【树莓派3B＋测评】与8266通信

icefire2012

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本帖最后由 icefire2012 于 2018-10-7 19:01 编辑

这一篇是树莓派与ESP8266的通信。
简单的示意图如下：

      手机作为AP，树莓派和ESP8266分别连接到该热点上。这里ESP8266用的是官方的模组，需要外部MCU通过串口发送AT指令控制。那这个MCU就由树莓派代劳了。树莓派和ESP8266之间建立TCP连接，树莓派作为服务器，ESP8266作为客户端。本质就是树莓派自己在这绕着圈子自言自语，呵呵。

一、准备工作
      手机建立AP热点，名称为：AP01，密码为12345678

      树莓派和ESP8266之间需要四根连线。分别是3.3V电源，GND，以及串口的tx和rx。ESP8266所需的电源从树莓派上获取。之前提到过，树莓派的IO扩展口中有路UART,如下图所示。根据树莓派官方的资料，树莓派3B+上的串口控制器默认是分配给了蓝牙，这里要用串口，需要更改配置，将串口分配到IO扩展口上。具体的方法网上有不少，我是参照这个网页上的教程来设置的（http://shumeipai.nxez.com/2016/0 ... art-use-issues.html）。注意：该网页内容中“编辑/boot目录下的cmdline.txt文件”一步我跳过了。因网页下面有留言更改后无法启动，所以我跳过了（我自己的猜测而已，没有证实）。跳过不影响本实验。

测试的时候，还是用的python编程，这里需要先安装一下python下的串口模块。我之前做蓝牙时，串口模块已经被安装上了，这里还是贴一下安装命令：

sudo pip install pyserial

复制代码

或者

sudo pip3 install pyserial

复制代码

二、测试代码
先将测试代码贴在这里

import os
import time
from multiprocessing import Process
import serial
import socketserver
#TCP Server
class Myserver(socketserver.BaseRequestHandler):
def handle(self):
conn = self.request
while True:
uclient_dat=conn.recv(1024)
print('rcv from 8266:%s' %(str(uclient_dat,'utf8')))
if(uclient_dat==bytes('liang ge huang li ming cui liu','utf8')):
conn.sendall(bytes('yi hang bai lu shang qing tian','utf8'))
else:
conn.sendall(bytes("I don't know",'utf8'))
def tcpServer(name):
print('%s start...' %name)
userver=socketserver.ThreadingTCPServer(('192.168.43.125',8200),Myserver)
userver.serve_forever()
#TCP Client
def getRSP(ser):
size=ser.inWaiting()
sbuf=ser.read(size)
print(sbuf)
#1 set to station mode
#2 set ssid
#3 chek ip addr
#4 creat socket
param=('AT+CWMODE_CUR=1\r\n',
'AT+CWJAP_CUR="AP01","12345678"\r\n',
'AT+CIPSTA?\r\n',
'AT+CIPSTART="TCP","192.168.43.125",8200\r\n')
def tcpClient8266(name):
print('%s start...' %name)
ser=serial.Serial("/dev/ttyAMA0",115200)
for prm in param:
ser.write(prm.encode())
time.sleep(8)
getRSP(ser)
dat_tx='liang ge huang li ming cui liu'
print(len(dat_tx))
while True:
ser.write('AT+CIPSENDEX=30\r\n'.encode())
time.sleep(1)
getRSP(ser)
ser.write(dat_tx.encode())
time.sleep(1)
getRSP(ser)
if __name__=='__main__':
p1=Process(target=tcpServer,args=('tcpServer',))
p2=Process(target=tcpClient8266,args=('tcpClient8266',))
p1.start()
p2.start()
while True:
pass

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三、简要说明
      测试程序启动后，建立了两个进程，tcpServer和tcpClient8266，并分别启动，见代码57-60行。
      进程tcpServer的代码在8-22行，建立的server的ip为192.168.43.125（也就是树莓派的IP），socket端口为8200。此server只做一件事，接收客户端的数据，如果收到的为汉语拼音“两个黄鹂鸣翠柳”，则回复汉语拼音“一行白鹭上青天”，否则回复“I don't know”。
      进程tcpClient8266的代码在25-54行。首先打开串口（line41），串口设备为/dev/ttyAMA0,使用的波特率为115200，其它都用默认配置。然后通过串口发送AT指令配置8266模块。配置的参数param一共有四个，第一个是设置8266为station模式；第二个是设置要连接的热点名称和密码；第三个是获取8266分配到的网络配置信息，包括IP地址，子网掩码，网关等；第四个是建立tcp连接，服务器地址和socket端口就是tcpServer进程中设置的信息。每发送一个配置信息，都会等待8266完成配置，并接收8266返回的配置信息，并打印出来（通过getRSP()函数）。每条配置信息完成的时间不尽相同，这里没有去解析回复信息，简单起见，都做了一个比较长的延时(line44)。建立连接后，就可以通信了。48-54行是在循环发送汉语拼音“两个黄鹂鸣翠柳”，并接收服务器传回来的信息。
最终的演示效果如下：

手机上的连接示意图如下：第一个是树莓派，第二个是8266，第三个是开发PC机。

四、结语
在这个例子里，树莓派一方面构建一个web服务器，另外一方面，可以直接挂载其它的物联网模块，这里是用串口和连接了wifi模块，也可以连接433或zigbee模块。如果进一步拓展功能，就能成为一个功能丰富的物联网网关，管理众多的物联网节点。也可以通过IO扩张上的I2C以及SPI接口也可以直接挂载传感器模块获取相应的传感器数据。后续将继续在这方面拓展做一些有意思的小应用。

icefire2012

本帖最后由 icefire2012 于 2018-10-7 19:20 编辑

如果一直要使用蓝牙功能，或者不想麻烦修改uart的映射关系，也可以通过加一个usb转串口工具来实现串口通信。树莓派3B+上有四个USB口。我现在用putty远程访问操作树莓派，这四个USB口都空着呢。我用了一个USB转串口模块，主芯片是CH340C，而且带+5V和+3.3V电源输出，可以通过该3.3V电源给8266供电。CH340方案的USB转串口模块插到树莓派上系统可自动识别，不需要安装驱动。
将USB转串口模块插到树莓派上后，用命令查看一下当前的设备情况。

ls -l /dev

复制代码

可以看到识别出来的设备名称为ttyUSB0。另外需要更改一下测试代码，将第41行中的"/dev/ttyAMA0"更改为"/dev/ttyUSB0"即可。