Arduino for ESP32

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ESP-NOW ESP-NOW介绍ESP-NOW支持以下特性ESP-NOW技术也存在以下局限性获取ESP32的MAC地址ESP-NOW单向通信(One-way communication)ESP32单板间的双向通信一对多通信（一发多收）一对多通信（多发一收）部分图片来自网络

ESP-NOW介绍

ESP-NOW是一种由Espressif开发的协议，可以让多个设备在不使用Wi-Fi的情况下相互通信。该协议类似于低功耗的2.4GHz无线连接。设备之间的配对需要在通信之前完成。配对完成后，连接是安全的、点对点的，不需要握手。这意味着在设备彼此配对后，连接是持久的。换句话说，如果你的某块单板突然失去电源或复位，当它重启时，它将自动连接到它的频道继续通信

ESP-NOW支持以下特性混合加密和未加密的对端设备加密和不加密的单播通信最多可携带250字节的有效载荷（小数据传输）；发送回调函数，可以设置为通知应用层传输成功或失败； ESP-NOW技术也存在以下局限性有限的加密。Station模式最多支持10个加密对等体;“软拨号”或“软拨号+工作站”模式最多为6个支持多个未加密的对等体，包括加密的对等体，总数不能超过20个3.最大消息长度限制在250字节获取ESP32的MAC地址

在使用ESP-NOW协议前需要知道ESP32 的MAC地址

#include "WiFi.h" void setup(){ Serial.begin(115200); WiFi.mode(WIFI_MODE_STA); Serial.println(WiFi.macAddress()); } void loop(){ }

上串口打开串口监视器，可以得到板子的MAC地址，例如在这里插入图片描述最好拿个小纸条记下来

ESP-NOW单向通信(One-way communication)

一个ESP32作为发送方，另一个ESP32作为接收方

在这里插入图片描述发送端的程序

#include #include // 接收端的MAC地址 uint8_t broadcastAddress[] = {0x30, 0xAE, 0xA4, 0x07, 0x0D, 0x64}; // 发送结构体类型 typedef struct struct_message { char a[32]; int b; float c; bool d; } struct_message; // 创建一个结构体变量 struct_message myData; // 回调函数,函数将在发送消息时执行。此函数告诉我们信息是否成功发送; void OnDataSent(const uint8_t *mac_addr, esp_now_send_status_t status) { Serial.print("\r\nLast Packet Send Status:\t"); Serial.println(status == ESP_NOW_SEND_SUCCESS ? "Delivery Success" : "Delivery Fail"); } void setup() { // 初始化串口波特率 Serial.begin(115200); // 设置WIFI模式为STA模式，即无线终端 WiFi.mode(WIFI_STA); // 初始化ESP-NOW if (esp_now_init() != ESP_OK) { Serial.println("Error initializing ESP-NOW"); return; } //注册回调函数 esp_now_register_send_cb(OnDataSent); // 注册通信频道 esp_now_peer_info_t peerInfo; memcpy(peerInfo.peer_addr, broadcastAddress, 6); peerInfo.channel = 0; //通道 peerInfo.encrypt = false;//是否加密为False if (esp_now_add_peer(&peerInfo) != ESP_OK){ Serial.println("Failed to add peer"); return; } } void loop() { //设置要发送的值 strcpy(myData.a, "THIS IS A CHAR"); myData.b = random(1,20); myData.c = 1.2; myData.d = false; //发送信息到指定ESP32上 esp_err_t result = esp_now_send(broadcastAddress, (uint8_t *) &myData, sizeof(myData)); //判断是否发送成功 if (result == ESP_OK) { Serial.println("Sent with success"); } else { Serial.println("Error sending the data"); } delay(2000); }

接收端的程序

#include #include // 创建一个结构体接收数据 typedef struct struct_message { char a[32]; int b; float c; bool d; } struct_message; // 创建一个结构体变量 struct_message myData; // 回调函数,当收到消息时会调佣该函数 void OnDataRecv(const uint8_t * mac, const uint8_t *incomingData, int len) { memcpy(&myData, incomingData, sizeof(myData)); Serial.print("Bytes received: "); Serial.println(len); Serial.print("Char: "); Serial.println(myData.a); Serial.print("Int: "); Serial.println(myData.b); Serial.print("Float: "); Serial.println(myData.c); Serial.print("Bool: "); Serial.println(myData.d); Serial.println(); } void setup() { // 初始化串口波特率 Serial.begin(115200); // 设置wifi模式 WiFi.mode(WIFI_STA); // 初始化esp-now if (esp_now_init() != ESP_OK) { Serial.println("Error initializing ESP-NOW"); return; } //注册接收信息的回调函数 esp_now_register_recv_cb(OnDataRecv); } void loop() { }

分别长传到两块ESP32上，打开串口监视器发送端：在这里插入图片描述接收端:

ESP32单板间的双向通信

两块ESP32之间互相发送接收在这里插入图片描述这里我们用BME280温湿度传感器做实验，并在OLED上显示相关库连接(前两个是关于OLED的，后两个是BME280的驱动库)： 1.Adafruit_GFX library 2.Adafruit_SSD1306 library 3.Adafruit_BME280_Library 4.Adafruit_Sensor

上传下面的代码到两块开发板上，注意MAC地址是两块板子的地址，关于如何获取板子的MAC地址，前面已经有介绍

#include #include #include #include #include #include #include #define SCREEN_WIDTH 128 // OLED display width, in pixels #define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED display height, in pixels // Declaration for an SSD1306 display connected to I2C (SDA, SCL pins) Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1); Adafruit_BME280 bme; // 这里换为对方板子的MAC地址 uint8_t broadcastAddress[] = {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}; // 定义几个浮点型变量存储BME280传感器的数值，用于发送 float temperature; float humidity; float pressure; // 这里定义的变量用于接收注意类型也是浮点型 float incomingTemp; float incomingHum; float incomingPres; // 数据发送成功标志 String success; //定义结构体 typedef struct struct_message { float temp; float hum; float pres; } struct_message; // 创建一个结构体变量用于发送 struct_message BME280Readings; // 创建一个结构体变量用于接收 struct_message incomingReadings; // 发送数据回调函数 void OnDataSent(const uint8_t *mac_addr, esp_now_send_status_t status) { Serial.print("\r\nLast Packet Send Status:\t"); Serial.println(status == ESP_NOW_SEND_SUCCESS ? "Delivery Success" : "Delivery Fail"); if (status ==0){ success = "Delivery Success :)"; } else{ success = "Delivery Fail :("; } } // 收到消息的回调函数 void OnDataRecv(const uint8_t * mac, const uint8_t *incomingData, int len) { memcpy(&incomingReadings, incomingData, sizeof(incomingReadings)); Serial.print("Bytes received: "); Serial.println(len); incomingTemp = incomingReadings.temp; incomingHum = incomingReadings.hum; incomingPres = incomingReadings.pres; } void setup() { // 初始化波特率 Serial.begin(115200); // 初始化BME280 bool status = bme.begin(0x76); if (!status) { Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor, check wiring!"); while (1); } // 初始化OLED if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) { Serial.println(F("SSD1306 allocation failed")); for(;;); } // 设置ESP32为STA模式 WiFi.mode(WIFI_STA); //初始化 ESP-NOW if (esp_now_init() != ESP_OK) { Serial.println("Error initializing ESP-NOW"); return; } //注册发送回调函数 esp_now_register_send_cb(OnDataSent); // 注册通信频道 esp_now_peer_info_t peerInfo; memcpy(peerInfo.peer_addr, broadcastAddress, 6); peerInfo.channel = 0; peerInfo.encrypt = false; if (esp_now_add_peer(&peerInfo) != ESP_OK){ Serial.println("Failed to add peer"); return; } //注册接收回调函数 esp_now_register_recv_cb(OnDataRecv); } void loop() { getReadings(); // 准备发送的变量 BME280Readings.temp = temperature; BME280Readings.hum = humidity; BME280Readings.pres = pressure; //发送数据 esp_err_t result = esp_now_send(broadcastAddress, (uint8_t *) &BME280Readings, sizeof(BME280Readings)); if (result == ESP_OK) { Serial.println("Sent with success"); } else { Serial.println("Error sending the data"); } updateDisplay(); delay(10000); } //获取传感器数值 void getReadings(){ temperature = bme.readTemperature(); humidity = bme.readHumidity(); pressure = (bme.readPressure() / 100.0F); } void updateDisplay(){ // 收掉信息在OLED上显示 display.clearDisplay(); display.setTextSize(1); display.setTextColor(WHITE); display.setCursor(0, 0); display.println("INCOMING READINGS"); display.setCursor(0, 15); display.print("Temperature: "); display.print(incomingTemp); display.cp437(true); display.write(248); display.print("C"); display.setCursor(0, 25); display.print("Humidity: "); display.print(incomingHum); display.print("%"); display.setCursor(0, 35); display.print("Pressure: "); display.print(incomingPres); display.print("hPa"); display.setCursor(0, 56); display.print(success); display.display(); // 串口打印信息 Serial.println("INCOMING READINGS"); Serial.print("Temperature: "); Serial.print(incomingReadings.temp); Serial.println(" ºC"); Serial.print("Humidity: "); Serial.print(incomingReadings.hum); Serial.println(" %"); Serial.print("Pressure: "); Serial.print(incomingReadings.pres); Serial.println(" hPa"); Serial.println(); }

实验效果图在这里插入图片描述

一对多通信（一发多收）

在这里插入图片描述

一块ESP32发送多个ESP32作为接收同样需要先获取接收板子的Mac地址发送端的程序: #include #include /*接收端板子的Mac地址，这里为三块板子*/ uint8_t broadcastAddress1[] = {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}; uint8_t broadcastAddress2[] = {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF }; uint8_t broadcastAddress3[] = {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}; //用于测试的数据 typedef struct test_struct { int x; int y; } test_struct; test_struct test; // 发送时的回调函数 void OnDataSent(const uint8_t *mac_addr, esp_now_send_status_t status) { char macStr[18]; Serial.print("Packet to: "); /**串口提示向哪块板子发送**/ snprintf(macStr, sizeof(macStr), "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x", mac_addr[0], mac_addr[1], mac_addr[2], mac_addr[3], mac_addr[4], mac_addr[5]); /** 以下几句将在串口输出接收端的板子是否接收到了消息，方便调试 **/ Serial.print(macStr); Serial.print(" send status:\t"); Serial.println(status == ESP_NOW_SEND_SUCCESS ? "Delivery Success" : "Delivery Fail"); } void setup() { Serial.begin(115200); WiFi.mode(WIFI_STA); if (esp_now_init() != ESP_OK) { Serial.println("Error initializing ESP-NOW"); return; } //注册回到函数 esp_now_register_send_cb(OnDataSent); // 注册通信频道 esp_now_peer_info_t peerInfo; peerInfo.channel = 0; peerInfo.encrypt = false; //配置第一块接收接收的Mac地址 memcpy(peerInfo.peer_addr, broadcastAddress1, 6); if (esp_now_add_peer(&peerInfo) != ESP_OK){ Serial.println("Failed to add peer"); return; } // 配置第二块接收接收的Mac地址 memcpy(peerInfo.peer_addr, broadcastAddress2, 6); if (esp_now_add_peer(&peerInfo) != ESP_OK){ Serial.println("Failed to add peer"); return; } /// 配置第三块接收接收的Mac地址 memcpy(peerInfo.peer_addr, broadcastAddress3, 6); if (esp_now_add_peer(&peerInfo) != ESP_OK){ Serial.println("Failed to add peer"); return; } } void loop() { //这里使用随机数作为发送的数据 test.x = random(0,20); test.y = random(0,20); //esp_now_send()中的第一个参数为0表示向所有接收的板子发送，也可以传入指定的板子地址 esp_err_t result = esp_now_send(0, (uint8_t *) &test, sizeof(test_struct)); if (result == ESP_OK) { Serial.println("Sent with success"); } else { Serial.println("Error sending the data"); } delay(2000); }

接收端

#include #include //发送的端是数据是结构体，所以这里也创建一个结构体 typedef struct test_struct { int x; int y; } test_struct; test_struct myData; //收到消息时的回调函数 void OnDataRecv(const uint8_t * mac, const uint8_t *incomingData, int len) { memcpy(&myData, incomingData, sizeof(myData)); Serial.print("Bytes received: "); Serial.println(len); Serial.print("x: "); Serial.println(myData.x); Serial.print("y: "); Serial.println(myData.y); Serial.println(); } void setup() { //初始化串口波特率 Serial.begin(115200); //设置为WIFI_STA模式 WiFi.mode(WIFI_STA); //初始化ESP_NOW if (esp_now_init() != ESP_OK) { Serial.println("Error initializing ESP-NOW"); return; } // 注册接收的回调函数 esp_now_register_recv_cb(OnDataRecv); } void loop() { }

经过本人测试，并不是每次发送所有的板子都能成功的接收到信息在这里插入图片描述

一对多通信（多发一收）

在这里插入图片描述

一块ESP32板作为接收;多个ESP32板充当发送，本次示例程序采用3块板子作为发送ESP32接收板接收来自所有发送方的消息，并识别发送消息的板子还是一样,需要先获取接收板子的MAC地址

发送端的程序

#include #include // 这里改为接收板子的MAC地址 uint8_t broadcastAddress[] = {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}; // 还是创建一个结构体类型 typedef struct struct_message { int id; //注意这里的id非常重要，作为区分不同发送端板子的标 int x; int y; } struct_message; struct_message myData; //发送回调函数 void OnDataSent(const uint8_t *mac_addr, esp_now_send_status_t status) { Serial.print("\r\nLast Packet Send Status:\t"); Serial.println(status == ESP_NOW_SEND_SUCCESS ? "Delivery Success" : "Delivery Fail"); } void setup() { Serial.begin(115200); WiFi.mode(WIFI_STA); // 初始化ESP_NOW if (esp_now_init() != ESP_OK) { Serial.println("Error initializing ESP-NOW"); return; } // 注册发送回调函数 esp_now_register_send_cb(OnDataSent); // 注册通信频道 esp_now_peer_info_t peerInfo; memcpy(peerInfo.peer_addr, broadcastAddress, 6); peerInfo.channel = 0; peerInfo.encrypt = false; if (esp_now_add_peer(&peerInfo) != ESP_OK){ Serial.println("Failed to add peer"); return; } } void loop() { // 设置发送的数据 myData.id = 1; //注意这里的id，每块发送的板子不能重复 myData.x = random(0,50); myData.y = random(0,50); // 向指定MAC地址发送数据 esp_err_t result = esp_now_send(broadcastAddress, (uint8_t *) &myData, sizeof(myData)); if (result == ESP_OK) { Serial.println("Sent with success"); } else { Serial.println("Error sending the data"); } delay(10000); }

接收端:

#include #include // 和发送端一样，这里也声明一个结构体 typedef struct struct_message { int id; int x; int y; }struct_message; struct_message myData; //创建三个结构体变量来保存每个板上的读数 struct_message board1; struct_message board2; struct_message board3; // 创建一个结构体数组 struct_message boardsStruct[3] = {board1, board2, board3}; // 接收回调函数 void OnDataRecv(const uint8_t * mac_addr, const uint8_t *incomingData, int len) { char macStr[18]; Serial.print("Packet received from: "); snprintf(macStr, sizeof(macStr), "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x", mac_addr[0], mac_addr[1], mac_addr[2], mac_addr[3], mac_addr[4], mac_addr[5]); Serial.println(macStr); memcpy(&myData, incomingData, sizeof(myData)); Serial.printf("Board ID %u: %u bytes\n", myData.id, len); // 更新数据 boardsStruct[myData.id-1].x = myData.x; boardsStruct[myData.id-1].y = myData.y; Serial.printf("x value: %d \n", boardsStruct[myData.id-1].x); Serial.printf("y value: %d \n", boardsStruct[myData.id-1].y); Serial.println(); } void setup() { Serial.begin(115200); WiFi.mode(WIFI_STA); //初始化ESP_NOW if (esp_now_init() != ESP_OK) { Serial.println("Error initializing ESP-NOW"); return; } //注册接收回调函数 esp_now_register_recv_cb(OnDataRecv); } void loop() { /*int board1X = boardsStruct[0].x; int board1Y = boardsStruct[0].y; int board2X = boardsStruct[1].x; int board2Y = boardsStruct[1].y; int board3X = boardsStruct[2].x; int board3Y = boardsStruct[2].y;*/ delay(10000); }

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