ESP8266 Урок 14. Wi-Fi. Режим STA (Станция)

 

 

 

Ну вот, наконец-то, дошли мы до той темы, к которой стремились и ради чего начинался цикл уроков по контроллерам ESP8266 – это приём и передача данных при помощи возможностей ESP8266 по беспроводной сети Wi-Fi.

Я думаю, что все знают, что это за тип сети и для чего она применяется.

Напомню лишь, что Wi-Fi – это протокол передачи данных, осуществляемой без применения проводов, физического уровня.

Как именно передаются данные по сети и как они подготавливаются, как заворачиваются в протоколы различного уровня, мы также очень хорошо знаем. Кто не помнит, напомню – смотрите уроки 40, 41, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52 по программированию контроллеров AVR, а также аналогичные уроки по контроллерам STM32. В данных уроках мы очень подробно рассмотрели многие протоколы всех уровней модели OSI. Те же самые протоколы будут использоваться и здесь, причём нам особо не придётся их программировать вручную, но знать, как они устроены, для чего нужны, мы обязаны, чтобы избежать ошибок при передаче данных, а также, если они и возникнут, то оперативно их устранить. И рассмотренных нами протоколов нам не потребуется протокол физического уровня Ethernet, его заменит протокол Wi-Fi.

Мы пока подробно не будем изучать протокол Wi-Fi, так как с ним работает наш контроллер аппаратно, но режимы работы мы должны знать. И знакомится с их разновидностями мы будем постепенно.

А пока мы должны знать, что наш контроллер ESP8266 поддерживает три основных режима работы – станция (Station mode или кратко STA), программная точка доступа (SoftAP), а также смешанный – Station + SoftAP.

Самым простым из этих режимов является первый – режим станции.

Режим станции (STA) – это такой режим, в котором контроллер не создает собственную сеть, а подключается к любой существующей сети Wi-Fi, например, к существующей локальной сети или к другому устройству, работающему в режиме точки доступа (AP).

На данном уроке мы настроим режим станции и попробуем подключиться к существующей точке доступа, например к роутеру, который раздаёт Wi-Fi по дому. Роутер от просто точки доступа отличается тем, что трафик, идущий от станций, подключенных к нему, он транслирует во внешнюю сеть и наоборот.

Пока воспользуемся возможностями SDK, то есть не будем лезть глубоко в дебри аппаратной части. Всему своё время.

Схема у нас будет простейшая – отладочная плата, подключенная к USB компьютера

 

 

Весь процесс соединения с точкой доступа и вхождение в различные стадии соединения мы будем отслеживать с помощью терминальной программы с помощью UART.

Проект наш выполнен из проекта прошлого урока с именем OS_TIMER и назван WIFI_STA.

Откроем наш проект в Eclipse и в файле main.c подключим библиотеку для работы с UART

 

 

В функции user_init сконфигурируем UART

 

 

После небольшой задержки переведём строку в терминальной программе, чтобы отделить вывод следующих сообщений

 

 

Вызовем функцию SDK, с помощью которой установим режим работы устройства в качестве станции

 

 

Добавим функцию пока с пустым телом, которая будет вызываться через определённые промежутки времени по программному таймеру

 

 

А подобную функцию для обработки событий от программного таймера с именем timer_func_user удалим вместе с телом.

В функции user_init() в функции инициализации программного таймера, соответственно, изменим имя функции в параметре

 

os_timer_setfn(&os_timer01, (os_timer_func_t *)wifi_check_ip, NULL);

 

Также изменим третий параметр в вызове функции старта таймера. Теперь здесь будет ноль, так как запускать таймер мы будем однократно. Также увеличим период срабатывания

 

os_timer_arm(&os_timer01, 1000, 0);

 

Добавим локальную переменную структуры для настроек Wi-Fi соединения

 

 

Забьём нулями всю память, зарезервированную под переменную структуры

 

В файле user_config.h добавим логин и пароль для соединения с точкой доступа

 

 

У вас, соответственно, данные будут свои, я также ввожу временные данные, затем я их из соображений безопасности опять изменю.

В функции user_init() файла main.c занесём наши настройки в поля структуры

 

 

Применим данные настройки с помощью функции SDK

 

 

Мы должны помнить, что данные настройки применятся только на время действия нашей программы, в память FLASH они не пропишутся, для этого есть уже другая функция.

После запуска таймера вызовем функцию соединения с точкой доступа

 

 

Объявим и проинициализируем две глобальные переменные – одну для хранения состояния соединения с точкой доступа, а другую – пользовательскую

 

 

В функции wifi_check_ip добавим переменную структуры соединения сетевого уровня

 

 

Произведём деинициализацию таймера

 

 

Узнаем состояние соединения с точкой доступа

 

 

Если состояние будет указывать на то, что IP-адрес получен, а также сетевой адрес ненулевой, то проинициализируем и запустим таймер, только с интервалом в 2 секунды и вывеем соответствующее сообщение в терминальную программу. Также у наше условие будет иметь и противный случай

 

 

Начнём обрабатывать противный случай. В нем будет несколько условных конструкций.

 

 

Если пароль не совпал, то выведем соответствующее сообщение в терминальную программу и попытаемся соединиться повторно

 

 

Подобным образом поступим, если не будет найдена точка доступа

 

 

То же самое проделаем при неудачном соединении

 

 

В другом случае, не относящемся к вышеперечисленным установим переменной величину, соответствующую состоянию покоя

 

 

Не выходя из тела противного состояния верхнего уровня, проинициализируем наш таймер и запустим его, установив период в полсекунды

 

 

Соберём код, прошьём контроллер и через некоторое время в терминальной программе, если всё правильно, мы получим соответствующее сообщение об удачном соединении с точкой доступа

 

 

Теперь мы можем спокойно передавать и принимать данные, с точкой доступа мы соединены, и сетевой адрес получен, также давайте для того, чтобы каждые 2 секунды не было сообщения об удачном сетевом соединении, а было только однажды, немного переработаем ветку условия, где мы это выводим.

Если наша пользовательская переменная в нуле, то мы только тогда выводим сообщение, поэтому перенесём его вывод в данное условие, а также в этом же теле выставим нашу переменную в единицу

 

 

А в противном случае мы изменим состояние ножки, к которой подключен светодиод

 

 

Также в противном случае верхнего уровня мы обнулим пользовательский статус

 

 

Вот теперь, скорей всего, у нас вывод сообщения об удачном соединении будет только однажды, а именно в момент нашего соединения, а вернее не позже чем через 2 секунды после его установления.

Проверим это

 

Так и есть – сообщение теперь выводится только один раз, также, думаю, если произойдут какие-то проблемы с соединением, то потом после удачного соединения, у нас также сообщение выведется только один раз. А после вывода сообщения у нас только медленно мигает светодиод, что будет свидетельствовать о наличии соединения в данный момент нашей станции с точкой доступа.

Давайте проверим соединение с помощью пинга

 

 

Как видим, всё пингуется и пакеты проходят отлично. Только вот период великоват. Это всё потому, что наш контроллер находится в одном из режимов пониженного энергопотребления.

Давайте исправим данную ситуацию. Для этого в функции user_init() включим режим полноправной работы модуля

 

 

Теперь мы видим, что отклик происходит гораздо быстрее

 

 

Итак, на данном уроке мы научились конфигурировать беспроводное соединение в режиме станции, что позволило нам организовать стабильное соединение с точкой доступа, получив при этом сетевой адрес, что, как я думаю, уже немало.

Всем спасибо за внимание!

 

 

Предыдущий урок Программирование МК ESP8266 Следующий урок

 

Исходный код

 

 

Модуль ESP NodeMCU можно купить здесь: Модуль ESP NodeMCU

Различные модули ЕSP8266 можно приобрести здесь Модули ЕSP8266

Переходник USB to TTL можно приобрести здесь ftdi ft232rl

Многофункциональный переходник CJMCU FT232H USB к JTAG UART FIFO SPI I2C можно приобрести здесь ftdi ft232rl

Логический анализатор 16 каналов можно приобрести здесь

 

 

Смотреть ВИДЕОУРОК (нажмите на картинку)

 

ESP8266 Wi-Fi. Режим STA (Станция)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*