Создание простого веб-сервера на ESP8266 NodeMCU в Arduino IDE

Добавлено 19 июля 2020 в 02:18

За последние несколько лет ESP8266 стал восходящей звездой среди проектов, связанных с IoT или Wi-Fi. Это чрезвычайно эффективный по стоимости Wi-Fi модуль, который (с небольшими усилиями) может быть запрограммирован для создания автономного веб-сервера. Это круто!

Рассмотрим на простом примере, как в Arduino IDE создать на ESP8266 NodeMCU веб-сервер для мониторинга и управления различными устройствами через Wi-Fi.

Создание простого веб-сервера на ESP8266 NodeMCU в Arduino IDE
Создание простого веб-сервера на ESP8266 NodeMCU в Arduino IDE

Что такое веб-сервер и как он работает?

Веб-сервер – это место, где веб-страницы хранятся, обрабатываются и выдаются веб-клиентам. Веб-клиент – это не что иное, как веб-браузер на наших ноутбуках и смартфонах. Связь между клиентом и сервером осуществляется с помощью специального протокола под названием протокол передачи гипертекста (HTTP).

Рисунок 1 Клиент и веб-сервер HTTP
Рисунок 1 – Клиент и веб-сервер HTTP

В этом протоколе клиент инициирует связь, отправляя с помощью HTTP запрос на определенную веб-страницу, а сервер отвечает содержимым этой веб-страницы или сообщением об ошибке, если невозможно предоставить эту страницу (например, известная ошибка 404). Страницы, доставляемые сервером, в основном являются HTML документами.

Режимы работы ESP8266

Одна из важнейших функций, которую обеспечивает ESP8266, заключается в том, что он может не только подключаться к существующей Wi-Fi сети и работать в качестве веб-сервера, но он также может устанавливать собственную сеть, позволяя другим устройствам подключаться непосредственно к нему и получать доступ к веб-страницам. Это возможно, потому что ESP8266 может работать в трех разных режимах: режим станции, режим точки доступа и оба первых режима одновременно. Это обеспечивает возможность построения ячеистых сетей.

Режим станции (STA)

ESP8266, который подключается к существующей сети W-iFi (созданной вашим беспроводным маршрутизатором), называется станцией (Station, STA).

Рисунок 2 Демонстрация режима Station ESP8266 NodeMCU
Рисунок 2 – Демонстрация режима Station ESP8266 NodeMCU

В режиме STA ESP8266 получает IP адрес от беспроводного маршрутизатора, к которому подключен. С этим IP адресом он может настроить веб-сервер и выдавать веб-страницы на все подключенные к существующей Wi-Fi сети устройства.

Режим точки доступа (AP)

ESP8266, который создает свою собственную сеть Wi-Fi и действует как концентратор (точно так же как маршрутизатор Wi-Fi) для одной или нескольких станций, называется точкой доступа (Access Point, AP). В отличие от Wi-Fi роутера, он не имеет интерфейса к проводной сети. Такой режим работы называется Soft Access Point (soft-AP). Максимальное количество станций, которые могут к нему подключиться, ограничено пятью.

Рисунок 3 Демонстрация режима Soft Access Point ESP8266 NodeMCU
Рисунок 3 – Демонстрация режима Soft Access Point ESP8266 NodeMCU

В режиме AP ESP8266 создает новую сеть Wi-Fi и устанавливает для нее SSID (имя сети) и присваивает себе IP адрес. По запросу на этот IP адрес он может выдавать веб-страницы всем подключенным к этой сети устройствам.

Схема. Подключение светодиодов к ESP8266 NodeMCU

Теперь, когда мы знаем основы работы веб-сервера, и в каких режимах ESP8266 может создавать веб-сервер, пришло время подключить к ESP8266 NodeMCU пару светодиодов, которыми мы хотим управлять через Wi-Fi.

Начните с установки NodeMCU на макетную плату, чтобы каждая сторона платы NodeMCU была на отдельной стороне макетной платы. Затем подключите два светодиода к цифровым GPIO выводам D6 и D7 через токоограничивающие резисторы 220 Ом.

Когда вы закончите, у вас должно получиться что-то похожее на рисунок ниже.

Рисунок 4 Подключение светодиодов к ESP8266 NodeMCU
Рисунок 4 – Подключение светодиодов к ESP8266 NodeMCU

Концепция управления устройствами через веб-сервер ESP8266

Итак, вы можете подумать: «Как я собираюсь управлять устройствами через веб-сервер, который просто обрабатывает и выдает веб-страницы?» Ну, тогда вам нужно понять, что происходит за кулисами.

Когда вы вводите URL адрес в веб-браузере и нажимаете клавишу ENTER, браузер отправляет на веб-сервер HTTP запрос (точнее GET запрос). Работа веб-сервера заключается в том, чтобы, сделав что-то, обработать этот запрос. Вы, возможно, уже поняли, что мы собираемся управлять устройствами, обращаясь к определенному URL. Например, предположим, что мы ввели в браузере URL адрес, например http://192.168.1.1/ledon (т.е. «включить светодиод»). Затем браузер отправляет HTTP запрос на ESP8266 для обработки. Когда ESP8266 читает этот запрос, он знает, что пользователь хочет включить светодиод. Таким образом, он включает светодиод и отправляет в браузер динамическую веб-страницу, отображающую состояние светодиода: LED status : ON. Всё просто!

ESP8266 в качестве HTTP сервера в режиме точки доступа Wi-Fi (AP)

Теперь перейдем к более интересному!

Как следует из заголовка, этот пример демонстрирует, как превратить ESP8266 в точку доступа (AP) и обрабатывать веб-страницы для любого подключенного клиента. Для начала подключите ESP8266 NodeMCU к компьютеру и загрузите скетч; и тогда мы рассмотрим его более подробно.

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266WebServer.h>

/* Установите здесь свои SSID и пароль */
const char* ssid = "NodeMCU";       // SSID
const char* password = "12345678";  // пароль

/* Настройки IP адреса */
IPAddress local_ip(192,168,1,1);
IPAddress gateway(192,168,1,1);
IPAddress subnet(255,255,255,0);

ESP8266WebServer server(80);

uint8_t LED1pin = D7;
bool LED1status = LOW;

uint8_t LED2pin = D6;
bool LED2status = LOW;

void setup() 
{
  Serial.begin(115200);
  pinMode(LED1pin, OUTPUT);
  pinMode(LED2pin, OUTPUT);

  WiFi.softAP(ssid, password);
  WiFi.softAPConfig(local_ip, gateway, subnet);
  delay(100);
  
  server.on("/", handle_OnConnect);
  server.on("/led1on", handle_led1on);
  server.on("/led1off", handle_led1off);
  server.on("/led2on", handle_led2on);
  server.on("/led2off", handle_led2off);
  server.onNotFound(handle_NotFound);
  
  server.begin();
  Serial.println("HTTP server started");
}

void loop() 
{
  server.handleClient();
  if(LED1status)
    digitalWrite(LED1pin, HIGH);
  else
    digitalWrite(LED1pin, LOW);
  
  if(LED2status)
    digitalWrite(LED2pin, HIGH);
  else
    digitalWrite(LED2pin, LOW);
}

void handle_OnConnect() 
{ 
  Serial.print("GPIO7 Status: ");
  if(LED1status)
    print("ON");
  else
    print("OFF");

  Serial.print(" | GPIO6 Status: ");
  if(LED2status)
    print("ON");
  else
    print("OFF");

  println("");
  server.send(200, "text/html", SendHTML(LED1status,LED2status)); 
}

void handle_led1on() 
{
  LED1status = HIGH;
  Serial.println("GPIO7 Status: ON");
  server.send(200, "text/html", SendHTML(true,LED2status)); 
}

void handle_led1off() 
{
  LED1status = LOW;
  Serial.println("GPIO7 Status: OFF");
  server.send(200, "text/html", SendHTML(false,LED2status)); 
}

void handle_led2on() 
{
  LED2status = HIGH;
  Serial.println("GPIO6 Status: ON");
  server.send(200, "text/html", SendHTML(LED1status,true)); 
}

void handle_led2off() 
{
  LED2status = LOW;
  Serial.println("GPIO6 Status: OFF");
  server.send(200, "text/html", SendHTML(LED1status,false)); 
}

void handle_NotFound()
{
  server.send(404, "text/plain", "Not found");
}

String SendHTML(uint8_t led1stat,uint8_t led2stat)
{
  String ptr = "<!DOCTYPE html> <html>\n";
  ptr +="<head><meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1.0, user-scalable=no\">\n";
  ptr +="<title>LED Control</title>\n";
  ptr +="<style>html { font-family: Helvetica; display: inline-block; margin: 0px auto; text-align: center;}\n";
  ptr +="body{margin-top: 50px;} h1 {color: #444444;margin: 50px auto 30px;} h3 {color: #444444;margin-bottom: 50px;}\n";
  ptr +=".button {display: block;width: 80px;background-color: #1abc9c;border: none;color: white;padding: 13px 30px;text-decoration: none;font-size: 25px;margin: 0px auto 35px;cursor: pointer;border-radius: 4px;}\n";
  ptr +=".button-on {background-color: #1abc9c;}\n";
  ptr +=".button-on:active {background-color: #16a085;}\n";
  ptr +=".button-off {background-color: #34495e;}\n";
  ptr +=".button-off:active {background-color: #2c3e50;}\n";
  ptr +="p {font-size: 14px;color: #888;margin-bottom: 10px;}\n";
  ptr +="</style>\n";
  ptr +="</head>\n";
  ptr +="<body>\n";
  ptr +="<h1>ESP8266 Web Server</h1>\n";
  ptr +="<h3>Using Access Point(AP) Mode</h3>\n";
  
  if(led1stat)
    ptr +="<p>LED1 Status: ON</p><a class=\"button button-off\" href=\"/led1off\">OFF</a>\n";
  else
    ptr +="<p>LED1 Status: OFF</p><a class=\"button button-on\" href=\"/led1on\">ON</a>\n";

  if(led2stat)
    ptr +="<p>LED2 Status: ON</p><a class=\"button button-off\" href=\"/led2off\">OFF</a>\n";
  else
    ptr +="<p>LED2 Status: OFF</p><a class=\"button button-on\" href=\"/led2on\">ON</a>\n";

  ptr +="</body>\n";
  ptr +="</html>\n";
  return ptr;
}

Доступ к веб-серверу в режиме AP

После загрузки скетча откройте монитор последовательного порта со скоростью 115200 бит/с и нажмите кнопку RESET на ESP8266. Если всё в порядке, будет показано сообщение о запуске HTTP сервера.

Рисунок 5 Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим точки доступа. Монитор последовательного порта сервер запущен
Рисунок 5 – Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим точки доступа. Монитор последовательного порта – сервер запущен

Затем найдите любое устройство, которое вы можете подключить к сети Wi-Fi – телефон, ноутбук и т.д. И найдите сеть под названием NodeMCU. Подключитесь к сети с паролем 123456789.

Рисунок 6 Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим точки доступа. Подключение к серверу
Рисунок 6 – Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим точки доступа. Подключение к серверу

После подключения к сети AP NodeMCU откройте браузер и введите в нем адрес 192.168.1.1. NodeMCU должен отобразить веб-страницу с текущим состоянием светодиодов и две кнопки для управления ими. Если посмотрите в этот момент на монитор последовательного порта, вы можете увидеть состояние выводов GPIO платы NodeMCU.

Рисунок 7 Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим точки доступа. Веб-страница
Рисунок 7 – Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим точки доступа. Веб-страница
Рисунок 8 Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим точки доступа. Монитор последовательного порта доступ к веб-странице
Рисунок 8 – Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим точки доступа. Монитор последовательного порта – доступ к веб-странице

Теперь нажмите кнопку ON светодиода 1, чтобы включить его, наблюдая за URL. После нажатия кнопки ESP8266 получает запрос на URL адрес /led1on. Затем он включает светодиод 1 и отображает веб-страницу с обновленным состоянием светодиодов. Одновременно он выводит состояние вывода GPIO в монитор последовательного порта.

Рисунок 9 Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим точки доступа. Веб-страница управление светодиодами
Рисунок 9 – Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим точки доступа. Веб-страница – управление светодиодами
Рисунок 10 Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим точки доступа. Монитор последовательного порта управление светодиодами
Рисунок 10 – Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим точки доступа. Монитор последовательного порта – управление светодиодами

Вы можете проверить кнопку светодиода 2 и убедиться, что она работает аналогичным образом.

Теперь давайте подробнее рассмотрим код, чтобы понять, как он работает, и чтобы вы могли изменить его в соответствии с требованиями вашего проекта.

Подробное объяснение кода

Скетч начинается с включения библиотеки ESP8266WiFi.h. Данная библиотека предоставляет специальные методы ESP8266 для работы с Wi-Fi , которые мы вызываем для подключения к сети. После этого подключаем библиотеку ESP8266WebServer.h, в которой доступно несколько методов, которые помогут нам настроить сервер и обрабатывать входящие HTTP запросы, не беспокоясь о низкоуровневых деталях реализации.

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266WebServer.h>

Поскольку мы настраиваем ESP8266 NodeMCU в режим точки доступа (AP), он создаст сеть Wi-Fi. Следовательно, нам нужно установить SSID сети, пароль, IP адрес, маску подсети и IP шлюз.

/* Установите здесь свои SSID и пароль */
const char* ssid = "NodeMCU";       // SSID
const char* password = "12345678";  // пароль

/* Настройки IP адреса */
IPAddress local_ip(192,168,1,1);
IPAddress gateway(192,168,1,1);
IPAddress subnet(255,255,255,0);

Затем объявляем объект библиотеки ESP8266WebServer, чтобы получить доступ к ее функциям. Конструктор этого объекта в качестве параметра принимает номер порта (который сервер будет прослушивать). Так как 80 – это порт по умолчанию для HTTP, мы будем использовать это значение. Теперь вы можете получить доступ к серверу, не указывая порт в URL.

ESP8266WebServer server(80);

Далее объявляем выводы GPIO платы NodeMCU, к которым подключены светодиоды, и их начальное состояние.

uint8_t LED1pin = D7;
bool LED1status = LOW;

uint8_t LED2pin = D6;
bool LED2status = LOW;

Внутренности функции setup()

Перед запуском настраиваем HTTP сервер. Прежде всего, для отладки открываем последовательное соединение и устанавливаем порты GPIO на выход.

Serial.begin(115200);
pinMode(LED1pin, OUTPUT);
pinMode(LED2pin, OUTPUT);

Затем настраиваем программно включенную точку доступа для создания сети Wi-Fi, указав SSID, пароль, IP адрес, маску подсети и адрес шлюза.

WiFi.softAP(ssid, password);
WiFi.softAPConfig(local_ip, gateway, subnet);
delay(100);

Чтобы обрабатывать входящие HTTP запросы, нам нужно указать, какой код выполнять при введении определенного URL. Для этого мы используем метод on(). Этот метод принимает два параметра. Первый – это URL путь, а второй – имя функции, которую мы хотим выполнить при входе на этот URL.

Например, первая строка приведенного ниже фрагмента кода указывает, что, когда сервер получает HTTP запрос по корневому пути (/), он запускает функцию handle_OnConnect(). Обратите внимание, что указанный URL адрес представляет собой относительный путь.

Аналогичным образом нам нужно указать еще 4 URL для обработки двух состояний двух светодиодов.

server.on("/", handle_OnConnect);
server.on("/led1on", handle_led1on);
server.on("/led1off", handle_led1off);
server.on("/led2on", handle_led2on);
server.on("/led2off", handle_led2off);

Мы не указали, что должен делать сервер, если клиент запрашивает какой-либо URL, отличающийся от указанных в server.on(). Он должен выдать ответ с HTTP статусом 404 (Not Found, «страница не найдена») и сообщением для пользователя. Помещаем эти действия в отдельную функцию и используем метод server.onNotFound(), чтобы указать серверу, что он должен выполнить, когда получит запрос на URI, который не был задан с помощью server.on().

server.onNotFound(handle_NotFound);

Теперь, чтобы запустить сервер, вызываем метод begin() для объекта server.

server.begin();
Serial.println("HTTP server started");

Внутренности функции loop()

Чтобы обработать реальные входящие HTTP запросы, нам нужно вызвать метод handleClient() объекта server. Также согласно запросу меняем состояние светодиодов.

void loop() 
{
  server.handleClient();
  if(LED1status)
    digitalWrite(LED1pin, HIGH);
  else
    digitalWrite(LED1pin, LOW);
  
  if(LED2status)
    digitalWrite(LED2pin, HIGH);
  else
    digitalWrite(LED2pin, LOW);
}

Далее нам нужно создать функцию, которую мы прикрепили к корневому (/) URL с помощью server.on(). Помните? В начале этой функции мы проверяем состояние обоих светодиодов и выводим его на монитор последовательного порта. Чтобы ответить на HTTP запрос, используем метод send(). Хотя этот метод можно вызывать с другим набором аргументов, его самая простая форма состоит из HTTP кода ответа, типа контента и самого контента.

В нашем случае мы отправляем код 200 (один из кодов состояния HTTP), который соответствует ответу OK. Затем мы указываем тип контента как "text/html", и, наконец, мы вызываем пользовательскую функцию SendHTML(), которая создает динамическую HTML страницу, содержащую состояние светодиодов.

void handle_OnConnect() 
{  
  Serial.print("GPIO7 Status: ");
  if(LED1status)
    print("ON");
  else
    print("OFF");

  Serial.print(" | GPIO6 Status: ");
  if(LED2status)
    print("ON");
  else
    print("OFF");

  println("");
  server.send(200, "text/html", SendHTML(LED1status,LED2status)); 
}

Аналогичным образом нам нужно создать четыре функции для обработки запросов на включение/выключение светодиодов и страницу ошибки 404.

void handle_led1on() 
{
  LED1status = HIGH;
  Serial.println("GPIO7 Status: ON");
  server.send(200, "text/html", SendHTML(true,LED2status)); 
}

void handle_led1off() 
{
  LED1status = LOW;
  Serial.println("GPIO7 Status: OFF");
  server.send(200, "text/html", SendHTML(false,LED2status)); 
}

void handle_led2on() 
{
  LED2status = HIGH;
  Serial.println("GPIO6 Status: ON");
  server.send(200, "text/html", SendHTML(LED1status,true)); 
}

void handle_led2off() 
{
  LED2status = LOW;
  Serial.println("GPIO6 Status: OFF");
  server.send(200, "text/html", SendHTML(LED1status,false)); 
}

void handle_NotFound()
{
  server.send(404, "text/plain", "Not found");
}

Отображение веб-страницы HTML

Функция SendHTML() отвечает за создание веб-страницы всякий раз, когда веб-сервер ESP8266 получает запрос от веб-клиента. Она просто объединяет HTML код в большую строку и возвращает ее в функцию server.send(), которую мы обсуждали ранее. Данная функция в качестве параметров для динамического генерирования HTML контента принимает состояние светодиодов.

Первый текст, который вы всегда должны отправлять, - это объявление <!DOCTYPE>, которое указывает, что мы отправляем HTML код.

String SendHTML(uint8_t led1stat,uint8_t led2stat)
{
  String ptr = "<!DOCTYPE html> <html>\n";

Затем <meta> элемент viewport делает веб-страницу адаптивной в любом веб-браузере. Далее тег title устанавливает заголовок страницы.

ptr +="<head><meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1.0, user-scalable=no\">\n";
ptr +="<title>LED Control</title>\n";

Стилизация веб-страницы

Далее идет немного CSS кода для стилизации кнопок и внешнего вида веб-страницы. Мы выбираем шрифт Helvetica, определяем контент, который будет отображаться в виде inline-block и выровнен по центру.

ptr +="<style>html { font-family: Helvetica; display: inline-block; margin: 0px auto; text-align: center;}\n";

Следующий код устанавливает цвет, шрифт и поля вокруг элементов body, H1, H3 и p.

ptr +="body{margin-top: 50px;} h1 {color: #444444;margin: 50px auto 30px;} h3 {color: #444444;margin-bottom: 50px;}\n";
ptr +="p {font-size: 14px;color: #888;margin-bottom: 10px;}\n";

Некоторые стили со свойствами, такими как цвет, размер, поля и т.д., также применяются к кнопкам. Для эффекта нажатия у кнопки ON/OFF с помощью селектора :active устанавливается другой цвет фона.

ptr +=".button {display: block;width: 80px;background-color: #1abc9c;border: none;color: white;padding: 13px 30px;text-decoration: none;font-size: 25px;margin: 0px auto 35px;cursor: pointer;border-radius: 4px;}\n";
ptr +=".button-on {background-color: #1abc9c;}\n";
ptr +=".button-on:active {background-color: #16a085;}\n";
ptr +=".button-off {background-color: #34495e;}\n";
ptr +=".button-off:active {background-color: #2c3e50;}\n";

Установка заголовка на веб-странице

Далее устанавливаем заголовок на веб-странице; вы можете изменить этот текст на то, что подходит для вашего приложения.

ptr +="<h1>ESP8266 Web Server</h1>\n";
ptr +="<h3>Using Access Point(AP) Mode</h3>\n";

Отображение кнопок и соответствующего состояния

Для динамического создания кнопок и состояния светодиодов мы используем оператор if. Таким образом, в зависимости от состояния выводов GPIO, отображается кнопка либо ON, либо OFF.

if(led1stat)
  ptr +="<p>LED1 Status: ON</p><a class=\"button button-off\" href=\"/led1off\">OFF</a>\n";
else
  ptr +="<p>LED1 Status: OFF</p><a class=\"button button-on\" href=\"/led1on\">ON</a>\n";

if(led2stat)
  ptr +="<p>LED2 Status: ON</p><a class=\"button button-off\" href=\"/led2off\">OFF</a>\n";
else
  ptr +="<p>LED2 Status: OFF</p><a class=\"button button-on\" href=\"/led2on\">ON</a>\n";

Использование ESP8266 в качестве HTTP сервера в режиме Wi-Fi Station (STA)

Теперь давайте перейдем к следующему примеру, который демонстрирует, как переключить ESP8266 в режим Station (STA) и выдавать веб-страницы для любого клиента, подключенного к существующей сети.

Прежде чем приступить к загрузке скетча, чтобы он у вас заработал, необходимо внести некоторые изменения. Чтобы ESP8266 мог установить соединение с существующей сетью, вам необходимо изменить две следующие переменные с учетными данными вашей сети.

/* Установите здесь свои SSID и пароль */
const char* ssid = "YourNetworkName";   // SSID
const char* password = "YourPassword";  // пароль

Теперь можно загрузить скетч в ESP8266.

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266WebServer.h>

/* Установите здесь свои SSID и пароль */
const char* ssid = "YourNetworkName";  // SSID
const char* password = "YourPassword"; // пароль

ESP8266WebServer server(80);

uint8_t LED1pin = D7;
bool LED1status = LOW;

uint8_t LED2pin = D6;
bool LED2status = LOW;

void setup() 
{
  Serial.begin(115200);
  delay(100);
  pinMode(LED1pin, OUTPUT);
  pinMode(LED2pin, OUTPUT);

  Serial.println("Connecting to ");
  Serial.println(ssid);

  // подключиться к вашей локальной wi-fi сети
  WiFi.begin(ssid, password);

  // проверить, подключился ли wi-fi модуль к wi-fi сети
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) 
  {
    delay(1000);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected..!");
  Serial.print("Got IP: ");  Serial.println(WiFi.localIP());

  server.on("/", handle_OnConnect);
  server.on("/led1on", handle_led1on);
  server.on("/led1off", handle_led1off);
  server.on("/led2on", handle_led2on);
  server.on("/led2off", handle_led2off);
  server.onNotFound(handle_NotFound);

  server.begin();
  Serial.println("HTTP server started");
}

void loop() 
{
  server.handleClient();
  
  if(LED1status)
    digitalWrite(LED1pin, HIGH);
  else
    digitalWrite(LED1pin, LOW);
  
  if(LED2status)
    digitalWrite(LED2pin, HIGH);
  else
    digitalWrite(LED2pin, LOW);
}

void handle_OnConnect() 
{
  Serial.print("GPIO7 Status: ");
  if(LED1status)
    print("ON");
  else
    print("OFF");

  Serial.print(" | GPIO6 Status: ");
  if(LED2status)
    print("ON");
  else
    print("OFF");

  println("");
}

void handle_led1on() 
{
  LED1status = HIGH;
  Serial.println("GPIO7 Status: ON");
  server.send(200, "text/html", SendHTML(true,LED2status)); 
}

void handle_led1off() 
{
  LED1status = LOW;
  Serial.println("GPIO7 Status: OFF");
  server.send(200, "text/html", SendHTML(false,LED2status)); 
}

void handle_led2on() 
{
  LED2status = HIGH;
  Serial.println("GPIO6 Status: ON");
  server.send(200, "text/html", SendHTML(LED1status,true)); 
}

void handle_led2off() 
{
  LED2status = LOW;
  Serial.println("GPIO6 Status: OFF");
  server.send(200, "text/html", SendHTML(LED1status,false)); 
}

void handle_NotFound()
{
  server.send(404, "text/plain", "Not found");
}

String SendHTML(uint8_t led1stat,uint8_t led2stat)
{
  String ptr = "<!DOCTYPE html> <html>\n";
  ptr +="<head><meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1.0, user-scalable=no\">\n";
  ptr +="<title>LED Control</title>\n";
  ptr +="<style>html { font-family: Helvetica; display: inline-block; margin: 0px auto; text-align: center;}\n";
  ptr +="body{margin-top: 50px;} h1 {color: #444444;margin: 50px auto 30px;} h3 {color: #444444;margin-bottom: 50px;}\n";
  ptr +=".button {display: block;width: 80px;background-color: #1abc9c;border: none;color: white;padding: 13px 30px;text-decoration: none;font-size: 25px;margin: 0px auto 35px;cursor: pointer;border-radius: 4px;}\n";
  ptr +=".button-on {background-color: #1abc9c;}\n";
  ptr +=".button-on:active {background-color: #16a085;}\n";
  ptr +=".button-off {background-color: #34495e;}\n";
  ptr +=".button-off:active {background-color: #2c3e50;}\n";
  ptr +="p {font-size: 14px;color: #888;margin-bottom: 10px;}\n";
  ptr +="</style>\n";
  ptr +="</head>\n";
  ptr +="<body>\n";
  ptr +="<h1>ESP8266 Web Server</h1>\n";
  ptr +="<h3>Using Station(STA) Mode</h3>\n";
  
  if(led1stat)
    ptr +="<p>LED1 Status: ON</p><a class=\"button button-off\" href=\"/led1off\">OFF</a>\n";
  else
    ptr +="<p>LED1 Status: OFF</p><a class=\"button button-on\" href=\"/led1on\">ON</a>\n";

  if(led2stat)
    ptr +="<p>LED2 Status: ON</p><a class=\"button button-off\" href=\"/led2off\">OFF</a>\n";
  else
    ptr +="<p>LED2 Status: OFF</p><a class=\"button button-on\" href=\"/led2on\">ON</a>\n";

  ptr +="</body>\n";
  ptr +="</html>\n";
  return ptr;
}

Доступ к веб-серверу в режиме STA

После загрузки скетча откройте монитор последовательного порта со скоростью 115200 бит/с и нажмите кнопку RESET на ESP8266. Если всё в порядке, он выведет динамический IP адрес, полученный от вашего маршрутизатора, и покажет сообщение, что HTTP сервер запущен.

Рисунок 12 Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим станции. Монитор последовательного порта сервер запущен
Рисунок 12 – Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим станции. Монитор последовательного порта – сервер запущен

Затем загрузите браузер и введите IP адрес, указанный на мониторе последовательного порта. NodeMCU должен выдать веб-страницу, показывающую текущее состояние светодиодов и две кнопки для управления ими. Если в это время взглянуть на монитор последовательного порта, то можно увидеть состояние выводов GPIO NodeMCU.

Рисунок 13 Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим станции. Веб-страница
Рисунок 13 – Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим станции. Веб-страница
Рисунок 14 Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим станции. Монитор последовательного порта доступ к веб-странице
Рисунок 14 – Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим станции. Монитор последовательного порта – доступ к веб-странице

Теперь нажмите кнопку ON светодиода 1, чтобы включить его, наблюдая за URL. После нажатия кнопки ESP8266 получает запрос на URL адрес /led1on. Затем он включает светодиод 1 и отображает веб-страницу с обновленным состоянием светодиодов. Одновременно он выводит состояние вывода GPIO в монитор последовательного порта.

Рисунок 15 Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим станции. Веб-страница управление светодиодами
Рисунок 15 – Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим станции. Веб-страница – управление светодиодами
Рисунок 16 Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим станции. Монитор последовательного порта управление светодиодами
Рисунок 16 – Веб-сервер ESP8266 NodeMCU. Режим станции. Монитор последовательного порта – управление светодиодами

Вы можете проверить кнопку светодиода 2 и убедиться, что она работает аналогичным образом.

Объяснение кода

Если вы сравните этот код вместе с предыдущим примером, единственное отличие состоит в том, что мы не настраиваем точку доступа, а вместо этого с помощью функции WiFi.begin() подключаемся к существующей сети.

// подключиться к вашей локальной wi-fi сети
WiFi.begin(ssid, password);

Пока ESP8266 пытается подключиться к сети, мы проверяем состояние подключения с помощью функции WiFi.status().

// проверить, подключился ли wi-fi модуль к wi-fi сети
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) 
{
  delay(1000);
  Serial.print(".");
}

Данная функция возвращает следующие статусы:

  • WL_CONNECTED: возвращается при подключении к сети Wi-Fi;
  • WL_NO_SHIELD: возвращается, когда Wi-Fi модуль не подключен;
  • WL_IDLE_STATUS: временное состояние, возвращаемое при вызове WiFi.begin(), и остающееся активным до тех пор, пока не истечет количество попыток подключения (что приводит к WL_CONNECT_FAILED), или пока не будет установлено соединение (что приводит к WL_CONNECTED);
  • WL_NO_SSID_AVAIL: возвращается, когда нет доступных SSID;
  • WL_SCAN_COMPLETED: возвращается, когда сканирование сетей завершено;
  • WL_CONNECT_FAILED: возвращается при неудаче подключения после всех попыток;
  • WL_CONNECTION_LOST: возвращается при потере соединения;
  • WL_DISCONNECTED: возвращается при отключении от сети.

Как только ESP8266 будет подключен к сети, скетч печатает IP адрес, присвоенный для ESP8266, отображая значение WiFi.localIP() в мониторе последовательного порта.

Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected..!");
Serial.print("Got IP: ");  Serial.println(WiFi.localIP());

Единственная разница между режимами AP и STA состоит в том, что один создает сеть, а другой подключается к существующей сети. Остальная часть кода для обработки HTTP запросов и выдачи веб-страниц в режиме STA такая же, как и в режиме AP, описанном выше. Это включает в себя:

  • объявление выводов GPIO NodeMCU, к которым подключены светодиоды;
  • определение нескольких методов server.on() для обработки входящих HTTP запросов;
  • определение метода server.onNotFound() для обработки HTTP ошибки 404;
  • создание пользовательских функций, которые выполняются при вводе определенного URL;
  • создание HTML страницы;
  • стилизация веб-страницы;
  • создание кнопок и отображение их состояния.
 

Теги

Arduino IDEESP8266IoT (интернет вещей)NodeMCUВеб-сервер

На сайте работает сервис комментирования DISQUS, который позволяет вам оставлять комментарии на множестве сайтов, имея лишь один аккаунт на Disqus.com.

В случае комментирования в качестве гостя (без регистрации на disqus.com) для публикации комментария требуется время на премодерацию.


  • 2020-07-31radioprog

    Отлично! Рад, что помог!)))

  • 2020-07-31Алексей

    Круто! Как раз то, что искал!