Petoi 群控方案
ESP-NOW 是由乐鑫开发的另一款无线通信协议,可以使多个设备在没有或不使用 Wi-Fi 的情况下进行通信。这种协议类似常见于无线鼠标中的低功耗 2.4GHz 无线连接——设备在进行通信之前要进行配对。配对之后,设备之间的连接是持续的、点对点的,并且不需要握手协议。它是一种短数据传输、无连接的快速通信技术,可以让低功耗控制器直接控制所有智能设备而无需连接路由器,适用于智能灯、遥控控制、传感器数据回传等场景。
使用了 ESP-NOW 通信之后,如果某一个设备突然断电之后,只要它一旦重启,就是自动连接到对应的节点中重新进行通信。
ESP-NOW 的通信模式支持如下:
一对一通信
一对多通信
多对一通信
多对多通信
ESP-NOW 支持如下特性:
单播包加密或单播包不加密通信;
加密配对设备和非加密配对设备混合使用;
可携带最长为 250 字节的有效 payload 数据;
支持设置发送回调函数以通知应用层帧发送失败或成功。
同时,ESP-NOW 也存在一些限制:
暂时不支持广播包;
加密配对设备有以下限制:
Station 模式下最多支持10 个加密配对设备;
SoftAP 或 SoftAP + Station 混合模式下最多支持 6 个加密配对设备;
非加密配对设备支持若干,与加密设备总数和不超过 20 个;
有效 payload 限制为 250 字节。
Petoi群控完全可以采用ESP8266模块的ESP-NOW通信功能。
本案例准备2只Bittle(配备WiFi模块),一台连接有ESP模块的计算机。
图中模块的程序烧录和MAC地址的获取见下文。
电脑安装Thonny,方便进行8266模块的MicroPython的调试。 使用ESP-NOW协议时,需要特殊的MicroPython固件(见Github)。因为普通版本的8266-MicroPython固件会提示找不到库。
打开Thonny并使用USB上载器连接ESP8266模块,在shelll界面中输入:
如果出现错误提示如“找不到espnow”模块
,表示固件烧录有问题;若没有任何提示,表示固件烧录正常。
群控代码分为3部分:
查询模块的MAC地址
发射端程序
接收端程序
MAC地址是一个用来确认网络设备位置的位址,由OSI网络模型第二层(数据链路层)负责。 MAC地址也叫物理地址、硬件地址,由网络设备制造商生产时烧录在网卡的非易失存储器(如EEPROM)中。
MAC地址的长度为48位(6个字节),通常表示为12个16进制数。 其中前3个字节代表网络硬件制造商的编号,它由IEEE(电气与电子工程师协会)分配, 而后3个字节代表该制造商所制造的某个网络产品(如网卡)的系列号。 只要不更改自己的MAC地址,MAC地址在世界是唯一的。形象地说,MAC地址就如同身份证上的身份证号码,具有唯一性。
ESPNOW最简单的使用方式是通过MAC地址发送。我们使用一个小的程序来查询模块的MAC地址。
在Thonny中运行后,在终端打印出MAC地址。此时可以用一个不干胶贴写上模块的MAC地址并贴在模块上。
发射端程序由以下几个部分组成:
启用模块的WiFi功能
配置ESP-NOW协议并启用
添加需要通信的节点(peer)
发送消息
具体程序代码如下:
接收端程序主要由以下几个部分组成
启用模块的WiFi功能
配置ESP-NOW协议并启用
添加需要通信的节点(peer)
接收消息并解码,通过串口给NyBoard发送指令
具体程序代码如下:
此代码封装于一个名为espnow_rx()
的函数中是为了方便上电后自动启动程序。
实现上电自动启动的方法有以下两种:
将代码文件改名为main.py
;
修改boot.py
文件;
对于新手而言,我们更推荐第一种方法。
将串口命令转换写在接收端会使程序过于复杂且不易维护。我们可以新建一个函数在其中进行指令转换并输出命令。
如果烧录完ESP-NOW固件后,在shelll界面未出现Python标志性的>>>
符号,表示固件烧录失败。可以尝试使用Flash烧录工具 NodeMCU-PyFlasher.exe,烧录配置如下图所示: