智能家居简单实现---使用ESP8266简单实现和APP通讯

Posted 2020-10-14 LayneYao

前段时间，公司利用 ESP8266 这个WiFi模块，做了好多小产品。从手机 APP 直连这个 ESP8266 进行通讯，再到实现远程控制。中间实现过程磕磕碰碰，虽然这方面已经做得非常成熟，但是网上的资料少之又少。现在把实现方式展示出来，同时也算是做一个笔记。

首先这里要实现的是android端的APP直连ESP8266进行双向通讯。

如果想了解Android端的APP远程连接与ESP8266进行双向通信的，实现真正的智能家居，可以参与这场Chat：智能家居远程控制，实现APP与ESP8266远程通信

首先我们来说一下这个ESP8266，这个在淘宝上非常便宜，10块左右，安信可的产品。这个WiFi模块已经做得非常的成熟，下面介绍一下它的基本使用，首先这个模块有三种模式：
1：STA 模式：ESP8266模块通过路由器连接互联网，手机或电脑通过互联网实现对设备的远程控制。
2：AP 模式：ESP8266模块作为热点，实现手机或电脑直接与模块通信，实现局域网无线控制。
3：STA+AP 模式：两种模式的共存模式，即可以通过互联网控制可实现无缝切换，方便操作。

今天的实现用AP模式就够了，指令有下面这几个就够了：
1、设置wifi模式：AT+CWMODE=2
2、重启生效：AT+RST
3、启动多连接：AT+CIPMUX=1
4、建立server：AT+CIPSERVER=1

另外还有非常多的指令可以修改这个模块的参数，甚至还可以修改里面的程序重新烧录，更多的详情就参考安信可的官网。这个就需要电子比较厉害的人才会适合了，我是Android开发的，所以这方面不太了解，还望海涵。

这是设备：

 

接下来通过串口发送指令开启ESP8266的WiFi：

 

发送完这四个指令之后，打开手机就可以看到相应的WiFi开启了（这个WiFi名给我改过）：

 

好了，硬件准备完毕，接下来我们准备APP软件，针对Android端的。新建一个Android项目，项目结构：

添加一个异步处理类：

 

/**
 * Created by Layne_Yao on 2017/5/12.
 * CSDN：http://blog.csdn.net/Jsagacity
 */

public class SendAsyncTask extends AsyncTask<String, Void, Void> {
	
	//这里是连接ESP8266的IP和端口号，IP是通过指令在单片机开发板查询到，而端口号可以自行设置，也可以使用默认的，333就是默认的
	private static final String IP = "192.168.4.1";
	private static final int PORT = 333;



	private Socket client = null;
	private PrintStream out = null;


	@Override
	protected Void doInBackground(String... params) {
		String str = params[0];
		try {
			client = new Socket(IP, PORT);
			client.setSoTimeout(5000);
			// 获取Socket的输出流，用来发送数据到服务端
			out = new PrintStream(client.getOutputStream());
			out.print(str);
			out.flush();

			if (client == null) {
				return null;
			} else {
				out.close();
				client.close();
			}

		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}

		return null;
	}
	
}

在手机端建立一个作为接受ESP8266发送的消息的服务器：

 

public class MobileServer implements Runnable {
	private ServerSocket server;
	private DataInputStream in;
	private byte[] receice;

	private Handler handler = new Handler();

	public MobileServer() {
	}

	public void setHandler(Handler handler) {
		this.handler = handler;
	}

	@Override
	public void run() {

		try {
			//5000是手机端开启的服务器的端口号，ESP8266进行TCP连接时使用的端口，而IP也是通过指令查询的联入设备的IP
			server = new ServerSocket(5000);
			while (true) {
				Socket client = server.accept();
				in = new DataInputStream(client.getInputStream());
				receice = new byte[50];
				in.read(receice);
				in.close();
				
				Message message = new Message();
				message.what = 1;
				message.obj = new String(receice);
				handler.sendMessage(message);
			}

		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		try {
			server.close();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

布局文件：

 

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context="com.itman.connectesp8266.MainActivity" >

    <TextView
        android:id="@+id/tv_content"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="25dp"
        android:layout_centerHorizontal="true"
        android:layout_marginTop="10dp"
        android:background="#fe9920"
        android:gravity="center"
        android:text="接收的内容" />

    <Button
        android:id="@+id/bt_send"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_below="@id/tv_content"
        android:layout_centerHorizontal="true"
        android:layout_marginTop="40dp"
        android:text="发送" />

    <TextView
        android:id="@+id/tv_send_text"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_below="@id/bt_send"
        android:layout_centerHorizontal="true"
        android:layout_marginTop="33dp"
        android:text="发送的内容" />

</RelativeLayout>

最后是MainActivity：

public class MainActivity extends ActionBarActivity implements OnClickListener {
	private TextView tv_content, tv_send_text;
	private Button bt_send;

	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);

		InitView();

		//开启服务器
		MobileServer mobileServer = new MobileServer();
		mobileServer.setHandler(handler);
		new Thread(mobileServer).start();

	}

	private void InitView() {
		tv_content = (TextView) findViewById(R.id.tv_content);
		tv_send_text = (TextView) findViewById(R.id.tv_send_text);
		bt_send = (Button) findViewById(R.id.bt_send);

		bt_send.setOnClickListener(this);

	}

	@Override
	public void onClick(View v) {
		switch (v.getId()) {
		case R.id.bt_send:
			String str = "Sent to the ESP8266";
			new SendAsyncTask().execute(str);
			tv_send_text.setText(str);
			break;
		}

	}

	Handler handler = new Handler() {
		@Override
		public void handleMessage(Message msg) {
			switch (msg.what) {
			case 1:
				tv_content.setText("WiFi模块发送的：" + msg.obj);
				Toast.makeText(MainActivity.this, "接收到信息", Toast.LENGTH_LONG)
						.show();
			}
		}
	};

}

最后不要忘了添加网路权限：

<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>

运行到真机，确保手机连接上ESP8266的WiFi，就可以进行手机发送信息到ESP8266了。手机APP发送过去的：

 

 

ESP8266接收到的：

 

 

接下来是ESP8266发送数据到APP。首先ESP要使用到的指令有：

1、建立TCP连接：AT+CIPSTART=0,"TCP","192.168.4.2",5000
2、确定发送数据的长度：AT+CIPSEND=0,19
3、发送信息：Sent to the Android

操作指令：

 

APP端接受到的信息：

 

以上是简单的实现APP和ESP8266直连通讯的实现。

 

如果想要实现远程控制，过程是比较繁杂的，但是并不复杂。

这里只简单的说明一下大致的实现方式：

1、要实现远程控制就必须得租用一个服务器，当然自己电脑也可以作为服务器，就是需要配置。最简单的方式是租用云服务器，比如阿里云的ECS，如果是学生，还有学生价。

2、接下来是最麻烦的步骤：

1）手机发数据到云服务器，这个不用多说了，使用json数据的网络通信；

2）接着就是云服务器继续把手机发送过来的转发的ESP8266，而云服务器和ESP8266之间的通讯是需要使用TCP长连接的。因为ESP8266这边的IP是会变化的所以只能使用长连接；

3）ESP8266发数据到云服务器就不用再多说了，就第2点中的长连接。但是云服务器怎么推送数据到APP呢？答案也是长连接的，这里可以使用别人集成好的框架mina。

以上就是远程控制的大致过程要点，想要实现就各自去完成了。当初我还是在别的平台问人问到的实现方案，网上根本没有相应的资料，或者是方案。以上的实现方案虽然有点繁杂，但是并不复杂，慢慢实现是没有很大难度的。

如果想直接学习并实现的，可以参与这场Chat：智能家居远程控制，实现APP与ESP8266远程通信

如果是想学习Android开发基础的，可以看一下这篇文章：简单的入门Android开发基础

                                                                

关注个人公众号「技术人的日常」，关注后回复：安卓基础，即可获取Android基础入门学习资料。