ESP8266wifi控制模組方案

ESP8266

ESP8266芯片，雖然它的定位是個Wi-Fi網絡解決方案，但它更像一個物聯網解決方案。它不僅體積小——大概11*10毫米左右，而且造價便宜，一個ESP8266

ESP8266芯片，雖然它的定位是個Wi-Fi網絡解決方案，但它更像一個物聯網解決方案。它不僅體積小——大概11*10毫米左右，而且造價便宜，一個ESP8266的集成WIFI板功耗低,開發容易。

奧金瑞為了滿足市場的需要,特用esp8266開發了物聯網應用模塊,適用於各種物聯網環境,也是目前出貨量 模組廠之一;

的集成WIFI板功耗低,開發容易。

奧金瑞為了滿足市場的需要,特用esp8266開發了物聯網應用模塊,適用於各種物聯網環境,也是目前出貨量 模組廠之一;

摘要

ESP8266是一款廉價的wifi模塊。提供sdk可以自己編寫片內程序，不需要外置arduino之類的控制器。也提供AT命令，功如arduino之類的控制器調用，還可以刷nodemcu固件，直接使用lua進行編程，降低開發門檻。

對其簡單的了解：體積小巧，且多種封裝，沒有一個硬幣大。

價格便宜，十几塊錢在wifi模塊裡面算是 的了。

提供AT指令，這樣就可以使用arduino進行控制，實現互聯網數據交互。提供SDK包、燒固件工具，串口燒寫固件。這樣把arduino作為主控的功能都省了，直接把邏輯寫進代碼，燒到固件里，就能按我們的業務執行了。

有GPIO口，有SPI功能，有I2C功能，有UART功能，有ADC功能（0-1V輸入），有了這些功能，很多感應器的應用都沒問題了。有一個固件包，叫nodemcu，簡單的看了一下，就是打包了lua到固件里，這樣允許我們使用lua這種比較容易入門的語言來開發，几行代碼就能實現讀取數據然後上傳到互聯網。

ESP8266的核心是一塊Diamond Standard 106 Micro控制器，一個低功耗的32位RISC控制器。它擁有GPIO、I2C、ADC、SPI、PWM等模塊，你可以用它做一些微控制器能做的事。它還可以支持AP（Access Point）、STA（Station）、AP+STA共存模式，並且使用高效的AT指令。

如同官方所示，它還具有下面的一些特性：

模塊特點：

· 超低功耗的WIFI模塊（深度睡眠模式,直接關閉模式,可直接電池供電,卓越省電）

· 完美支持802.11 b/g/n協議

· 支持 市面上幾乎所有WIFI加密方式

· 無需任何用戶驅動，對用戶單片機只需要當成普通串口使用

· 支持AP(熱點)/STA(WIFI節點)共存

· 支持 TCP Server/TCP Client/UDP Server/UDP Client工作方式

· 支持DHCP DNS HTTP高級應用層協議

· 支持串口AT指令配置

·  局域網內支持搜索協議查找模塊

· 支持SmartLink智能聯網功能，用手機APP控制模塊一鍵連接普通無線路由器

• SDIO 2.0、SPI、UART 接口
• 32-pin QFN 封裝
• 集成 RF 開關、 balun、LNA、 24 dBm PA 、DCXO 和 電源管理單元（PMU）
• 集成 RISC 處理器、片上存儲器和外部存儲器接口
• 集成 MAC/基帶處理器
• 高品質的服務管理
• 高保真音頻應用所需的 I2S 接口
• 所有內部供電均包含片上低壓差線性穩壓器
• 專有的無雜散時鐘生成架構
• 集成 WEP、 TKIP、AES 和 WAPI 引擎
• 工作溫度範圍：-40C ~ 125C

ESP8266芯片就是這樣一個高性價比的WiFi芯片，如果你關注于物聯網解決方案，可以來了解一下這個芯片。不僅連網簡單，而且快速上手。你可以用Arduino來編程，也可以用Lua語言來寫相關代碼。

ESP8266WIFI模組應用:

物聯網 智能家居 智能家電 WiFi 監控、TCP/IP和 Wi-Fi協處理器；

WiFi 遙控飛機、車等玩具領域；

WiFi 網絡收音機、攝像頭、數碼相框；

醫療儀器、數據採集、手持設備；

WiFi脂肪稱、智能卡終端；家居智能化；

儀器儀表、設備參數監測、無線POS 機；

現代農業、軍事領域等其他無線相關二次開發應用的消費類電子

ESP8266智能WiFi模塊支持客戶自定義服務器，提供
SDK 給客戶二次開發，支持用戶配置：AT+指令集，WebSite操作，Android/iOS終端。

支持UART應用硬件連接，支持傳感器應用硬件連接，支持智能燈應用硬件連接，支持WIFI智能開關應用硬件連接。

ESP8266 支持 softAP 模式，station 模式，softAP +
station 共存模式三種。利用 ESP8266 可以實現十分靈活的組網方式和網絡拓扑。

1. 產品概述

1.1. 概述

樂鑫智能互聯平台——ESP8266 擁有高性能無線 SOC，給移動平台設計師帶來福音，它以 成本提供 實用性，為
WiFi
功能嵌入其他系統提供無限可能。

ESP8266 是一個完整且自成體系的
WiFi
網絡解決方案，能夠獨立運行， 也可以作為 slave 搭載于其他 Host 運行。

ESP8266 在搭載應用並作為設備中 的應用處理器時，能夠直接從外接閃存中啟動。內置的高速緩衝存儲器有利於提高系統性能，並減少內存需求。

另外一種情況是，無線上網接入承擔
WiFi
適配器的任務時，可以將其添加到任何基於微控制器的設計中，連接簡單易行，只需通過 SPI/SDIO 接口或中央處理器 AHB 橋接口即可。

ESP8266 強大的片上處理和存儲能力，使其可通過 GPIO 口集成傳感器及其他應用的特定設備，實現了 前期的開發和運行中最少地占用系統資源。

ESP8266 高度片內集成，包括天線開關balun、電源管理轉換器，因此僅需極少的外部電路，且包括前端模塊在內的整個解決方案在設計時將所占PCB空間降到 。

裝有ESP8266的系統表現出來的 特征有：節能VoIP在睡眠/喚醒模式之間的快速切換、配合低功率操作的自適應無線電偏置、前端信號的處理功能、故障排除和無線電系統共存特性為消除蜂窩/藍牙/DDR/LVDS/LCD干擾。

1.1.1. 特點

Ø 802.11 b/g/n

Ø WIFI @2.4 GHz，支持 WPA/WPA2 安全模式

Ø 超小尺寸模組 11.5mm*11.5mm

Ø 內置 10 bit 高精度 ADC

Ø 內置 TCP/IP 協議棧

Ø 內置 TR 開關、balun、LNA、功率放大器和匹配網絡

Ø 內置 PLL、穩壓器和電源管理組件

Ø 802.11b 模式下+ 19.5dBm 的輸出功率

Ø 支持天線分集

Ø 斷電洩露電流小於10uA

Ø 內置低功率 32 位 CPU：可以兼作應用處理器

Ø SDIO 2.0、 SPI、UART

Ø STBC、1x1 MIMO、2x1 MIMO

Ø A-MPDU 、A-MSDU 的聚合和 0.4 s的保護間隔

Ø 2ms之內喚醒、連接並傳遞數據包

Ø 待機狀態消耗功率小於1.0mW (DTIM3)

Ø 工作溫度範圍 -40 ~ 125℃

1.1.2. 模塊參數

無線參數

標準認証：CCC/FCC/CE

無線標準：802.11 b/g/n

頻率範圍：2.4G-2.5G(2400M-2483.5M)

發射功率：

802.11 b: 20 dBm

802.11 g: 17 dBm

802.11 n: 14 dBm

接收靈敏度：

802.11 b: (11Mbps) -91db

802.11 g: (54Mbps) -75db

802.11 n: (MCS7) -72db

天線選項：PCB板載天線、外置天線、IPEX接口天線、陶瓷貼片天線

硬件參數

數據接口：UART，PWM、GPIO

工作電壓：3.3V

工作電流：平均電流 80mA

工作溫度：-40°~125°

存儲溫度：常溫

尺寸：5x5mm

外部接口：N/A

軟件參數

無線網絡模式：station/softAP/SoftAP+station

安全機制：WPA/WPA2

加密類型：WEP/TKIP/AES

升級固件：本地串口燒錄，雲端升級

定製開發：支持客戶自定義服務器，提供 SDK 給客戶二次開發

網絡協議：IPv4，TCP/UDP/HTTP/FTP

用戶配置：AT+指令集，WebSite操作，Android/iOS終端

1.1.3. 主要應用領域

Ø 智能電源插頭

Ø 家庭自動化

Ø 網狀網絡

Ø 工業無線控制

Ø 嬰儿監控器

Ø 網絡攝像機

Ø 傳感器網絡

Ø 可穿戴電子產品

Ø 無線位置感知設備

Ø 安全ID標籤

Ø 無線定位系統信號

1.2. 硬件介紹

1.2.1. 管腳定義

Table 1  ESP8266管腳功能定義

注：GPIO2、GPIO0、MTDO構成3bit可進行SDIO模式的選擇。

1.3. 典型應用

1.3.1. UART應用硬件連接

我司已根據UART應用定義以下pin腳：

UART0: (PIN 25) U0RXD+ (PIN 26) U0TXD---通信

UART1: (PIN 14) GPIO2( TXD)---打印

目前 uart0 可以用來收發用戶自己的數據包，uart1 用作打印信息。

1.3.2. 傳感器應用硬件連接

我司已根據傳感器應用定義以下pin腳：

(PIN 9)
MTMS---I2C_SCL；

(PIN 14) GPIO2---I2C_SDA；

(PIN 12) MTCK---復位按鍵 (按住復位按鍵重新上電，可完成復位)；

(PIN 15) GPIO0---wifi 工作狀態指示燈；

(PIN 10) MTDI--- 與服務器通信的指示燈；

(PIN 25) U0RXD---Button，暫未定義功能；

(PIN 13)
MTDO---LED，暫未定義功能。

1.3.3. 智能燈應用硬件連接

我司已根據智能燈應用定義以下pin腳：

(PIN 9) MTMS---紅外接收；

三路 PWM 輸出：

(PIN 10) MTDI---紅色燈控制；

(PIN 13) MTDO---綠色燈控制；

(PIN 12) MTCK---藍色燈控制；

已應用方案： 智能燈應用

1.3.4. WIFI智能開關應用硬件連接

我司已根據WIFI智能開關應用定義以下pin腳：

(PIN 13) MTDO---控制繼電器，可高低電平控制；

(PIN 15) GPIO0--- 指示 wifi 工作狀態；

(PIN 12) MTCK---接復位按鍵(長按 5s 可完成復位功能);

已應用方案： WIFI智能開關應用

2. 功能介紹

2.1. 無線組網

ESP8266 支持 softAP 模式，station 模式，softAP + station 共存模式三種。利用
ESP8266
可以實現十分靈活的組網方式和網絡拓扑。

注，

SoftAP：即無線接入點，是一個無線網絡的中心節點。通常使用的無線路由器就是一個無線接入點。

Station：即無線終端，是一個無線網絡的終端端。

2.1.1. ESP8266 在 SoftAP 模式

ESP8266 作為 softAP，手機、電腦、用戶設備、其他 ESP8266 station 接口等均可以作為 station 連入ESP8266，組建成一個局域網。

2.1.2. ESP8266 在 station 模式

ESP8266 作為 station，通過路由器（AP）連入 internet ，可向雲端服務器上傳、下載數據。用戶可隨時使用移動終端（手機、筆記本等），通過雲端監控 ESP8266 模塊的狀況，向 ESP8266 模塊發送控制指令。

2.1.3. ESP8266 在 SoftAP + station 共存模式

ESP8266 支持 softAP+station 共存的模式，用戶設備、手機等可以作為station 連入 ESP8266 的 softAP接口，同時，可以控制 ESP8266 的 station 接口通過路由器（AP）連入 internet。

2.2. 透傳功能

透傳，即透明傳輸功能。Host 通過uart 將數據發給 ESP8266，ESP8266 再通過無線網絡將數據傳出去；ESP8266 通過無線網絡接收到的數據，同理通過uart 傳到Host。ESP8266 只負責將數據傳到目標地址，不對數據進行處理，發送方和接收方的數據內容、長度完全一致，傳輸過程就好像透明一樣。

透傳需要先建立連接：

Ø 無線網絡參數：

² 網絡名稱（SSID）

² 安全模式

² 密鑰（password）

Ø TCP連接參數

² 協議類型

² 連接類型（client）

² 目的IP地址

² 目的端口

Ø 串口參數

² 波特率

² 數據位

² 檢驗位

² 停止位

² 硬件流控

2.3. UART成幀機制

ESP8266 判斷UART傳來的數據時間間隔，若時間間隔大於20ms，則認為一幀結束；否則，一直接收數據到上限值2KB，認為一幀結束。ESP8266模塊判斷UART來的數據一幀結束后，通過WIFI接口將數據轉發出去。

成幀時間間隔為20ms，一幀上限值為2KB。

2.4. 加密

ESP8266 支持多種無線網絡加密方式，包括：

Ø WEP (only
station)

Ø WPA-PSK/TKIP

Ø WPA-PSK/AES

Ø WPA2-PSK/TKIP

Ø WPA2-PSK/AES

2.5. 省電機制

ESP8266 IOT 支持三種省電模式：