ESP8266 教程3 — 通过TCP组建局域网并通信
ESP8266的wifi使用。
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WIFI模式有三种，一种叫AP模式，一种叫Station模式，另外一种是 AP+STA 模式。下面分别介绍这两种模式区别和使用方法。
1、ESP8266 的 AP 模式
AP模式说的是我们平常使用的热点，比如wifi路由器，手机开的热点、或者公共场所开放的共享热点等。这些热点是允许其他设备接入的，比如手机、电脑、打印机等设备只要正确输入热点名和密码就可以接入（最多支持4台station设备接入）。
ESP8266的 AP 模式指的就是ESP8266充当路由器的角色，可以产生热点由其他设备查询到并可以接入。这个过程如下图所示：
1.1、查询 ESP8266 的wifi应用模式
如果不清楚当前模块是什么模式，可以使用AT指令查询当前的wifi应用模式，指令如下：
指令：AT+CWMODE?
响应：返回当前模块的模式
+CWMODE:<mode>
OK
参数说明
<mode>
1 Station 模式
2 AP 模式
3 AP 兼 Station 模式如下示意图：
1.2、设置 ESP8266 模块的wifi信息
（1）wifi模块是可以通过AT指令对wifi的信息进行查询的，使用的指令如下：
查询命令：AT+ CWSAP?
响应：返回当前 AP 参数
+ CWSAP:<ssid>,<pwd>,<chl>,<ecn>
<ssid>字符串参数，接入点名称
<pwd>字符串参数，密码最长 64 字节 ASCII
<chl>通道号
< ecn >0 OPEN
2 WPA_PSK
3 WPA2_PSK
4 WPA_WPA2_PSK
如下所示：
（2）如果需要更改wifi的信息，也是可以设置的，指令如下：
AT+ CWSAP=<ssid>,<pwd>,<chl>,<ecn>
<ssid>字符串参数，接入点名称
<pwd>字符串参数，密码最长 64 字节 ASCII
<chl>通道号
< ecn >0 OPEN
2 WPA_PSK
3 WPA2_PSK
4 WPA_WPA2_PSK
示例：AT+CWSAP="ESP8266-WJL","12345678",5,3
比如我下面的操作：
1.3、查询已经接入的设备
wifi信息设置好并且模块的AP模式=2，这个时候就可以用其他的设备接入这个热点信息，查看已经介入的热点指令如下：
指令：AT+CWLIF
响应：
<ip addr>，<mac>
OK
参数说明
<ip addr> 已接入设备的 IP 地址
<mac> 已接入设备的 MAC 地址
如下示例：
图中可以看到，我的wifi模块已经被其他的一个设备接入了。
2、ESP8266 的Station 模式
station模式简单而言就是：wifi模块不再产生热点，它只作为一个可以接入其他热点的设备，通过输入热点的用户名和密码，ESP8266就能够接入到其他的热点网络中。
示意如下图所示：
2.1、设置ESP8266为station模式
老样子使用 AT+CWMODE?查询模块当前处于哪一种模式，然后我们发送 AT+CWMODE=1，让模块处于Station 模式下。如下所示：
2.2、ESP8266接入到wifi热点
让ESP8266连接到已知的热点，只要使用AT指令，并正确输入用户名和密码即可。
（1）首先查询当前是否有接入热点，指令如下：
AT+ CWJAP?
响应返回当前选择的AP
+ CWJAP:<ssid>
OK
如果没有接入，则返回 “NO AP”，如下所示：
（2）接着输入正确的热点信息，即可以完成接入AP，指令如下：
AT+ CWJAP =<ssid>,< password>
参数说明
<ssid>字符串参数，接入点名称
<pwd>字符串参数，密码最长 64 字节 ASCII 参数设置需要开启 Station 模式，
若 SSID 或者 password 中含有’,’、’“’和’\’时，需要进行转义，其它字符转义无效成功接入的示意如下：
（3）查询接入的设备情况如下：
AT+CWJAP?
（4）查询路由器分配给ESP8266的IP，如下所示：
AT+CIPSTA?
响应：
+ CIPSTA:<ip>
OK
参数说明：
< ip>字符串变量，标准 ip 地址
2.3、ESP8266断开接入的热点
断开接入热点的指令如下：
AT+CWQAP
3、ESP8266 的 AP+STA 模式
AP+STA模式共存的意思是：ESP8266模块可以作为AP产生热点，同时又可以作为一个STA模式接入其他的热点。
例如：WiFi模块作为AP时，可以让其他设备接入，如手机或者计算机接入；同时该模块又可以作为一个STA接入到其他热点，如路由器或者手机的热点。这样可以实现组网将下位机的数据通过ESP8266模块上传到服务器。
注意：模块在AP+STA模式时，AP 和 STA 的MAC地址是不同的，在模块内部看到模块做AP时的MAC地址与模块作为STA时的MAC地址不同，这点是需要注意的！
4、理解 ESP8266 在局域网内的单连接通信
单连接指的是在局域网内，服务器和客户端之间是点对点的连接，连接的对象只有一个客户端和一个服务器，通信在这两方之间互相进行。
本次的演示使用一个手机产生热点充当路由器，esp8266模块作为客户端（client），TCP调试助手充当服务器（server），客户端和服务器都使用无线分配的ip。示意图如下所示：
实现 esp8266 模块连接到服务器的操作过程如下：
（1）使用指令 AT+CWMODE=1 将WIFI模式设置为Station。因为esp8266模块要作为客户端接入到手机热点，所以要将esp8266的模块设置为Station模式，用来连接热点。
（2）使用 AT+CWJAP="SSID","password" 来连接 WiFi 热点。操作示意如下：
接入热点成功之后，使用AT+CIFSR可以查询到分配给 esp8266 模块的 IP 地址信息，如下：
（3）使用TCP调试助手创建一个服务器，用于调试收发，主要是能够直观看到数据的交互。如下所示：
协议类型选择 TCP Server，本地主机地址因为我用的是wifi，所以要选择无线局域网的IPv4地址，端口号随便选一个即可。
（4）建立通信连接。发送 AT+CIPSTART="TCP","192.168.165.146",8080 ，将作为客户端的 ESP8266 连接到 TCP 服务器，IP 地址和端口号都是上一步设置 TCP 服务器时的参数。连接成功之后的示意图如下：
4.1、指令模式发送数据
发送数据是在服务器和客户端之间进行的。
（1）服务器（TCP调试助手）发送数据给客户端（ESP8266），直接发送给客户端即可。因为esp8266通过usb线连接到了串口助手，所以服务器发送过来的数据都能在串口助手上看到，如下：
服务器发送给客户端的数据，在串口助手上可以看到是带有前缀 “+IPD,14:” 字样的，后面就是服务器发送过来的数据。
（2）客户端（ESP8266）发送数据给服务器（TCP调试），需要esp8266这边先发送AT指令，之后再发送数据，指令如下：
（1）单路连接。
AT+CIPSEND=<length>
<length>数据长度，表明发送数据的长度，最大长度为2048
注意：这个指令需要 (+CIPMUX=0)
（2）多路连接。
AT+CIPSEND=<id>,<length>
<id>需要用于传输连接的 id 号
<length>数字参数，表明发送数据的长度，最大长度为2048
注意：这个指令需要 (+CIPMUX=1)
（3）透传传输。
AT+CIPSEND
收到此命令后先换行返回”>”
然后就进入了透传模式，每包数据以 20ms 间隔区分，每包最大 2048 字节。
当输入单独一包”+++”返回指令模式。
特别注意：该指令必须在开启透传模式以及单连接模式下使用。单路连接使用 AT+CIPSEND=<length> ，发送成功之后先换行返回 ”>”，然后开始接收串口数据，当数据长度满 length 时发送数据。示意如下：
这样客户端的数据就发送给了服务器，通信过程也就完成了。
4.2、透传模式发送数据
上面演示了使用指令的方式进行数据的发送，但是这样有一个很麻烦的地方，就是每次ESP8266 想要发送数据给客户端时，都需要先发送一次 AT+CIPSEND=<length> 然后才能发送数据，有点麻烦。
为了省去这个步骤，可以将ESP8266设置为单路连接，然后开启透传模式，这样就可以直接发送数据了，而不需要每次发数据之前都要先发一次 AT+CIPSEND=<length>，就方便多了。设置如下：
（1）设置为单连接：AT+CIPMUX=0
（2）设置为透传模式：AT+CIPMODE=1
（3）发送指令：AT+CIPSEND
之后就可以直接发送数据了！！！
说明：透传，即透明传输，指的是在通讯中不管传输的内容是什么只负责将传输的内容由源地址传输到目的地址，而不对数据内容做任何改变。如下图示例：
注意：如果需要退出透传传输返回到指令传输模式的话，单独发送一串 “+++”，则退出透传发送。这个过程至少间隔1秒，才能发送下一条AT指令，不然容易导致失败。
5、理解 ESP8266 在局域网内的多连接通信
多连接是指网络中有多个客户端可以连接到一个服务器上，服务器与各个客户端之间都可以互相通信。
本次演示使用ESP8266的STA+AP模式，ESP8266的AP产生热点，STA允许其他的客户端接入到ESP8266。这个过程ESP8266作为客户端，多个TCP调试助手作为客户端。相应操作如下面的步骤：
（1）设置ESP8266模块的模式为AP+STA，指令 AT+CWMODE=3。
（2）设置ESP8266模块为多连接，指令 AT+CIPMUX=1，指令说明如下：
AT+ CIPMUX=<mode>
参数说明：
<mode> 0 单路连接模式，1 多路连接模式
注意：
1） 只有在非透传模式下，才能设置为多路连接；
2.）只有在关闭服务器模式，并且没有链路建立的情况下，才能设置为单连接
（3）设置ESP8266为TCP服务器，指令 AT+ CIPSERVER=<mode>[,<port>]，指令说明如下：
AT+CIPSERVER=<mode>,<port>
参数说明：
<mode> 0 关闭 server 模式，1 开启 server 模式
<port> 端口号，缺省值为 333
注意：
1）开启 server 后自动建立 TCP server 监听。
2）当有 client 接入会自动按顺序占用一个连接。
3）只有在AT+CIPMUX=1 时才能开启 TCP 服务器。
（4）PC连接ESP8266的热点，如下：
首先设置esp8266的AP热点的信息，比如我的设置如下：
在PC电脑上的wifi列表上就可以看到esp8266的热点，输入用户和密码接入，如下图：
（5）打开TCP调试助手，创建客户端，并接入esp8266服务器。我这里创建了3个TCP客户端，并输入服务器的IP地址和端口号连接到服务器，如下：
如果不知道服务器的IP地址，可以使用下面的指令查询，如下：
AT+ CIFSR
响应
+ CIFSR:<IP address>
+ CIFSR:<IP address>接入之后，esp8266会返回接入的客户端的数量，如下图所示：
图中的0、1、2就是接入的客户端的 id 号，这个很重要，之后的很多地方都要使用到它。
（6）客户端发送数据到esp8266服务器，如下操作所示，在三个TCP客户端分别发送三句话，如下图：
服务器上收到的数据如下：
其中 +IPD 是指接收到网络数据，后面的0、1、2是指客户端的id号，8是指数据的长度。+IPD的解释如下：
1)单路连接时
(+CIPMUX=0)
+IPD,<len>:<data>
1)多路连接时
(+CIPMUX=1)
+IPD,<id>,<len>:<data>
参数：
<id>收到连接的 id 号
<len>数据长度
<data>收到的数据
（7）ESP8266服务器发送数据到客户端，需要使用 AT+CIPSEND 指令进行，指令如下：
多路连接时
(+CIPMUX=1)
AT+CIPSEND=<id>,<length>
参数：
<id>需要用于传输连接的 id 号
<length>数字参数，表明发送数据的长度，最大长度为2048。比如我这里通过串口助手给三个客户端各发送一句话，如下：
从上图中可以看到，服务器要发数据到客户端时需要知道客户端的id号的，通过id号就能将数据发送到对应已经连接的客户端上。
到此，esp8266的 AT 指令组网通信已经演示了一遍了，总体上来说还是比较简单的，只是需要理解组网这个过程的逻辑，只要理解了这一点，其他的按部就班配置操作基本就可以理解网络搭建的原理了。
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