Основы робототехники

Передача данных от Arduino Uno на веб-страницу с помощью WiFi

Содержание

Беспроводная связь между современными электронными устройствами с каждым годом становится все более актуальной с учетом все большего доминирования концепции интернета вещей (Internet of Things). Протокол HTTP и язык HTML делают возможным передачу данных в любое место на Земле где есть сеть интернет. Ранее на нашем сайте мы уже рассматривали похожие проекты:

Передача данных от Arduino Uno на веб-страницу с помощью WiFi: внешний вид конструкции

В этой же статье мы рассмотрим передачу данных от платы Arduino Uno на веб-страницу (Webpage) с помощью технологии WiFi. Для демонстрации возможностей этого проекта нам будет необходим IP адрес и сервер (локальный или глобальный). В целях упрощения демонстрации мы будем использовать локальный сервер.

Необходимые компоненты

  1. Плата Arduino Uno (купить на AliExpress).
  2. Wi-Fi модуль ESP8266 (купить на AliExpress).
  3. USB кабель.
  4. Соединительные провода.
  5. Ноутбук (или персональный компьютер).
  6. Источник питания.

Внешний вид Wi-Fi модуля ESP8266 показан на следующем рисунке.

Внешний вид Wi-Fi модуля ESP8266

Работа схемы

Схема устройства представлена на следующем рисунке.

Схема устройства для передачи данных от Arduino Uno на веб-страницу с помощью WiFi

Основными элементами схемы являются плата Arduino и Wi-Fi модуль ESP8266. Контакты Vcc и GND Wi-Fi модуля ESP8266 непосредственно подключены к контактам 3.3V и GND платы Arduino, а контакт CH_PD Wi-Fi модуля также подключен к 3.3V. Контакты Tx и Rx модуля ESP8266 подключены к контактам 2 и 3 платы Arduino. Software Serial Library (библиотека последовательной связи) используется для осуществления последовательной связи на контактах 2 и 3 платы Arduino (вместо контактов 0 и 1, которые используются для последовательной связи в плате Arduino по умолчанию). В статье про передачу Email с использованием Arduino мы достаточно подробно останавливались на подключении WiFi модуля ESP8266 к плате Arduino, поэтому здесь эти вопросы рассматривать не будем.

Примечание: чтобы видеть ответы модуля ESP8266 на поступающие команды откройте монитор последовательного порта (Serial Monitor) в программной среде Arduino IDE.

В программе первым делом нам необходимо будет соединить наш Wi-Fi модуль с Wi-Fi роутером чтобы подключить Wi-Fi модуль к сети интернет. Затем мы должны сконфигурировать локальный сервер, передать данные на веб-страницу и закрыть соединение. Для этого нам необходимо выполнить следующую последовательность действий:

1. Сначала нам необходимо произвести тест Wi-Fi модуля при помощи передачи ему AT команды, он должен ответить OK.

2. После этого мы должны выбрать необходимый режим работы с помощью команды AT+CWMODE=mode_id , мы будем использовать Mode Полный же список доступных режимов выглядит следующим образом:
1 = Station mode (client) (режим станции, клиента)
2 = AP mode (host) (режим базовой станции, хоста)
3 = AP + Station mode (Yes, ESP8266 has a dual mode!) (режим станции + хоста – модуль ESP8266 поддерживает этот двойной режим).

3. Затем мы должны отсоединить наш Wi-Fi модуль от прежней Wi-Fi сети с помощью команды AT+CWQAP поскольку модуль ESP8266 по умолчанию автоматически соединяется с предыдущей использованной сетью Wi-Fi.

4. После этого можно сбросить модуль командой AT+RST – это необязательный шаг.

5. После этого мы должны соединить модуль ESP8266 с Wi-Fi роутером с помощью команды:
AT+CWJAP=”wifi_username”,”wifi_password” .

6. После этого мы должны получить IP адрес с помощью команды AT+CIFSR , которая вернет нам IP адрес.

7. После этого нам необходимо задействовать режим мультиплексирования с помощью команды AT+CIPMUX=1 (1 для соединения с мультиплексированием и 0 для одиночного соединения).

8. Теперь сконфигурируем ESP8266 как сервер с помощью команды AT+CIPSERVER=1,port_no (port может быть 80). Теперь наш Wi-Fi готов. В представленной команде ‘1’ используется для создания сервера и ‘0’ для удаления сервера.

9. Теперь с помощью соответствующих команд можно передавать данные на созданный локальный сервер:
AT+CIPSEND =id, length of data
Id = ID no. of transmit connection (номер соединения)
Length = Max length of data is 2 kb (максимальная длина данный 2 Кбайта).

10. После передачи ID (номера, идентификатора) и Length (длины данных) на сервер мы можем передавать данные, к примеру: Serial.println(“circuitdigest@gmail.com”);

11. После передачи данных нам необходимо закрыть соединение с помощью команды:
AT+CIPCLOSE=0
После этого данные будет переданы на локальный сервер.

12. Теперь вы можете набрать IP адрес в строке адреса вашего браузера и нажать Enter. После этого вы увидите переданные данные на веб-странице.

Все описанные шаги можно более наглядно посмотреть в видео в конце статьи.

Исходный код программы

1. В программе нам сначала необходимо подключить SoftwareSerial Library чтобы задействовать последовательную связь на контактах PIN 2 и 3 и объявить некоторые переменные и строки.

#includeSoftwareSerial.h
SoftwareSerial client(2,3); //RX, TX
String webpage="";
int i=0,k=0;
String readString;
int x=0;
boolean No_IP=false;
String IP="";
char temp1=’0′;

2. После этого мы должны определить ряд функций, необходимых для решения наших задач.
В функции Setup() мы инициализируем встроенный последовательный приемопередатчик для подключения модуля ESP8266 с помощью команды client.begin(9600) – для бодовой скорости 9600 бод/с.

void setup()
<
Serial.begin(9600);
client.begin(9600);
wifi_init();
Serial.println("System Ready..");
>

3. В функции wifi_init() мы инициализируем wifi модуль при помощи передачи ему ряда команд, например, reset, set mode, connect to router, configure connection и т.д. Эти команды были объяснены в предыдущей части статьи.

void wifi_init()
<
connect_wifi("AT",100);
connect_wifi("AT+CWMODE=3",100);
connect_wifi("AT+CWQAP",100);
connect_wifi("AT+RST",5000);
. .
. .

  1. В функции connect_wifi() мы передаем команды и данные модулю ESP8266 и получаем (считываем) на них ответы.

void connect_wifi(String cmd, int t)
<
int temp=0,i=0;
while(1)
<
Serial.println(cmd);
. .
. .

5. Функция sendwebdata( ) используется для передачи данных на локальный сервер или веб-страницу.

void sendwebdata(String webPage)
<
int ii=0;
while(1)
<
unsigned int l=webPage.length();
Serial.print("AT+CIPSEND=0,");
client.print("AT+CIPSEND=0,");
. .
. .

6. Функция void send() используется для передачи строк в функцию sendwebdata(), которые затем передаются на веб-страницу.

void Send()
<
webpage = "h2Welcome to Circuit Digest/h2body bgcolor=f0f0f0";
sendwebdata(webpage);
webpage=name;
webpage+=dat;
. .
. .

7. Функция get_ip() используется для получения IP адреса от созданного локального сервера.

8. В функции void loop() мы передаем инструкции пользователю обновить страницу и проверить соединен ли сервер или нет. Когда пользователь обновляет или запрашивает веб-страницу, данные автоматически передаются на тот же самый IP адрес.

void loop()
<
k=0;
Serial.println("Please Refresh your Page");
while(k1000)
. .
. .

Аналогичным образом мы можем передавать на веб-страницу, получаемые платой Arduino от различных датчиков: влажность и температура в комнате, GPS время, GPS координаты, частоту сердечных сокращений и т.д.


Источник: microkontroller.ru