WIFI技术及ESP8266芯片简介
你需要知道的开发ESP8266的MQTT版固件
你需要知道的开发ESP8266的MQTT版固件乐鑫的IoT芯片出货量已经超过1亿片，ESP8266是一款WiFi芯片，主要用于IoT数据的I/O。
MQTT （Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），是一种基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的“轻量级”通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上，由IBM在1999年发布。
MQTT最大优点在于，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。
作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。
MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。
MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的，这些特点使它适用范围非常广泛。
可以使用EMQ搭建自己的MQTT服务器。
一、ESP8266简介1、ESP8266的各引脚定义如下图。
其中GPIO0、GPIO2、GPIO4、GPIO5、GPIO12、GPIO13、GPIO14可以当做GPIO使用，其他口被内部占用，不能用作普通GPIO口使用。
同时，GPIO0是固件烧录的选择引脚，在上电时需要保持高电平，否则进入烧写模式。
2、下图的连接方式就可以正常开发或者使用ESP8266了。
CH_PD是使能引脚，需要保持高电平。
官方手册上说明GPIO15应上拉。
通过UART串口就可以进行通信和固件下载了。
3、FLASH布局不支持在线更新和支持在线更新的模式下FLASH布局不同二、ESP8266开发环境搭建由于ESP8266官方没有提供开发工具，这里使用了安信可开发的ESP8266开发工具，可以在安信可官网下载一体化开发SDK，其它需要的工具有：固件烧录下载工具，串口调试工具（XCOM）。
可以根据官方SDK来修改工程。
1、下载好一体化开发SDK后解压，如下。
2、先解压cygwin到要安装的目录如D:\目录下，路径不能出现中文。
ESP8266无线串口模块介绍
ESP8266⽆线串⼝模块介绍ESP8266浅谈ESP8266是⼀款串⼝转⽆线模块，内部有⾃带固件，操作简单。
⼀、ESP8266简介ESP8266芯⽚是⼀款串⼝转⽆线模芯⽚，内部⾃带固件，⽤户操作简单，⽆需编写时序信号等。
ESP8266 系列模组是安信可（Ai-thinker）公司采⽤乐鑫ESP8266开发的⼀系列wifi 模组模块ESP8266 特性：*802.11 b/g/n*内置低功耗32位CPU:可以兼作应⽤处理器*内置10 bit⾼精度ADC*内置TCP/IP协议栈*内置TR开关、balun、LNA、功率放⼤器和匹配⽹络*内置PLL、稳压器和管理组件*⽀持天线分集*STBC、1x1 MIMO、2x1 MIMO*A-MPDU、A-MSDU的聚合和0.4 s的保护间隔*WiFi @ 2.4 GHz,⽀持 WPA/WPA2 安全模式*⽀持STA/AP/STA+AP⼯作模式*⽀持Smart Config功能（包括Android和iOS设备）*SDIO 2.0、（H) SPI、UART、I2C、I2S、IR Remote Control、PWM、GPIO*深度睡眠保持电流为10 uA,关断电流⼩于5 uA*2 ms之内唤醒、连接并传递数据包*802.11b模式下+20 dBm的输出功率*待机状态消耗功率⼩于1.0 mW (DTIM3)*⼯作温度范围：-40°C - 125°C*通过 FCC, CE, TELEC, WiFi Alliance 及 SRRC 认证模块有如下类别：（图⽚转载于电⼦发烧友，如有侵权，请联系摘下）⼆、硬件连接ESP8266模块组供引出6个引脚，如下图所⽰。
⽤于通信的有四个引脚，也就是和我们单⽚机的USART⼀样的引脚。
连接⽅式按照如下连接：STM32单⽚机端配置硬件配置：单⽚机端TXD（PA9）--ESP8266RXD单⽚机端RXD（PA10）--ESP8166TXD共地。
ESP8266WiFi模块如何联网？
ESP8266WiFi模块如何联⽹？⼀、ESP8266系列模块是什么？ESP8266系列⽆线模块是⼀个经济⾼效的WIFI SOC模块，⽀持标准IEEE802.11b/g/n协议，内置完整的TCP/IP协议栈。
⽤户可以使⽤此系列模块向现有设备添加⽹络功能，也可以构建独⽴的⽹络控制器。
⼆、ESP8266系列模块有什么特点？⽀持STA、AP、STA+AP动作模式体积⾮常⼩的802.11b/g/n WiFi SOC模块内置10bit⾼精度ADC采⽤低功率32位CPU，兼作应⽤程序处理器⽀持USART、GPIO、IIC、PWM、ADC、SPI等接⼝时钟频率最⼤为160MHz⽀持smart config、AirKiss⼀键⽹络⽀持多个休眠模式，深休眠电流低到20uA嵌⼊式LWIP协议栈⽀持SDK⼆次开发通⽤AT指令可以快速使⽤⽀持串⾏本地升级和远程固件升级( FOTA )三、ESP8266 WiFi模块的⽹络连接⽅法如果⼿机连接WiFi，那⾮常简单，先打开WIFI开关，选择WIFI⽹络，然后输⼊密码即可。
但出于成本等各⽅⾯因素考虑，往往物联⽹设备都没有像⼿机那样好的交互界⾯。
其次，如果设备数量很⼤，则不能为每个设备单独输⼊帐户和密码。
此外，将WIFI模块应⽤于各种场合时，有各种WIFI⽹络帐户名和密码，密码也会不断更新，帐户和密码⽆法固定。
针对这些需求，ESP8266⽀持smartconfig模式，⽤户将采⽤ESP8266EX和ESP32的设备连接到WiFi⽹络，⽤户只需⽤⼿机简单操作就能实现智能的结构。
这个过程如下图所⽰。
由于设备最初没有连接到⽹络，因此⼿机端App⽆法直接向设备发送信息。
通过smartconfig通信协议，具有WiFi⽹络访问能⼒的设备(例如智能⼿机)可以向接⼊点( AP )发送⼀系列UDP分组，每个分组的长度(即Length字段) 数据包结构如下图所⽰。
四、ESP8266 WiFi模块的AT指令ESP826⽀持AT指令，使⽤单独的MCU控制ESP8266⾮常⽅便。
基于ESP8266的无线控制电路设计
基于ESP8266的无线控制电路设计引言：无线控制技术在现代电子产品中得到广泛应用，其优势在于使设备无需与控制端通过有线连接，从而实现更加便捷和灵活的操作。
ESP8266是一款集成Wi-Fi功能的芯片，广泛应用于物联网设备中。
在本文中，将介绍基于ESP8266的无线控制电路的设计。
一、ESP8266芯片介绍：ESP8266是一款低功耗、高度集成的芯片，具有Wi-Fi联网的功能。
它能够通过串口和其他设备进行通信，从而实现与外部世界的交互。
ESP8266支持TCP/IP协议栈，可以作为服务器或客户端进行网络通信。
该芯片集成了Wi-Fi模块、射频前端和功率管理模块，适用于各种物联网应用。
二、无线控制电路设计：无线控制电路主要由ESP8266芯片、外部电路（电源电路、稳压电路、信号调理电路等）和控制端（如手机APP）组成。
下面将详细介绍每个部分的设计。
1.ESP8266芯片连接：ESP8266芯片具有GPIO（通用输入输出）引脚，可以与外部设备连接。
根据具体应用需求，将ESP8266芯片的GPIO引脚连接到相应的电路元件。
例如，可以将一些引脚连接到继电器，实现无线控制继电器开关。
2.外部电路设计：外部电路主要包括电源电路、稳压电路和信号调理电路。
电源电路提供稳定的电压和电流给ESP8266芯片以及其他电路元件。
稳压电路用于确保芯片和其他电路元件在电压波动时仍能正常工作。
信号调理电路用于处理输入和输出信号，例如将按钮输入信号转换为芯片可读取的信号，或将芯片输出信号转换为控制外部设备所需的信号。
3.控制端设计：控制端可以通过手机APP或其他方式与ESP8266芯片进行通信。
手机APP可以使用各种编程语言和平台进行开发，以实现与芯片的无线通信。
通过与芯片建立TCP/IP连接，控制端可以向芯片发送指令，从而实现对电路中的设备进行控制。
三、应用举例：无线控制电路可以应用于各种智能家居、工业自动化、环境监测等领域。
基于ESP8266的Wi-Fi智能插排
基于ESP8266的Wi-Fi智能插排1. 引言1.1 简介智能家居设备在现代生活中扮演着越来越重要的角色，使人们的生活更加便捷和舒适。
而基于ESP8266的Wi-Fi智能插排则是智能家居设备中的一种重要组成部分。
本文将介绍ESP8266芯片的基本特性，以及智能插排的设计原理和功能特点。
ESP8266是一款低成本、高性能的Wi-Fi模块，拥有强大的处理能力和稳定的连接性能，适用于各种智能设备的连接和控制。
智能插排设计基于ESP8266芯片，可以实现远程控制插座的开关，定时开关以及电量统计等功能。
通过Wi-Fi连接和手机App控制，用户可以随时随地掌握家中电器的开关状态，实现智能化的家居管理。
除了基本的控制功能外，智能插排还考虑了安全性问题，采用了多重安全保护机制，确保用户数据和设备的安全。
未来，随着智能家居技术的不断发展，基于ESP8266的Wi-Fi智能插排将在家庭中扮演更加重要的角色，为人们的生活带来更多便利和享受。
1.2 背景随着人们生活水平的提高，对于家居产品的要求也越来越高。
传统的插排只能通过物理开关控制，不能实现远程控制，而基于ESP8266的Wi-Fi智能插排可以通过手机APP实现远程控制，让人们在外出或者床上的时候也能方便地控制家里的电器，极大地提高了家居生活的舒适性和便利性。
本文将介绍基于ESP8266的Wi-Fi智能插排的设计原理和功能特点，以及Wi-Fi连接与控制、远程控制功能和安全性考虑等方面的内容，旨在帮助读者更好地了解智能插排的工作原理和优势，为智能家居产品的使用提供更多的参考和指导。
"2. 正文2.1 ESP8266芯片介绍ESP8266芯片内部集成了Tensilica L106 32位处理器，工作频率可达80MHz，支持多种通信接口，如SPI、I2C、UART等，方便与其他外设进行通信。
其内置的Wi-Fi模块支持802.11b/g/n协议，可以实现无线网络通信，从而实现智能控制、远程监控等功能。
8266 芯片内部工作电压读取
8266 芯片内部工作电压读取
8266芯片是一种常用的无线通信芯片，广泛应用于物联网设备中。
在使用8266芯片时，了解其内部工作电压是非常重要的。
8266芯片的内部工作电压可以通过读取芯片的电源引脚来获取。
通常，8266芯片的工作电压范围为3.3V至5V。
在实际应用中，我们需要根据具体的电源情况来确定芯片的工作电压。
为了保证8266芯片的正常工作，我们需要根据芯片的规格书或相关文档来确定合适的工作电压。
在设计电路时，我们应该合理选择电源模块，并确保其输出的电压稳定在芯片所需的范围内。
当我们使用8266芯片时，如果工作电压过高或过低，都有可能导致芯片无法正常工作或性能下降。
因此，在实际应用中，我们需要仔细检查芯片的工作电压，以确保其处于正常范围内。
除了工作电压外，我们还需要考虑8266芯片的功耗。
在设计物联网设备时，长时间的运行和低功耗是非常重要的。
因此，我们需要根据实际需求来选择合适的芯片工作电压，以平衡设备的性能和功耗。
了解8266芯片的内部工作电压对于设计和使用物联网设备非常重要。
我们应该根据芯片的规格要求，选择合适的电源模块，并确保芯片的工作电压处于正常范围内，以保证设备的正常运行和稳定性能。
esp8266wifi模块工作原理
esp8266wifi模块工作原理ESP8266是一款高性能低成本的Wi-Fi模块，通常用于物联网、智能家居、工业自动化等领域。
ESP8266的工作原理主要分为硬件和软件两个方面。
一、硬件方面：1.主控芯片：ESP8266模块使用了一个高度集成的主控芯片，芯片内部集成了32位RISC处理器，以及Wi-Fi、TCP/IP网络协议栈。
2.射频前端：ESP8266模块通过射频前端与外部环境进行无线通信，射频前端包括天线、功放器、滤波器等器件。
天线负责接收和发送无线信号，功放器负责放大信号，滤波器负责滤除杂散信号。
3.外设接口：ESP8266模块还提供了多个外设接口，包括GPIO、UART、I2C、SPI等，可以与其他硬件设备进行连接和通信，方便扩展和应用。
二、软件方面：1.引导启动：当ESP8266模块上电或者复位时，主控芯片内部的引导程序会首先运行，完成一系列的初始化操作，然后加载并执行用户自定义的固件。
2.固件运行：用户的固件程序主要是通过编程语言（如C语言）开发，运行在主控芯片的处理器上。
在固件中，可以使用ESP8266提供的开发工具和软件库，调用相关API接口来实现Wi-Fi连接、网络通信等功能。
3.网络通信：ESP8266模块通过射频前端与周围的Wi-Fi网络进行通信，使用TCP/IP协议栈实现网络通信。
在固件中，可以使用ESP8266提供的网络库，通过简单的代码就可以实现TCP或UDP通信，发送和接收数据。
4.与外设交互：ESP8266模块还提供了多个外设接口，可以与其他硬件设备进行连接和通信。
通过GPIO口可以实现开关控制、传感器读取等功能；通过UART口可以与串口设备进行通信；通过I2C或SPI口可以与其他芯片进行通信。
5.应用开发：在软件开发过程中，可以结合ESP8266的SDK开发工具，编写和调试应用程序。
通过编程可以实现丰富的功能，如远程控制、数据采集、实时监测等。
6.数据存储：ESP8266模块内部还集成了一块闪存存储器，用于存储用户的固件程序、配置信息等。
ESP8266用户手册
ESP8266用户手册ESP8266是一种广泛使用的无线模块，由Espressif Systems开发，被广泛使用于物联网和嵌入式设备的应用。
ESP8266的设计目标是为IoT应用提供连接便捷、底层可编程性和低成本的方案，它采用了Tensilica的L106 Diamond系列的32位大小端MCU。
由于其强大的功能和易于使用性，ESP8266已经成为了DIY电子爱好者的最爱。
本文将详细介绍ESP8266用户手册，以帮助新手更好地使用该模块。
1. 硬件介绍ESP8266是一款集成了Wi-Fi的芯片，它与主控芯片之间通过串行通信进行交互。
ESP8266的主体尺寸为16mm x 24mm，并且它的引脚和结构都是十分紧凑的。
ESP8266通常工作在3.3V的电压下，但是如果需要与5V的主控芯片进行通信，就需要进行电平转换。
2. 软件介绍在软件方面，ESP8266支持多种开发平台和语言。
目前，ESP8266最受欢迎的开发平台是Arduino IDE，用户可以通过该平台进行快速的开发工作。
此外，ESP8266也支持其他语言和开发平台，例如Python、Lua等。
3. WiFi模式ESP8266支持三种WiFi模式： STA模式、AP模式和STA+AP 模式。
STA模式是指将ESP8266作为一个WiFi的客户端连接到一个现有的WiFi网络，AP模式是指将ESP8266作为一个WiFi热点使其它设备可以连接到它，STA+AP模式是指将ESP8266同时作为WiFi客户端和WiFi热点。
4. AT指令ESP8266可以通过AT指令进行控制。
当我们要将ESP8266作为单片机处理时，我们可以使用AT指令来控制它的各种功能。
AT指令通常以“AT”开头，其后跟着具体的指令。
例如，AT+GMR是一个用来获取ESP8266固件版本信息的指令。
5. 固件升级在使用ESP8266过程中，我们可能需要升级不同版本的固件以获取新的功能和修复BUG。
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WIFI技术及ESP8266芯片简介
Falcon Image Technologies, Co., Ltd.
Rev. 1.0
April 27, 2022
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Version Date Author Comment
1.0 April 24, 2015 Shuaixing Peng The theoretical introduction of WIFI and ESP8266
1.WIFI技术简介
1.1 wifi发展及历史
为了实现工业、家庭和楼宇的自动化控制，将人类从有线的环境中解放出来，以取代线缆为目标，用于无线个人区域网（WPAN，Wireless Personal Area Network）范围的短距离无线通信技术标准得到了迅速的发展，典型技术标准有蓝牙（Bluetooth）、ZigBee、无线USB（WirelessUSB）、无线局域网Wi-Fi（IEEE 802.11b/g）等。
在人们享受方便快捷的时候，这些技术的电磁兼容问题日益凸现。
由于这些技术均选择了2.4GHz（2.4～2.483GHz）ISM 频段，再加上无绳电话和微波炉等干扰源，就使得该频段日益拥挤，各种信号带宽见图
WLAN是英文WirelessLAN的缩写，就是无线局域网的意思。
无线以太网技术是一种基于无线传输的局域网技术，与有线网络技术相比，具有灵活、建网迅速、个人化等特点。
将这一技术应用于电信网的接入网领域，能够方便、灵活地为用户提供网络接入，适合于用户流动性较大、有数据业务需求的公共场所、高端的企业及家庭用户、需要临时建网的场合以及难以采用有线接入方式的环境等
作为全球公认的局域网权威，IEEE802工作组建立的标准在过去二十年内在局域网领域独领风骚。
这些协议包括了802.3Ethernet协议、802.5TokenRing协议、802.3z100BASE－T快速以太网协议。
在1997年，经过了7年的工作以后，IEEE 发布了802.11协议，这也是在无线局域网领域内的第一个国际上被认可的协议。
在1999年9月，他们又提出了802.11b"HighRate"协议，用来对802.11协议进行补充，802.11b在802.11的1Mbps和2Mbps速率下又增加了5.5Mbps和11Mbps 两个新的网络吞吐速率。
利用802.11b，移动用户能够获得同Ethernet一样的性能、网络吞吐率、可用性。
这个基于标准的技术使得管理员可以根据环境选择合适的局域网技术来构造自己的网络，满足他们的商业用户和其他用户的需求。
802.11协议主要工作在ISO协议的最低两层上，并在物理层上进行了一些改动，加入了高速数字传输的特性和连接的稳定性。
1.2 80
2.11无线网络的物理组件
802.11无线网络包含四种主要物理组件，如下所示。
1. 工作站(Station)
构建网络的主要目的是为了在工作站间传送数据。
所谓工作站，是指配备无线网络接口的计算设备，即支持802.11的终端设备。
如安装了无线网卡的PC，支持WLAN的手机等。
2. 接入点(Access Point)
802.11网络所使用的帧必须经过转换，方能被传递至其他不同类型的网络。
具备无线至有线的桥接功能的设备称为接入点，接入点的功能不仅于此，但桥接最为重要。
为STA提供基于802.11的接入服务，同时将802.11mac帧格式转换为以太网帧，相当于有限设备和无线设备的桥接器。
3. 无线媒介(Wireless Medium)
802.11标准以无线媒介在工作站之间传递帧。
其定义的物理层不只一种，802.11最初标准化了两种射频物理层(2.4GHz和5GHz)以及一种红外线物理层。
4. 分布式系统(Distribution System)
当几个接入点串联以覆盖较大区域时，彼此之间必须相互通信以掌握移动式工作站的行踪。
1.3 Wifi的协议机构
2. ESP8266的简介
Wifi协议内容网络结构相对zigbee来说并不复杂，下面结合具体芯片来对wifi 的组网模式及步骤进行解释：
2.1 硬件结构及功能
ESP8266 尺寸为5x5 mm，ESP8266 模组需要的外围器件有：10个电阻电容电感、
1个无源晶振、1个flash。
工作温度范围：-40~125℃。
ESP8266 是一个完整且自成体系的WiFi 网络解决方案，能够独立运行，也可以作为slave 搭载于其他Host 运行。
ESP8266 在搭载应用并作为设备中唯一的应用处理器时，能够直接从外接闪存中启动。
内置的高速缓冲存储器有利于提高系统性能，并减少内存需求。
另外一种情况是，无线上网接入承担WiFi 适配器的任务时，可以将其添加到任何基于微控制器的设计中，连接简单易行，只需通过SPI/SDIO 接口或中央处理器AHB 桥接口即可。
ESP8266 强大的片上处理和存储能力，使其可通过GPIO 口集成传感器及其他应用的特定设备，实现了最低前期的开发和运行中最少地占用系统资源。
2.2 无线组网
ESP8266 支持softAP 模式，station 模式，softAP + station 共存模式三种。
利用ESP8266 可以实现十分灵活的组网方式和网络拓扑。
（SoftAP：即无线接入点，是一个无线网络的中心节点。
通常使用的无线路由器就是一个无线接入点。
Station：即无线终端，是一个无线网络的终端端。
）
2.2.1 ESP8266 在SoftAP 模式
ESP8266 作为softAP，手机、电脑、用户设备、其他ESP8266 station 接口等均可以作为station 连入ESP8266，组建成一个局域网。
2.2.2 ESP8266 在station 模式
ESP8266 作为station，通过路由器（AP）连入internet ，可向云端服务器上传、下载数据。
用户可随时使用移动终端（手机、笔记本等），通过云端监控ESP8266 模块的状况，向ESP8266 模块发送控制指令。
2.2.3 ESP8266 在SoftAP + station 共存模式
ESP8266 支持softAP+station 共存的模式，用户设备、手机等可以作为station 连入ESP8266 的softAP 接口，同时，可以控制ESP8266 的station 接口通过路由器（AP）连入internet。
2.3 ESP8266的透传功能
透传，即透明传输功能。
Host 通过uart 将数据发给ESP8266，ESP8266 再通过无线网络将数据传出去；ESP8266 通过无线网络接收到的数据，同理通过uart 传到Host。
ESP8266 只负责将数据传到目标地址，不对数据进行处理，发送方和接收方的数据内容、长度完全一致，传输过程就好像透明一样。
2.4 UART成帧机制
ESP8266 判断UART传来的数据时间间隔，若时间间隔大于20ms，则认为一帧结束；否则，一直接收数据到上限值2KB，认为一帧结束。
ESP8266模块判断UART 来的数据一帧结束后，通过WIFI接口将数据转发出去。
成帧时间间隔为20ms，一帧上限值为2KB。
固件升级
2.5 ESP8266的烧写方式
ESP8266 除了传统的串口烧录方式，还支持云端升级的方式来更新固件。
只需将新版固件上传至服务器，在ESP8266 联网的情况下，服务器会推送更新消息到用
户，用户可自行选择是否升级。
2.6 ESP8266的网络接口
ESP8266 有两种组网接口，softAP 接口和station 接口，且两种接口可同时并存使用。
用户按照实际需求应用：
softAP 接口
Phone 或PC 作为station，连入ESP8266 的softAP 接口，如需调试，可用PC 连接ESP8266 的串口查看log 信息。
station 接口
ESP8266 作为station，连入无线路由（AP），如需调试，可用PC 连接ESP8266 的串口查看log 信息。
2.7 ESP8266的调试工具
Espressif 推荐使用如下一些工具作为ESP8266的调试工具。
（用户也可以自行选择其他同类型的工具。
）
烧录工具：FLASH_DOWNLOAD_TOOLS.exe
串口传输工具：SecureCRTPortable.exe
网络调试工具：NetAssist.exe。