Arduino与Proteus仿真-WiFi TCP客户端数据通信

TCP客户端数据通信

文章目录

本文将介绍Arduino在Protues仿真环境中作为TCP客户端，如何与TCP服务器进行数据通信。

1、软件准备

1）Arduino IDE或 VSCode + PlatformIO

2）Proteus电路仿真软件

3）Arduino的Proteus仿真模型库，ArduinoLibraryforProteusV2.0.zip

4）串口调试工具软件

在前面的文章中，我们对如何搭建Arduino在Proteus中如何进行网络仿真，WiFi网络连接，请参考：

2、硬件准备

1）WiFi模块：ESP01-S模块或其他带标准AT固件的WiFi模块，本文使用ESP01-S模块。

2）串口（TTL）转USB模块。该模块用于连接ESP01-S的串口引脚并通过USB接口连接到电脑。

3、仿真电路原理图

在这里插入图片描述

4、仿真代码实现

示例代码使用到如下开源库：

该库与Arduino的WiFi库和Ethernet 类似，因此使用起来非常方便。下面将实现如何创建一个TCP客户端并与TCP服务器进行通信。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
#include <Arduino.h>

#define DEBUG\_ESP8266\_AT\_WEBSERVER\_PORT Serial

// 日志输出
#define \_ESP\_AT\_LOGLEVEL\_ 1
#define ESP\_AT\_USE\_AVR 1
#define BOARD\_TYPE "AVR Mega2560"
#define EspSerial Serial1
#define BOARD\_NAME BOARD\_TYPE
#define MULTIPLY\_FACTOR 1

#include "ESP8266\_AT\_WebServer.h"

// WiFi连接信息
char ssid[] = "\*\*\*\*\*\*\*";         
char pass[] = "\*\*\*\*\*\*\*";        

int status = WL_IDLE_STATUS;      // WiFi状态

char server[] = "192.168.2.78"; // TCP服务地址

// 初始化TCP客户端
ESP8266_AT_Client client;

void printWifiStatus();

void setup(){
  // 初始化调试串口
  Serial.begin(115200);

  // 初始化 ESP模块串口
  EspSerial.begin(115200);
  // 初始化 ESP模块
  WiFi.init(&EspSerial);

  Serial.println(F("WiFi shield init done"));

  // 检查ESP模块是否连接
  if (WiFi.status() == WL_NO_SHIELD)
  {
    Serial.println(F("WiFi shield not present"));
    
    while (true);
  }

  while ( status != WL_CONNECTED)
  {
    Serial.print(F("Connecting to SSID: "));
    Serial.println(ssid);
    // 连接WiFi
    status = WiFi.begin(ssid, pass);
  }
  
  // 打印连接信息
  printWifiStatus();

  Serial.println();
  Serial.println(F("Starting connection to tcp server..."));

  // client.stop();

  // 连接TCP服务器
  if (client.connect(server, 8081))
  {
    Serial.println(F("Connected"));
    client.println(F("Hello,TCP Server"));
  }else{
    Serial.println(F("Connection failed"));
    while(true);
  }
}


void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  while (client.available()) {
    // 读取服务器端数据
    char c = client.read();
    Serial.print(c);
  }
  Serial.flush();
  // 从串口读取数据并发送到服务端
  while (Serial.available() > 0) {
    char inChar = Serial.read();
    if (client.connected()) {
      client.print(inChar);
    }
  }

  // 检查服务器是否断开连接
  if (!client.connected()) {
    Serial.println();
    Serial.println("disconnecting.");
    client.stop();
    // do nothing:
    while (true) {
      delay(1000);
    }
  }
  delay(10);
}

void printWifiStatus(){
  
  Serial.print(F("You're connected to the network, IP = "));
  // WiFi IP地址
  Serial.println(WiFi.localIP());

  Serial.print(F("SSID: "));
  Serial.print(WiFi.SSID());

  // WiFi信号强度
  int32\_t rssi = WiFi.RSSI();
  Serial.print(F(", Signal strength (RSSI): "));
  Serial.print(rssi);
  Serial.println(F(" dBm"));
}

代码如何工作？

1）导入依赖库头文件

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
#include <Arduino.h>

#define DEBUG_ESP8266_AT_WEBSERVER_PORT Serial

// 日志输出
#define _ESP_AT_LOGLEVEL_       1
#define ESP_AT_USE_AVR          1
#define BOARD_TYPE      "AVR Mega2560"
#define EspSerial Serial1
#define BOARD_NAME    BOARD_TYPE
#define MULTIPLY_FACTOR       1

#include "ESP8266_AT_WebServer.h"

2）声明WiFi连接信息及状态

1
2
3
4
5
6
7
8
// WiFi连接信息
char ssid[] = "666";         
char pass[] = "66668888";        

int status = WL_IDLE_STATUS;      // WiFi状态

char server[] = "192.168.2.78"; // TCP服务地址

3）创建TCP客户端对象

1
2
ESP8266_AT_Client client;

4）在setup函数中

初始化调试串口

1
2
Serial.begin(115200);

初始化ESP模块串口

1
2
EspSerial.begin(115200);

初始化ESP模块

1
2
WiFi.init(&EspSerial);

检查模块是否已经连接

1
2
3
4
5
6
7
if (WiFi.status() == WL_NO_SHIELD)
  {
    Serial.println(F("WiFi shield not present"));
    
    while (true);
  }

等待WiFi热点连接完成

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
while ( status != WL_CONNECTED)
  {
    Serial.print(F("Connecting to SSID: "));
    Serial.println(ssid);
    // 连接WiFi
    status = WiFi.begin(ssid, pass);
  }



打印ESP模块连接信息

1
2
3
// 打印连接信息
 printWifiStatus();

连接TCP服务器

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
// 连接TCP服务器
 if (client.connect(server, 8081))
 {
   Serial.println(F("Connected"));
   client.println(F("Hello,TCP Server"));
 }else{
   Serial.println(F("Connection failed"));
   while(true);
 }

5）在loop函数中监听服务器数据和通过串口读取输入并向服务器端发送数据

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  while (client.available()) {
    // 读取服务器端数据
    char c = client.read();
    Serial.print(c);
  }
  Serial.flush();
  // 从串口读取数据并发送到服务端
  while (Serial.available() > 0) {
    char inChar = Serial.read();
    if (client.connected()) {
      client.print(inChar);
    }
  }

  // 检查服务器是否断开连接
  if (!client.connected()) {
    Serial.println();
    Serial.println("disconnecting.");
    client.stop();
    // do nothing:
    while (true) {
      delay(1000);
    }
  }
  delay(10);
}

6）ESP模块信息输出实现

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
void printWifiStatus(){
  
  Serial.print(F("You're connected to the network, IP = "));
  // WiFi IP地址
  Serial.println(WiFi.localIP());

  Serial.print(F("SSID: "));
  Serial.print(WiFi.SSID());

  // WiFi信号强度
  int32\_t rssi = WiFi.RSSI();
  Serial.print(F(", Signal strength (RSSI): "));
  Serial.print(rssi);
  Serial.println(F(" dBm"));
}

5、仿真结果

在这里插入图片描述

文章来源: https://iotsmart.blog.csdn.net/article/details/133185198