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ESP8266 入門
ESP8266 入門
如果您現在還沒有聽說過物聯網 (IoT) 運動，那么您可能一直生活在困境中。如今，幾乎所有嵌入式設備都以一種或另一種方式連接到互聯網，以收集數據或將數據發送到云端。然后可以根據處理數據的服務器設置的不同條件來分析和/或操作該數據。為了將數據傳輸到云端，我們需要智能、可靠且廉價的互聯網連接設備來幫助我們完成這一過程。雖然大多數物聯網設備都可以使用功能強大的嵌入式計算設備（例如Raspberry Pi 4）開發，但我們的大多數應用程序都可以通過廉價、低功耗的設備實現。
大多數人都會同意 Arduino 是同類產品中第一個最簡單、最便宜的微控制器平臺。它在整個 Maker 社區中的擴散證明了這一點。作為公司和用戶，社區發展壯大，Arduino Shields和設備本身也在發展。屏蔽（和一些較新的 Arduino 設備）增加了急需的互聯網連接支持，使 Arduinos 成為真正的物聯網設備。
進入ESP8266 MCU。這只小狗有一個微控制器 + 板載 Wi-Fi。將其與 Arduino IDE（通過使用外部庫包）相結合，您現在擁有一個內置 Wi-Fi 的超便宜、類似 Arduino 的設備。像HiLetgo的NodeMCU板這樣的板是完全獨立的，可以像 Arduino 上的較小版本一樣工作。在本文中，我們將學習如何開始使用HiLetgo的NodeMCU 板，并通過一些示例來運行任何基于 ESP8266 的評估板（由 Arduino IDE 庫支持）。
開始設置
本教程假設您已安裝并運行Arduino IDE軟件。以下步驟將引導您在 Arduino IDE 環境中配置 ESP8266 板。
轉到文件 > 首選項并將以下 URL 粘貼到“其他板管理器 URL”字段中：http :
//arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
圖 1：Arduino IDE 首選項
轉到“工具”>“板”>“板管理器”……
搜索“esp8266”并按 Enter。一旦“esp8266”庫出現，點擊安裝。
圖 2：Arduino IDE 板管理器
現在將 Micro-USB 電纜插入您的電路板并根據您的電路板類型進行配置。在此示例中，我們使用HiLetgo的NodeMCU 板，因此我們需要配置更多板特定設置：
導航到工具 > 開發板，然后單擊“NodeMCU 1.0（ESP-12E 模塊）”
導航到“工具”>“閃存大小”并單擊“4MB (FS:3MB OTA:~512KB)”
導航到“工具”>“CPU 頻率”并單擊“80 MHz”
導航到“工具”>“上傳速度”，然后單擊“921600”
導航到工具 > 端口并選擇與您的設備關聯的 COM 端口
你好世界：閃爍的 LED
在軟件中，人們通常使用新語言或設置執行的最基本的測試是“Hello World”測試。這個概念很簡單：在屏幕上打印“Hello World”。對于嵌入式系統，閃爍的 LED 很像相同的想法。閃爍的 LED 始終是測試微控制器是否正常工作的好方法，因為它讓我們知道電路良好，例如電源、路由和其他電子設備。它還讓我們知道編譯的代碼已被接受并加載到設備上，沒有任何問題。
要開始使用固定的閃爍 LED 草圖，請導航到文件 > 示例 > ESP8266，然后單擊“閃爍”。此示例草圖將打開和關閉 LED。點擊左上角的“上傳”按鈕：
圖 3：Arduino IDE 上傳按鈕
一旦設備被編程，你應該看到 NodeMCU 板的 LED 每隔一秒左右閃爍一次。
測試 Wi-Fi
正如介紹中提到的，在 Arduino 環境中使用 ESP8266 的整個想法是獲得一個帶有 Wi-Fi 的一體式、廉價、類似 Arduino 的設備。為了利用這一點，我們將要探索我們之前安裝的 ESP8266 庫附帶的一些 Wi-Fi 草圖示例。
讓我們導航到文件 > 示例 > ESP8266HTTPClient 并單擊“BasicHttpClient”。這將展示設備連接到 Wi-Fi 網絡并從網頁獲取內容的能力。在第 35 行左右，您將看到以下代碼：
WiFiMulti.addAP("SSID", "密碼");
將“SSID”替換為您路由器的 Wi-Fi SSID，將“PASSWORD”替換為您的 Wi-Fi 密碼。如果遇到問題，要記住的一件事是處理非字母數字字符。例如，如果您的路由器 SSID 是“我是路由器”，則有可能無法正確捕獲撇號。為獲得最佳效果，請確保使用僅包含數字和字母的 SSID。
替換 SSID 和密碼后，請繼續上傳草圖。草圖上傳到設備后，導航到工具并單擊“串行監視器”。串行監視器輸出應如下所示：
[SETUP] WAIT 3...
[SETUP] WAIT 2...
[SETUP] WAIT 1...
[HTTP] begin...
[HTTP] GET...
[HTTP] GET... code: 200
<HTML >
<HEAD>
<TITLE>Connection Header</TITLE>
</HEAD>
<BODY>
<P>
<IMG ALT="Jigsaw" BORDER="0" WIDTH=" 212"
HEIGHT="49" SRC="/icons/jigsaw">
<H1>
標題
</H1>
<P>
此頁面將為您提供以下標題：
<P >
<CODE>ExtensionHeader: ExtensionValue<BR>
連接：擴展頭</CODE>
<P>
如果您通過代理獲取此頁面，您應該<I>看不到</I>
<I>ExtensionHeader</I> ！
<P>
<HR>
<BR>
<A HREF="mailto:jigsaw@w3.org">jigsaw@w3.org</A>
</BODY></HTML>
恭喜！您現在已成功將 ESP8266 設備連接到互聯網。
ESP8266 和 MQTT
在MQTT 入門中，我們回顧了MQTT的概念以及如何使用以太網擴展板設置帶有 Adafruit IO 的 Arduino Uno。這就是像 NodeMCU 這樣的設備真正閃耀的地方。我們能夠以低于 Arduino Uno 本身的成本組裝一個完整的啟用 MQTT 的設備，而無需任何外部屏蔽（因為我們內置了 Wi-Fi）。首先，我們將使用MQTT 入門中演示的相同示例除了我們將獲取特定于 ESP8266 模塊的草圖。導航到文件 > 示例 > Adafruit MQTT 庫，然后單擊“mqtt_esp8266”。就像在上面的 HttpClient 示例中一樣，我們需要在第 24 行附近提供 Wi-Fi SSID 和密碼。我們還需要輸入我們的 Adafruit IO 用戶名和密鑰（再往下幾行）。有關設置 Adafruit IO 帳戶或如何獲取密鑰的說明，請參閱MQTT 入門。填寫完所有連接詳細信息并上傳草圖后，您應該會在串行監視器（工具 > 串行監視器）中看到類似的輸出：
......
WiFi 連接的
IP 地址：
192.168.68.136
連接到 MQTT。 .. MQTT 已連接！
發送光電管 val 0...OK！
發送光電管 val 1...OK！
發送光電管 val 2...OK！
發送光電管 val 3...OK！
您現在可以導航到 Adafruit IO 上的光電池饋送，以觀察從您的 ESP8266 模塊發送到您的 Adafruit IO MQTT 代理的數據。這是我自己的提要在一段時間后的樣子：
圖 4：在 Adafruit IO 上觀察到的 MQTT 數據