传感网应用开发(高级)课件6162.ppt

1、01Wi-Fi基础知识02通讯模块工作模式简介03LwIP协议栈简介目录目录CONTENTS1Wi-FiWi-Fi基础知识基础知识什么是Wi-Fi？Wi-Fi全称为Wireless Fidelity(无线高保真)，它是WLAN领域中对符合Wi-Fi标准的产品的一种认证，该标准由Wi-Fi技术联盟进行制定和修改。通过Wi-Fi认证的产品能够在WLAN环境中使用并保持与其他Wi-Fi认证产品的兼容性。目前常见的Wi-Fi认证有IEEE 802.11b、IEEE 802.11a、IEEE 802.11g等。历代历代wifiwifi协议协议802.11011997年6月IEEE推出了第一代WLAN协议

2、IEEE 802.11-1997。802.11协议定义了物理层工作在ISM的2.4G频段，数据传输速率设计为2Mbps。但由于它在传输速度和传输距离上的表现都不尽如人意，因此并未被大规模使用。历代历代wifiwifi协议协议802.11a021999年.IEEE推出802.11a标准，直接将频段定在了5GHz（频率越高最高传输速度越快），物理层的最高速率到了54Mbps。但由于欧盟以及5GHz的组件研制成功太慢等原因，其没有被广泛的采用。历代历代wifiwifi协议协议802.11b03802.11b协议与802.11a同年推出，但它本身却是基于2.4GHz频率，能满足当时的时代需求，加上当时

3、802.11a的核心芯片研发进度缓慢，802.11b就此抓住了机会，占领了市场，为日后称霸天下打下了坚实的基础。历代历代wifiwifi协议协议802.11g042003年7月，IEEE制订了第三代Wi-Fi标准：802.11g（因为802.11协议在其他应用中，部分字母后缀被占用）。802.11g继承了802.11b的2.4GHz频段和802.11a的最高54Mbps传输速率。同时，它还后向兼容802.11b产品。历代历代wifiwifi协议协议802.11n052009年，IEEE宣布了新的802.11n标准。支持2.4GHz和5GHz双频段。传输速率最高可达600Mbps。但由于其使用了

4、MIMO、波束成形和40Mhz绑定等技术，使其传输速率提高。历代历代wifiwifi协议协议802.11ac06由于2.4GHz这个频段的拥挤，IEEE推出的802.11ac此时就将新的第五代Wi-Fi协议制订在了5GHz的频段上。802.11ac在提供良好的后向兼容性的同时，把每个通道的工作频宽将由802.11n的40MHz，提升到80MHz甚至是160MHz，再加上大约10%的实际频率调制效率提升，最终理论传输速度由802.11n最高的600Mbps跃升至1Gbps。历代历代wifiwifi协议协议802.11ax07802.11ax协议基于2.4GHz和5GHz两个频段，显然迎合了当下物

5、联网、智能家居等发展潮流。对于一些对带宽需要不高的智能家居设备，可以使用2.4GHz频段去连接，保证足够的传输距离，而对于需要高速传输的设备，就使用5GHz频段。Wi-Fi组网Wi-Fi有两种组网结构：一对多和点对点。最常用的wifi是一对多结构。一个AP，多个接入设备，无线路由器本身其实就是路由器+AP的功能组合。Wifi还能实现点对点连接功能，如两台无线设备使用wifi直接连接起来。2通讯模块工作模式简介通讯模块工作模式简介通讯模块工作模式简介通讯模块工作模式简介 Wifi通信模块使用的ESP8266芯片，其特点是性价比高。这款芯片使用了3.3V的直流电源，体积小，功耗低，支持透传，丢包现

6、象不严重，而且价格超低，上图是ESP8266-01系列，相应的还有ESP8266-02，03等等，它们使用的核心芯片都是相同的，不同之处就是引出的引脚不同，而且有的系列对核心芯片还加了金属屏蔽壳，有的可外接陶瓷天线等。通讯模块工作模式简介通讯模块工作模式简介 ESP8266官方提供的rom主要有两个，一个是支持at命令修改参数的at系列rom，使用此rom时，可以使用at命令来设置芯片的大部分参数，同时也可将芯片设置为透传模式，这样ESP8266就相当于在互联网和UART之间架起了一座桥梁。另一个就是物联网的rom了，此rom可以通过命令来控制ESP的部分GPIO，而且ESP8266也可以采集

7、一些温湿度传感器的数据，然后发送到互联网上。3LwIPLwIP协议栈简介协议栈简介LwIPLwIP协议栈简介协议栈简介LwIP是Light Weight(轻型)IP协议，有无操作系统的支持都可以运行。LwIP实现的重点是在保持TCP协议主要功能的基础上减少对RAM 的占用，它只需十几KB的RAM和40K左右的ROM就可以运行，这使LwIP协议栈适合在低端的嵌入式系统中使用。LwIPLwIP协议栈简介协议栈简介其主要特性如下：(1)支持多网络接口下的IP转发；(2)支持ICMP协议；(3)包括实验性扩展的UDP(用户数据报协议)；(4)包括阻塞控制、RTT 估算、快速恢复和快速转发的TCP(传输

8、控制协议)；(5)提供专门的内部回调接口(Raw API)，用于提高应用程序性能；(6)可选择的Berkeley接口API(在多线程情况下使用)。(7)在最新的版本中支持ppp(8)新版本中增加了的IP fragment的支持.(9)支持DHCP协议,动态分配ip地址.0101任务要求任务要求0202软件开发工具软件开发工具0303搭建搭建ESP8266 RTOS SDK环境环境目录目录CONTENTS0404生成固件生成固件0505烧写固件烧写固件1任务要求任务要求任务要求01 1.1.安装安装EclipseEclipse、CygwinCygwin 2.2.在在EclipseEclipse中

9、中配置配置ESP_IDKESP_IDK开发环境开发环境 3.3.生成应用程序的生成应用程序的binbin文件文件 4.4.烧录应用程序的烧录应用程序的binbin文件文件2软件开发工具软件开发工具软件开发工具软件开发工具 在本项目中：在本项目中：1.Eclipse1.Eclipse是集成开发环境是集成开发环境2.Cygwin2.Cygwin作为嵌入式软件编译器使用作为嵌入式软件编译器使用 3.ESP_IDE3.ESP_IDE是是ESP8266ESP8266一体化开发环境一体化开发环境的配置工具的配置工具023搭建搭建ESP8266 RTOS SDKESP8266 RTOS SDK环境环境参考教

10、材参考教材03搭建搭建ESP8266 RTOS SDKESP8266 RTOS SDK环境环境步骤：步骤：1.1.参考教材参考教材P275-P277P275-P277安装安装CygwinCygwin和和EclipseEclipse2.2.参考教材参考教材P277-P279P277-P279配置配置ESP_IDEESP_IDE与与Cygwin/EclipseCygwin/Eclipse的的路径路径03注意：注意：P279P279图图6-116-11EclipseEclipse工作空间的路径不要有中文字符工作空间的路径不要有中文字符,否则易出错否则易出错!搭建搭建ESP8266 RTOS SDKE

11、SP8266 RTOS SDK环境环境步骤：步骤：参考教材参考教材P279-P285P279-P285建立建立ESPESP开发环境，使用开发环境，使用SDKSDK03特别注意：特别注意：P284-P285P284-P285图图6-236-23中修改位于中修改位于“.ESP8266_RTOS_SDK-“.ESP8266_RTOS_SDK-2.0.0app”2.0.0app”文件夹下的文件夹下的MakefileMakefile文件时，要注意空格文件时，要注意空格，参见下页！，参见下页！搭建搭建ESP8266 RTOS SDKESP8266 RTOS SDK环境环境搭建搭建ESP8266 RTOS

12、SDKESP8266 RTOS SDK环境环境4生成固件生成固件步骤：步骤：参考教材参考教材P286-P290P286-P290生成生成binbin文件文件04注意：注意：P287P287图图6-276-27中修改位于中修改位于“.ESP8266_RTOS_SDK-“.ESP8266_RTOS_SDK-2.0.0app”2.0.0app”文件夹下的文件夹下的MakefileMakefile文件时，第文件时，第5858行要仔行要仔细，共修改两处细，共修改两处”driver”driver”，否则编译时会报找不到路，否则编译时会报找不到路径的错误，如下页所示！径的错误，如下页所示！生成固件生成固件生

13、成固件生成固件新增知识：新增知识：P289-P290P289-P290图图6-296-29和图和图6-316-31中中user2user2可以理解为固件的备份可以理解为固件的备份，即，即下载下载user1、user2后，程序默认从后，程序默认从user1启动。如果擦除之后只下载启动。如果擦除之后只下载user2，8266会会boot失败之后失败之后reboot，看门狗复位跳转到，看门狗复位跳转到81000运行运行user2程序程序并会更新系统参数从并会更新系统参数从user2启动。启动。生成固件生成固件045烧写固件烧写固件参考教材参考教材P290-P295P290-P295使用使用ESPFl

14、ashDownloadTool_v3.6.4ESPFlashDownloadTool_v3.6.4烧写烧写binbin文件文件05生成固件生成固件烧写固件：烧写固件：Wi-FiWi-Fi通讯模块跳线设置通讯模块跳线设置05烧写固件：烧写固件：Wi-FiWi-Fi通讯模块跳线通讯模块跳线05 JP1 JP1控制下载和启动控制下载和启动 JP2 JP2串口通讯串口通讯05注意：注意：P293P293图图6-386-38不同不同projectproject的的binbin文件路径不同，均位于自身路径下，文件路径不同，均位于自身路径下，不要选错，如下页图所示！不要选错，如下页图所示！烧写固件烧写固件0

15、5烧写固件烧写固件1.Wi-Fi1.Wi-Fi通讯模块通讯模块-ESP8266-ESP8266开发示例开发示例.pdf .pdf 2.Wi-FI2.Wi-FI通讯模块原理图通讯模块原理图参考资料参考资料勘误：勘误：P287P287最后一行最后一行C C代码有问题，造成固件烧写后系代码有问题，造成固件烧写后系统启动报错，修改如下页图中红框的内容。统启动报错，修改如下页图中红框的内容。生成固件生成固件04生成固件生成固件勘误：勘误：P288P288中中uart_init_new()uart_init_new()中波特率仍然设置为中波特率仍然设置为7488074880为宜，不建议如教材提示修改为为宜，不建议如教材提示修改为115200115200。生成固件生成固件04