的版本。
本次实验用到的版本则是通过以下步骤进行下载。
第一步:打开百度并且输入Arduino
第二步：在搜索结果下点击Arduino中文社区
第三步：在页面右上脚点击软件下载
第四步：点击如图所示下载相应的版本
2.2 配置Ardunio
1.在Arduino中配置开发板管理器网址，打开【Arduino】 → 【文件】-->首选项，在附加开发板管理器网址中填入 https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
2.安装esp8266开发板，打开【工具】 → 【开发板】 → 【开发板管理器】，搜索“esp8266”，选择版本，安装：
3.在IDE中选择对应开发板，【工具】 →【开发板】 →【NodeMCU 1.0（ESP-12E Module）】
三、功能实现
3.1 获取Ardunio链接阿里云官方代码
第一步：打开Ardunio，点击 项目->加载库->管理库 在搜索打aliyun，下载
第二步：等待安装完成，点击上图的More info 将官方实例代码复制下来
| // 引入 wifi 模块，并实例化，不同的芯片这里的依赖可能不同 #include <ESP8266WiFi.h>static WiFiClient espClient; // 引入阿里云 IoT SDK #include <AliyunIoTSDK.h> // 设置产品和设备的信息，从阿里云设备信息里查看 #define PRODUCT_KEY "xxx" #define DEVICE_NAME "Device_D" #define DEVICE_SECRET "xxxxxxxxxxxxxx" #define REGION_ID "cn-shanghai" // 设置 wifi 信息 #define WIFI_SSID "xxxxx" #define WIFI_PASSWD "xxxxx" void setup() { Serial.begin(115200); // 初始化 wifi wifiInit(WIFI_SSID, WIFI_PASSWD); // 初始化 iot，需传入 wifi 的 client，和设备产品信息 AliyunIoTSDK::begin(espClient, PRODUCT_KEY, DEVICE_NAME, DEVICE_SECRET, REGION_ID); // 绑定一个设备属性回调，当远程修改此属性，会触发 powerCallback // PowerSwitch 是在设备产品中定义的物联网模型的 id AliyunIoTSDK::bindData("PowerSwitch", powerCallback); // 发送一个数据到云平台，LightLuminance 是在设备产品中定义的物联网模型的 id AliyunIoTSDK::send("LightLuminance", 100); } void loop() { AliyunIoTSDK::loop(); } // 初始化 wifi 连接void wifiInit(const char *ssid, const char *passphrase) { WiFi.mode(WIFI_STA); WiFi.begin(ssid, passphrase); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(1000); Serial.println("WiFi not Connect"); } Serial.println("Connected to AP"); } // 电源属性修改的回调函数void powerCallback(JsonVariant p) { int PowerSwitch = p["PowerSwitch"]; if (PowerSwitch == 1) { // 启动设备 } } |
第三步：在相应的地方填写相关信息
上图填写的是在阿里云创建的设备舵机端的三剑客，点击下图位置可查看到
下图是配置wifi相关信息（连接wifi的用户名和密码)
这些填好之后，同时编译成功，同时将代码烧入我们的开发板就可连上阿里云了
要注意以下几个点
1.✔为编译 →为下载
2.在第一次编译的时候可能会显示缺少某些文件
解决方法很简单，它显示缺少什么文件。项目->加载库->管理库 在搜索框搜索相应的文件下载，就可以解决问题了。
3.2 实现阿里云控制舵机旋转
第一步在Ardunio上编写相关函数
在官方提供的代码上没有多少改动，跟舵机有关的代码如下标红的部分，主要通过定义相关管脚，配置管脚模式（输出模式），创建一个函数，输出相应的高低电平时间从而让舵机旋转相应的角度。
| // 引入 wifi 模块，并实例化，不同的芯片这里的依赖可能不同 #include <ESP8266WiFi.h> static WiFiClient espClient; // 引入阿里云 IoT SDK #include <AliyunIoTSDK.h> // 设置产品和设备的信息，从阿里云设备信息里查看 #define PRODUCT_KEY "" #define DEVICE_NAME "" #define DEVICE_SECRET "" #define REGION_ID "cn-shanghai" // 设置 wifi 信息 #define WIFI_SSID "" #define WIFI_PASSWD "" int pwmPin=16; void setup() { Serial.begin(115200); pinMode(pwmPin,OUTPUT); // 初始化 wifi wifiInit(WIFI_SSID, WIFI_PASSWD); // 初始化 iot，需传入 wifi 的 client，和设备产品信息 AliyunIoTSDK::begin(espClient, PRODUCT_KEY, DEVICE_NAME, DEVICE_SECRET, REGION_ID); // 绑定一个设备属性回调，当远程修改此属性，会触发 powerCallback // PowerSwitch 是在设备产品中定义的物联网模型的 id AliyunIoTSDK::bindData("PowerSwitch", powerCallback); // 发送一个数据到云平台，LightLuminance 是在设备产品中定义的物联网模型的 id AliyunIoTSDK::send("LightLuminance", 100); } void pwm_motor(int timepwm) { int a,i; for(a=0;a<50;a++) { for(i=0;i<5*(50+timepwm/1.4);i++) { digitalWrite(pwmPin,HIGH); } for(i=0;i<5*2000;i++) { //20毫秒 digitalWrite(pwmPin,LOW); } } } void loop() { AliyunIoTSDK::loop(); } // 初始化 wifi 连接 void wifiInit(const char *ssid, const char *passphrase) { WiFi.mode(WIFI_STA); WiFi.begin(ssid, passphrase); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(1000); Serial.println("WiFi not Connect"); } Serial.println("Connected to AP"); } // 电源属性修改的回调函数 void powerCallback(JsonVariant p) { int PowerSwitch = p["PowerSwitch"]; if (PowerSwitch == 1) { // 启动设备 } pwm_motor(PowerSwitch); } |
3.3 实现阿里云控制舵机旋转
当设备连上阿里云之后，设备会显示在线状态
此时可以通过在线调试进行对舵机进行控制（监控运维->在线调试），同时打开Adrunio的串口监视器。如图所示：
在阿里云在线调试，输入想让舵机旋转的角度值，点击设置
此时，Adrunio串口监视器页面会收到一串指令
| Message arrived [/sys/h7jyDsK3guc/Vqc0cvYHS82Y5cL54JFI/thing/service/property/set] {"method":"thing.service.property.set","id":"161410917","params":{"PowerSwitch":30},"version":"1.0.0"} |
这是我们可以吧这一串数据分成以下几部分
第一份指的是阿里云发送数据成功到我们的开发板上中，同时这一部分也是阿里云的物模型通信Topic列表的属性设置模型
| Message arrived [/sys/h7jyDsK3guc/Vqc0cvYHS82Y5cL54JFI/thing/service/property/set] |
第二部分则是一种发送数据给我们的开发板，从而让开发板驱动舵机旋转的功能
| {"method":"thing.service.property.set","id":"161410917","params":{"PowerSwitch":30},"version":"1.0.0"} |
我们将这段数据复制，到舵机端就可以实现阿里云控制舵机旋转的功能
点击产品->舵机端->TOPIC列表->发布消息