ESP8266是一款超低功耗的UART-WiFi 透傳模塊，擁有業內極富競爭力的封裝尺寸和超低能耗技術，專爲移動設備和物聯網應用設計，可將用戶的物理設備連接到Wi-Fi 無線網絡上，進行互聯網或局域網通信，實現聯網功能。
雖然“WiFi門鎖”一直拖着還沒弄好，但WiFi模塊卻玩了很久。是時候介紹下ESP8266的基本使用和配置了。
內容簡介
讓硬件聯網一直以來都是比較麻煩的事情，而通過使用 ESP8266 這款WiFi模塊，僅需要通過串口使用AT指令控制，就能滿足大部分的網絡功能需求。本文通過簡單介紹及應用實例，讓剛接觸WiFi模塊的讀者瞭解模塊的大致使用方法。
ESP8266簡介
ESP8266是上海樂鑫信息科技設計的低功耗WiFi芯片，集成完整的TCP/IP協議棧和MCU。而ESP8266模塊是深圳安信可公司基於ESP8266芯片研發（增加必要外圍電路、串口flash、板載天線等）的串口WiFi模塊，成本低、使用簡便、功能強大。
硬件與網絡的橋樑
和串口藍牙模塊一樣，串口WiFi模塊也是擴展單片機功能的又一神器。在沒有接觸8266之前，我對單片機如何聯網的問題很是好奇，在書裏看過用笨重繁瑣的以太網模塊實現，但一點都不帥好吧。而小巧的 ESP8266 WiFi模塊通過串口AT指令與單片機通訊，實現串口透傳，非常好上手。
透傳，又稱透明傳輸，具體來說就是“輸入即輸出（如從WiFi模塊串口輸入的字符會透傳到服務器端）”，數據不改變，不同協議之間的轉換（如串口到WiFi、藍牙等）由模塊完成。使用者無需關心內部具體實現，因此模塊對於使用者是“透明的”、似乎不存在的（因爲可無視中間的實現原理）。一個高度封裝的模塊，應該隱藏內部實現細節，僅對外提供使用接口。
把硬件聯網之後，就再也不是“玩單機”了。配合服務器端的Socket網絡編程，可以玩許多東西。所以我覺得WiFi模塊是連接軟件（網絡編程）與硬件（單片機）的橋樑，把我所學的單片機和Web知識聯繫起來了。
而近來“物聯網”或者說“智能硬件”似乎也火了起來，許多強大的芯片和模塊的出現使得聯網設備的開發門檻大大降低。正是有了這些爲物聯網大業鋪路的各大廠商們，我等對網絡一竅不通的渣渣也能輕鬆將硬件聯網、實現網絡通訊。
模塊資料大全
在某寶買模塊一般都會有相應的資料文檔，涵蓋使用方法與常見的問題。騷年，我這有一個寶貝要給你：ESP8266模塊官方指導文件 密碼9wfw
開始前的準備
原理圖及引腳說明
| Function | Description |
|---|---|
| URXD | UART_RXD，接收 |
| UTXD | UART_TXD，發送 |
| GPIO 16 | 外部Reset信號，低電平復位，高電平工作（默認高） |
| GND | GND |
| VCC | 3.3V，模塊供電 |
| GPIO 0 | 工作模式選擇：懸空：FlashBoot，工作模式；下拉：UARTDownload，下載模式 |
| CH_PD | 高電平工作；低電平模塊供電關掉 |
| GPIO 2 | （1）開機上電時必須爲高電平，禁止硬件下拉；（2）內部默認已拉高 |
模塊的連線
要讓模塊上電正常工作只需三處接線：VCC和CH_PD接3.3電源正極，GND接地。剛好USB-TTL下載模塊上有3.3V的電源。而使用串口調試要再把模塊與下載器的TXD和RXD交叉連接。這樣一來WiFi模塊就能與電腦連接、用串口助手進行測試了。
模塊上電
電腦安裝好USB-TTL模塊的驅動後，USB口插上模塊，在設備管理器查看串口號後，打開串口調試工具sscom，串口號選擇模塊對應的，默認波特率115200，數據-停止-校驗-流控：8-1-None-None，勾選“發送新行”（一定一定要記得勾選“發送新行”，否則WiFi無法識別AT指令），點擊“打開串口”按鈕，然後將CH_PD引腳的3.3V電源斷了重接進行復位，若串口打印亂碼後看到“ready”，說明模塊上電初始化正常。
和某些需要按鍵進入AT指令模式的藍牙模塊不同，ESP8266上電後就運行在AT指令模式下。
免冷啓下載器的坑
記得有一次在實驗室用ESP8266時怎麼都不能成功上電初始化顯示“ready”，AT指令也無法工作。最終把固件燒了一遍又一遍，把模塊都“玩壞了”也還是不行，就像見了鬼一樣……最終竟然是因爲使用了免冷啓下載器的原因。後來才知道ESP8266電源要求十分苛刻，必須“穩定純淨”，估計這種“高級下載器”內部電路會造成模塊上電時電源不穩定，從而導致上電初始化失敗。如果你也遇到同樣的問題不妨換個USB-TTL下載器試試。
別不信邪，一些詭異的bug很可能是由某個不起眼的硬件引起的，這很“玄學”。
ESP8266的AT指令
AT指令最早在藍牙模塊上接觸過，所謂AT指令實質上就是一些起控制作用的特殊字符串。模塊可以通過AT指令控制使用和用源代碼API函數開發，前者開發速度快，難度非常低（傻瓜化使用）。後者靈活，難度較大。 而我只用過AT指令，所以本文不涉及SDK開發。
說明：下面僅列舉一些最常用的AT指令及用法，指令的詳細參數及使用說明請參考官方文檔：ESP8266 AT指令集。
基礎AT指令
| 指令 | 描述 |
|---|---|
| AT | 測試AT啓動 |
| AT+RST | 重啓模塊 |
| AT+GMR | 查看版本信息 |
AT 是最常用的指令，用於測試模塊能否正常接受指令。在sscom中向串口發送指令 AT ，若收到模塊返回的 OK 則說明模塊的AT指令可正常工作。發送 AT+GMR 可查看AT指令及SDK的版本號，我當前使用的AT指令是V1.1.0.0的最新版，一般最新版指令會增加一些新功能，可隨時關注官方的更新。
WiFi功能AT指令
WiFi是讓硬件聯網的基礎，和其他功能一樣，這裏僅列舉所需的常用指令，更詳細指令說明還得查閱文檔。
| 指令 | 描述 |
|---|---|
| AT+CWMODE | 設置WiFi模式（sta/AP/sta+AP） |
| AT+CWLAP | 掃描附近的AP信息 |
| AT+CWJAP | 連接AP |
| AT+CWQAP | 與AP斷開連接 |
| AT+CWSAP | 設置ESP8266 softAP配置 |
| AT+CWLIF | 獲取連接到 ESP8266 softAP 的 station 的信息 |
關於WiFi模式這裏要說明一下，sta模式下模塊相當於客戶端，像我們手機平板一樣是要去連接路由器的，而AP模式下模塊相當於路由器，是發射WiFi被別人連的。ESP8266支持兩種模式並存（模塊出廠默認的是AP模式） 。另外，掃描WiFi指令 AT+CWLAP 只能在sta模式下使用，否則會報ERRO錯誤， AT+CWJAP 和 AT+CWQAP 指令也同理。
sta模式連接WiFi演示
那如何讓模塊連接到路由器呢？下面簡單列舉了一下步驟：
發送
AT+CWMODE=1指令配置模塊爲sta模式（參數1,2,3分別對應模式sta，AP和sta/AP）。發送
AT+CWLAP指令掃描當前附近WiFi，模塊會返回可用AP列表。使用
AT+CWJAP="WiFi名稱","WiFi密碼"連接到指定的路由器，比如我在圖書館的WiFi是 “lib-free-wlan01”，密碼是“zhku-lib”，實際連接WiFi發送的指令就是AT+CWJAP="lib-free-wlan01","zhku-lib"。返回的“WIFI CONNECTED”說明連接成功，“WIFI GOT IP”代表模塊分配到了IP。
最後可使用
AT+CWQAP斷開當前連接的WiFi。
AP模式參數設置演示
連完WiFi那接下來就“開WiFi”吧！AP模式和手機開熱點一樣，只需設置WiFi名稱和密碼即可。同樣的先使用 AT+CWMODE=2 指令配置模塊爲AP模式，然後發送 AT+CWSAP="ESP8266","12345678",3,4 設置AP的ssid爲“ESP8266”，密碼12345678，最後兩個參數3和4分別表示信道和加密方式。手機連上模塊的WiFi，使用 AT+CWLIF 可查看當前連接到AP的客戶端列表。
TCP/IP相關AT指令
傳輸控制協議（英語：Transmission Control Protocol，縮寫爲 TCP）是一種面向連接的、可靠的、基於字節流的傳輸層通信協議，由IETF的RFC 793定義。在簡化的計算機網絡OSI模型中，它完成第四層傳輸層所指定的功能，用戶數據報協議（UDP）是同一層內另一個重要的傳輸協議。
在因特網協議族（Internet protocol suite）中，TCP層是位於IP層之上，應用層之下的中間層。不同主機的應用層之間經常需要可靠的、像管道一樣的連接，但是IP層不提供這樣的流機制，而是提供不可靠的包交換。 ——維基百科
我們常說互聯網互聯網，那兩個連接到互聯網的設備該如何相互“交流”呢？TCP連接就是其中一種最常用的方式。TCP是面向連接的傳輸層協議，通信雙方都要實現TCP協議，其中一方只需目標ip地址和端口號就能發起連接，連接一旦建立，就像在雙方之間拉了一條管子，管子兩端可進行全雙工（雙向同時收發）通信。
TCP是傳輸層協議，是在網絡層IP協議的基礎上封裝而來。而這些封裝的實現細節也是與我們無關，我們只需使用系統所提供的相關接口“拿來即用”，比如網絡編程中的Socket。ESP8266模塊中也實現了TCP/IP協議棧，模塊作爲客戶端可輕鬆使用AT指令向服務端發起TCP連接。連接TCP服務器並開啓透傳模式後，模塊串口收到的數據就會通過TCP連接透傳到服務端，這樣就完成了數據從硬件串口通過網絡到程序進程的傳輸，實現軟硬結合。
| 指令 | 描述 |
|---|---|
| AT+CIPSTATUS | 查詢網絡連接信息 |
| AT+CIPMUX | 設置多連接模式 |
| AT+CIPSTART | 建立TCP連接UDP傳輸或者SSL連接 |
| AT+CIPCLOSE | 關閉TCP/UDP/SSL傳輸 |
| AT+CIPMODE | 設置透傳模式 |
| AT+CIPSEND | 發送數據 |
透傳模式下WiFi模塊與服務器TCP網絡通訊演示
講的再多，還不如親手體驗一下如何用WiFi模塊連接TCP服務器，體會TCP/IP相關AT指令的具體使用。首先我們需要一個TCP服務器，利用調試工具“網絡調試助手”（軟件在資料包中）即可創建一個TCP服務器，實現服務端對指定端口監聽TCP連接請求，當然也可以自己寫程序實現，爲了簡便這裏用現成的就好。
打開“網絡調試助手”，左側選擇“TCP服務器”，輸入自定的端口號（1024-65535），點擊“連接”按鈕開始監聽本機TCP連接請求。在進行下一步之前，請確保電腦和WiFi模塊連接到同一個路由器。
把WiFi模塊和電腦連接，在sscom確定AT指令能正常使用後，就可以開始配置TCP連接了，具體步驟如下：
根據上面“sta模式連接WiFi演示”一節把模塊連上WiFi
輸入指令
AT+CIPMUX=0設置單連接從“網絡調試助手”得知本機IP和端口，輸入指令
AT+CIPSTART="TCP","192.168.43.140",1234（指令參數分別爲連接類型、目標IP地址和端口號）向服務器發起TCP連接請求，握手成功並建立連接後，服務器端的“網絡調試助手”就會顯示客戶端IP和端口信息，此時雙方已做好收發數據的準備輸入指令
AT+CIPMODE=1開啓透傳模式輸入命令
AT+CIPSEND進入透傳模式，此時模塊會把所有串口收到的數據都從TCP端口發送至服務器，同樣的，從服務器收到的數據也會從模塊串口發送出去打印到sscom上。這樣WiFi模塊就真正成爲了連接硬件與網絡的橋樑，實現了串口到TCP的協議轉換若要退出透傳模式返回AT指令模式，需發送不帶回車換行的
+++（取消勾選sscom的“發送新行”再發送指令即可）
見識了TCP透傳的強大，只要再稍微學習一下socket網絡編程，那麼對於通過單片機串口收發數據實現的功能，現在都可以通過自己編寫服務器上的TCP程序來實現。當我第一次在命令行看到打印的串口數據、體驗到網絡互通的魅力時，我就知道——我的“WiFi門鎖”有戲了！
其他常用指令
除了上面列舉的主要功能指令，ESP8266 模塊還有一些常用的指令：
| 指令 | 描述 |
|---|---|
| AT+CIOBAUD | 設置串口波特率 |
| AT+SAVETRANSLINK | 保存透傳到 Flash |
| AT+CWSTARTSMART | 開啓 SmartConfig |
| AT+CWSTOPSMART | 停止 SmartConfig |
AT+CIOBAUD 指令用於設置串口波特率，示例： AT+CIOBAUD=9600 （設置波特率爲9600）。 設置好TCP連接信息後通過 AT+SAVETRANSLINK 指令把TCP連接透傳保存到Flash，掉電不丟失。重新上電後模塊會自動聯網建立TCP連接後進入透傳模式，實現了真正意義上的透傳，示例： AT+SAVETRANSLINK=1,"192.168.43.140",1234,"TCP" 。而 AT+CWSTARTSMART 和 AT+CWSTOPSMART 則時用來實現智能配置(Smart Config)的。
注意事項
使用WiFi模塊的一些細節及注意事項
模塊使用3.3V供電，一定注意電源的穩定，一些USB轉串口模塊電源不能滿足要求。
模塊在連接WiFi後若斷電，則會在下一次上電後自動重連。同理，模塊在透傳模式下斷電後，下次上電仍會進入透傳模式，不響應AT指令，很容易誤以爲模塊壞了。
如果斷開TCP連接時沒有實現完整的TCP退出流程，ESP8266 會判斷爲異常開，對TCP server 進行重連。
AT指令一定以回車換行符”\r\n”結尾，但退出透傳模式需發送不帶回車換行的
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