Веб-сервер на ESP32 и датчике DS18B20 с помощью ESP-IDF -

В этом уроке мы создадим веб-сервер на базе ESP32 с использованием ESP-IDF, который будет отображать показания датчика DS18B20. Датчик температуры DS18B20 широко используется в электронных проектах, поскольку для сбора данных используется один провод, что делает его программируемым по принципу «одного провода». Веб-сервер будет работать как метеостанция, отображая показания температуры на веб-странице, которые будут обновляться каждые 10 секунд. Для создания и сборки этого веб-сервера на базе ESP32 мы будем использовать VS Code с расширением ESP-IDF. Доступ к нему будет легко обеспечен на различных устройствах, таких как ноутбуки, мобильные телефоны и т. д., подключенных к той же сети Wi-Fi, что и плата ESP32.

Мы будем программировать нашу плату разработки ESP32 в VS Code с использованием расширения ESP-IDF.

Ранее на нашем сайте мы рассматривали проект аналогичного веб-сервера на основе датчика BME280.

Также вы можете прочитать статью про подключение датчика DS18B20 к ESP32 с помощью ESP-IDF.

Обзор веб-сервера на ESP32 и DS18B20

Наш ESP32 будет размещать веб-сервер, который будет предоставлять HTML/CSS-файлы веб-клиенту, то есть веб-браузеру. Мы создадим веб-сервер с помощью библиотеки HTTP-веб-сервера, доступной в esp-idf. Когда пользователь вводит IP-адрес в веб-браузере, на ESP32 отправляется HTTP GET-запрос. ESP32 отвечает на запрос, отправляя буфер, содержащий HTML и CSS-файлы для построения веб-страницы, отображающей данные датчика DS18B20.

Пользователи могут получить доступ к веб-серверу через IP-адрес и любое веб-приложение, например, веб-браузер на ноутбуке или мобильном телефоне.

Подключение DS18B20 к ESP32

Датчик температуры DS18B20 широко используется в электронных проектах, где для сбора данных используется один провод, поэтому он позиционируется как программируемый по одному проводу. Он использует один вывод GPIO микроконтроллера для вывода текущего показания температуры окружающей среды. Используя минимальное количество выводов, мы можем удобно получать доступ к нескольким показаниям температуры, подключая датчики DS18B20 к одному и тому же выводу GPIO.

Для подключения платы ESP32 к датчику DS18B20 нам понадобятся следующие компоненты:

Плата ESP32.
Датчик DS18B20.
Подтягивающий резистор 4,7 кОм.
Соединительные провода.
Макетная плата.

Датчик DS18B20 может включаться в двух режимах: обычном и паразитном. В обычном режиме датчик питается от внешнего источника через вывод VCC и резистор 4,7 кОм. Однако в паразитном режиме датчик питается от линии данных, поэтому внешний источник питания не требуется. Мы будем питать наш датчик DS18B20 в обычном режиме.

В таблице ниже показано подключение трех контактов датчика DS18B20 к плате ESP32.

DS18B20	ESP32
VCC	3.3V / Vin
Data	GPIO4
GND	GND

Подключите вывод VCC датчика к выводу 3,3 В или Vin платы ESP32 и соедините заземление обоих устройств. Кроме того, подключите вывод данных датчика к соответствующему выводу GPIO платы ESP32, который можно настроить как выходной вывод. Обратите внимание, что выводы GPIO34-39 являются только входными и не могут использоваться для управления однопроводной шиной. Мы используем GPIO4 для подключения к выводу данных через подтягивающий резистор 4,7 кОм. Один конец резистора будет подключен к выходу данных, а другой — к источнику питания.

Обратите внимание, что если вы используете модуль DS18B20, то вам не нужно добавлять внешний подтягивающий резистор. Это связано с тем, что модуль уже оснащен датчиком и встроенным подтягивающим резистором.

Следуйте приведенной ниже принципиальной схеме, чтобы соединить два устройства.

Проект веб-сервера на базе ESP32 и DS18B20 с помощью ESP-IDF

В этом разделе мы создадим веб-сервер на базе DS18B20 и ESP32 с использованием ESP-IDF. Плата ESP32 будет настроена в режиме станции, то есть она будет подключаться к сети Wi-Fi через маршрутизатор. После успешного подключения к точке доступа плате будет присвоен IP-адрес, который будет использоваться для доступа к веб-серверу.

Создание примера проекта

Откройте VS Code и перейдите в меню View > Command Palette («Вид» > «Палитра команд»). Введите в строке поиска ESP-IDF: New Project и нажмите Enter.

Укажите название проекта и каталог, а также плату и целевое устройство ESP-IDF. Для платы ESP-IDF мы выбрали опцию custom board ("пользовательская плата"). Для целевого устройства ESP-IDF мы выбрали модуль ESP32. Нажмите кнопку ‘Choose Template’ ("Выбрать шаблон"), чтобы продолжить.

В разделе «Расширение» выберите опцию ESP-IDF:

На вкладке get-started («Начало работы») мы щелкнем по пункту «sample_project». Затем нажмем ‘Create project using template sample_project’) («Создать проект, используя шаблон sample_project»).

Вы получите уведомление о создании проекта. Чтобы открыть проект в новом окне, нажмите «Да».

Это откроет проект, который мы создали во вкладке «Проводник». Внутри папки проекта находится несколько папок. Это относится ко всем проектам, которые вы будете создавать с помощью ESP-IDF Explorer. Сначала добавим необходимые заголовочные файлы для библиотек, необходимых для этого проекта. Создайте новую папку с именем «components» и добавьте в нее следующие файлы:

ds18b20.h
ds18b20.c
MakeLists.txt

Вы можете получить доступ ко всем этим файлам, перейдя по этой ссылке.

Теперь перейдите к файлу main.c. В папке main находится исходный код, то есть файл main.c будет находиться здесь. Перейдите в папку main > main.c и откройте его. Скопируйте приведенный ниже код из этого файла и сохраните его.

Код веб-сервера на ESP32 и DS18B20

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h> //Requires by memset
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_system.h"
#include "esp_spi_flash.h"
#include <esp_http_server.h>

#include "esp_wifi.h"
#include "esp_event.h"
#include "freertos/event_groups.h"
#include "esp_log.h"
#include "nvs_flash.h"
#include "esp_netif.h"
#include "driver/gpio.h"
#include <lwip/sockets.h>
#include <lwip/sys.h>
#include <lwip/api.h>
#include <lwip/netdb.h>
#include "ds18b20.h" 

#define ESP_WIFI_SSID "PTCL-08"
#define ESP_WIFI_PASSWORD "44332211"
#define ESP_MAXIMUM_RETRY 5

const int DS_PIN = 4;

static const char *TAG = "esp32 webserver";

/* FreeRTOS event group to signal when we are connected*/
static EventGroupHandle_t s_wifi_event_group;

/* The event group allows multiple bits for each event, but we only care about two events:
 * - we are connected to the AP with an IP
 * - we failed to connect after the maximum amount of retries */
#define WIFI_CONNECTED_BIT BIT0
#define WIFI_FAIL_BIT BIT1

static int s_retry_num = 0;
int wifi_connect_status = 0;

float TempC;
float TempF;

char html_page[] = "<!DOCTYPE HTML><html>\n"
                   "<head>\n"
                   "  <title>ESP-IDF DS18B20 Web Server</title>\n"
                   "  <meta http-equiv=\"refresh\" content=\"10\">\n"
                   "  <meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1\">\n"
                   "  <link rel=\"stylesheet\" href=\"https://use.fontawesome.com/releases/v5.7.2/css/all.css\" integrity=\"sha384-fnmOCqbTlWIlj8LyTjo7mOUStjsKC4pOpQbqyi7RrhN7udi9RwhKkMHpvLbHG9Sr\" crossorigin=\"anonymous\">\n"
                   "  <link rel=\"icon\" href=\"data:,\">\n"
                   "  <style>\n"
                   "    html {font-family: Arial; display: inline-block; text-align: center;}\n"
                   "    p {  font-size: 1.2rem;}\n"
                   "    body {  margin: 0;}\n"
                   "    .topnav { overflow: hidden; background-color: #7c0e61; color: white; font-size: 1.7rem; }\n"
                   "    .content { padding: 20px; }\n"
                   "    .card { background-color: white; box-shadow: 2px 2px 12px 1px rgba(140,140,140,.5); }\n"
                   "    .cards { max-width: 700px; margin: 0 auto; display: grid; grid-gap: 2rem; grid-template-columns: repeat(auto-fit, minmax(300px, 1fr)); }\n"
                   "    .reading { font-size: 2.8rem; }\n"
                   "    .card.temperatureC { color: #0e7c7b; }\n"
                   "    .card.temperatureF { color: #7c200e; }\n"
                   "  </style>\n"
                   "</head>\n"
                   "<body>\n"
                   "  <div class=\"topnav\">\n"
                   "    <h3>ESP-IDF DS18B20 WEB SERVER</h3>\n"
                   "  </div>\n"
                   "  <div class=\"content\">\n"
                   "    <div class=\"cards\">\n"
                   "      <div class=\"card temperatureC\">\n"
                   "        <h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f&deg;C</span></p>\n"
                   "      </div>\n"
                   "      <div class=\"card temperatureF\">\n"
                   "        <h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f&deg;F</span></p>\n"
                   "      </div>\n"
                   "    </div>\n"
                   "  </div>\n"
                   "</body>\n"
                   "</html>";

void DS18B20_readings()
{
	ds18b20_init(DS_PIN);
    ds18b20_requestTemperatures();

    TempC = ds18b20_get_temp();
    TempF = TempC*9/5 + 32;
		
}
 
 
 static void event_handler(void *arg, esp_event_base_t event_base,
                          int32_t event_id, void *event_data)
{
    if (event_base == WIFI_EVENT && event_id == WIFI_EVENT_STA_START)
    {
        esp_wifi_connect();
    }
    else if (event_base == WIFI_EVENT && event_id == WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED)
    {
        if (s_retry_num < ESP_MAXIMUM_RETRY)
        {
            esp_wifi_connect();
            s_retry_num++;
            ESP_LOGI(TAG, "retry to connect to the AP");
        }
        else
        {
            xEventGroupSetBits(s_wifi_event_group, WIFI_FAIL_BIT);
        }
        wifi_connect_status = 0;
        ESP_LOGI(TAG, "connect to the AP fail");
    }
    else if (event_base == IP_EVENT && event_id == IP_EVENT_STA_GOT_IP)
    {
        ip_event_got_ip_t *event = (ip_event_got_ip_t *)event_data;
        ESP_LOGI(TAG, "got ip:" IPSTR, IP2STR(&event->ip_info.ip));
        s_retry_num = 0;
        xEventGroupSetBits(s_wifi_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT);
        wifi_connect_status = 1;
    }
}

void connect_wifi(void)
{
    s_wifi_event_group = xEventGroupCreate();

    ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());

    ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());
    esp_netif_create_default_wifi_sta();

    wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));

    esp_event_handler_instance_t instance_any_id;
    esp_event_handler_instance_t instance_got_ip;
    ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(WIFI_EVENT,
                                                        ESP_EVENT_ANY_ID,
                                                        &event_handler,
                                                        NULL,
                                                        &instance_any_id));
    ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(IP_EVENT,
                                                        IP_EVENT_STA_GOT_IP,
                                                        &event_handler,
                                                        NULL,
                                                        &instance_got_ip));

    wifi_config_t wifi_config = {
        .sta = {
            .ssid = ESP_WIFI_SSID,
            .password = ESP_WIFI_PASSWORD,
            /* Setting a password implies station will connect to all security modes including WEP/WPA.
             * However these modes are deprecated and not advisable to be used. Incase your Access point
             * doesn't support WPA2, these mode can be enabled by commenting below line */
            .threshold.authmode = WIFI_AUTH_WPA2_PSK,
        },
    };
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA));
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(WIFI_IF_STA, &wifi_config));
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());

    ESP_LOGI(TAG, "wifi_init_sta finished.");

    /* Waiting until either the connection is established (WIFI_CONNECTED_BIT) or connection failed for the maximum
     * number of re-tries (WIFI_FAIL_BIT). The bits are set by event_handler() (see above) */
    EventBits_t bits = xEventGroupWaitBits(s_wifi_event_group,
                                           WIFI_CONNECTED_BIT | WIFI_FAIL_BIT,
                                           pdFALSE,
                                           pdFALSE,
                                           portMAX_DELAY);

    /* xEventGroupWaitBits() returns the bits before the call returned, hence we can test which event actually
     * happened. */
    if (bits & WIFI_CONNECTED_BIT)
    {
        ESP_LOGI(TAG, "connected to ap SSID:%s password:%s",
                 ESP_WIFI_SSID, ESP_WIFI_PASSWORD);
    }
    else if (bits & WIFI_FAIL_BIT)
    {
        ESP_LOGI(TAG, "Failed to connect to SSID:%s, password:%s",
                 ESP_WIFI_SSID, ESP_WIFI_PASSWORD);
    }
    else
    {
        ESP_LOGE(TAG, "UNEXPECTED EVENT");
    }
    vEventGroupDelete(s_wifi_event_group);
}

esp_err_t send_web_page(httpd_req_t *req)
{
    int response;
    DS18B20_readings();
    char response_data[sizeof(html_page) + 50];
    memset(response_data, 0, sizeof(response_data));
    sprintf(response_data, html_page, TempC, TempF);
    response = httpd_resp_send(req, response_data, HTTPD_RESP_USE_STRLEN);

    return response;
}

esp_err_t get_req_handler(httpd_req_t *req)
{
    return send_web_page(req);
}

httpd_uri_t uri_get = {
    .uri = "/",
    .method = HTTP_GET,
    .handler = get_req_handler,
    .user_ctx = NULL};

httpd_handle_t setup_server(void)
{
    httpd_config_t config = HTTPD_DEFAULT_CONFIG();
    httpd_handle_t server = NULL;

    if (httpd_start(&server, &config) == ESP_OK)
    {
        httpd_register_uri_handler(server, &uri_get);
    }

    return server;
}

void app_main()
{
    // Initialize NVS
    esp_err_t ret = nvs_flash_init();
    if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND)
    {
        ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
        ret = nvs_flash_init();
    }
    ESP_ERROR_CHECK(ret);

    ESP_LOGI(TAG, "ESP_WIFI_MODE_STA");
    connect_wifi();

    if (wifi_connect_status)
    {
        setup_server();
        ESP_LOGI(TAG, "Web Server is up and running\n");
    }
    else
        ESP_LOGI(TAG, "Failed to connected with Wi-Fi, check your network Credentials\n");
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

181

182

183

184

185

186

187

188

189

190

191

192

193

194

195

196

197

198

199

200

201

202

203

204

205

206

207

208

209

210

211

212

213

214

215

216

217

218

219

220

221

222

223

224

225

226

227

228

229

230

231

232

233

234

235

236

237

238

239

240

241

242

243

244

245

246

247

248

249

250

251

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h> //Requires by memset

#include "freertos/FreeRTOS.h"

#include "freertos/task.h"

#include "esp_system.h"

#include "esp_spi_flash.h"

#include <esp_http_server.h>

#include "esp_wifi.h"

#include "esp_event.h"

#include "freertos/event_groups.h"

#include "esp_log.h"

#include "nvs_flash.h"

#include "esp_netif.h"

#include "driver/gpio.h"

#include <lwip/sockets.h>

#include <lwip/sys.h>

#include <lwip/api.h>

#include <lwip/netdb.h>

#include "ds18b20.h"

#define ESP_WIFI_SSID "PTCL-08"

#define ESP_WIFI_PASSWORD "44332211"

#define ESP_MAXIMUM_RETRY 5

const int DS_PIN = 4;

static const char *TAG = "esp32 webserver";

/* FreeRTOS event group to signal when we are connected*/

static EventGroupHandle_t s_wifi_event_group;

/* The event group allows multiple bits for each event, but we only care about two events:

* - we are connected to the AP with an IP

* - we failed to connect after the maximum amount of retries */

#define WIFI_CONNECTED_BIT BIT0

#define WIFI_FAIL_BIT BIT1

static int s_retry_num = 0;

int wifi_connect_status = 0;

float TempC;

float TempF;

char html_page[] = "<!DOCTYPE HTML><html>\n"

"<head>\n"

" <title>ESP-IDF DS18B20 Web Server</title>\n"

" <meta http-equiv=\"refresh\" content=\"10\">\n"

" <meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1\">\n"

" <link rel=\"stylesheet\" href=\"https://use.fontawesome.com/releases/v5.7.2/css/all.css\" integrity=\"sha384-fnmOCqbTlWIlj8LyTjo7mOUStjsKC4pOpQbqyi7RrhN7udi9RwhKkMHpvLbHG9Sr\" crossorigin=\"anonymous\">\n"

" <link rel=\"icon\" href=\"data:,\">\n"

" <style>\n"

" html {font-family: Arial; display: inline-block; text-align: center;}\n"

" p { font-size: 1.2rem;}\n"

" body { margin: 0;}\n"

" .topnav { overflow: hidden; background-color: #7c0e61; color: white; font-size: 1.7rem; }\n"

" .content { padding: 20px; }\n"

" .card { background-color: white; box-shadow: 2px 2px 12px 1px rgba(140,140,140,.5); }\n"

" .cards { max-width: 700px; margin: 0 auto; display: grid; grid-gap: 2rem; grid-template-columns: repeat(auto-fit, minmax(300px, 1fr)); }\n"

" .reading { font-size: 2.8rem; }\n"

" .card.temperatureC { color: #0e7c7b; }\n"

" .card.temperatureF { color: #7c200e; }\n"

" </style>\n"

"</head>\n"

"<body>\n"

" <div class=\"topnav\">\n"

" <h3>ESP-IDF DS18B20 WEB SERVER</h3>\n"

" </div>\n"

" <div class=\"content\">\n"

" <div class=\"cards\">\n"

" <div class=\"card temperatureC\">\n"

" <h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f°C</span></p>\n"

" </div>\n"

" <div class=\"card temperatureF\">\n"

" <h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f°F</span></p>\n"

" </div>\n"

"</body>\n"

"</html>";

void DS18B20_readings()

{

ds18b20_init(DS_PIN);

ds18b20_requestTemperatures();

TempC = ds18b20_get_temp();

TempF = TempC*9/5 + 32;

}

static void event_handler(void *arg, esp_event_base_t event_base,

int32_t event_id, void *event_data)

{

if (event_base == WIFI_EVENT && event_id == WIFI_EVENT_STA_START)

{

esp_wifi_connect();

}

else if (event_base == WIFI_EVENT && event_id == WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED)

{

if (s_retry_num < ESP_MAXIMUM_RETRY)

{

esp_wifi_connect();

s_retry_num++;

ESP_LOGI(TAG, "retry to connect to the AP");

}

else

{

xEventGroupSetBits(s_wifi_event_group, WIFI_FAIL_BIT);

}

wifi_connect_status = 0;

ESP_LOGI(TAG, "connect to the AP fail");

}

else if (event_base == IP_EVENT && event_id == IP_EVENT_STA_GOT_IP)

{

ip_event_got_ip_t *event = (ip_event_got_ip_t *)event_data;

ESP_LOGI(TAG, "got ip:" IPSTR, IP2STR(&event->ip_info.ip));

s_retry_num = 0;

xEventGroupSetBits(s_wifi_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT);

wifi_connect_status = 1;

}

void connect_wifi(void)

{

s_wifi_event_group = xEventGroupCreate();

ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());

ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());

esp_netif_create_default_wifi_sta();

wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();

ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));

esp_event_handler_instance_t instance_any_id;

esp_event_handler_instance_t instance_got_ip;

ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(WIFI_EVENT,

ESP_EVENT_ANY_ID,

&event_handler,

NULL,

&instance_any_id));

ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(IP_EVENT,

IP_EVENT_STA_GOT_IP,

&event_handler,

NULL,

&instance_got_ip));

wifi_config_t wifi_config = {

.sta = {

.ssid = ESP_WIFI_SSID,

.password = ESP_WIFI_PASSWORD,

/* Setting a password implies station will connect to all security modes including WEP/WPA.

* However these modes are deprecated and not advisable to be used. Incase your Access point

* doesn't support WPA2, these mode can be enabled by commenting below line */

.threshold.authmode = WIFI_AUTH_WPA2_PSK,

};

ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA));

ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(WIFI_IF_STA, &wifi_config));

ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());

ESP_LOGI(TAG, "wifi_init_sta finished.");

/* Waiting until either the connection is established (WIFI_CONNECTED_BIT) or connection failed for the maximum

* number of re-tries (WIFI_FAIL_BIT). The bits are set by event_handler() (see above) */

EventBits_t bits = xEventGroupWaitBits(s_wifi_event_group,

WIFI_CONNECTED_BIT | WIFI_FAIL_BIT,

pdFALSE,

portMAX_DELAY);

/* xEventGroupWaitBits() returns the bits before the call returned, hence we can test which event actually

* happened. */

if (bits & WIFI_CONNECTED_BIT)

{

ESP_LOGI(TAG, "connected to ap SSID:%s password:%s",

ESP_WIFI_SSID, ESP_WIFI_PASSWORD);

}

else if (bits & WIFI_FAIL_BIT)

{

ESP_LOGI(TAG, "Failed to connect to SSID:%s, password:%s",

ESP_WIFI_SSID, ESP_WIFI_PASSWORD);

}

else

{

ESP_LOGE(TAG, "UNEXPECTED EVENT");

}

vEventGroupDelete(s_wifi_event_group);

}

esp_err_t send_web_page(httpd_req_t *req)

{

int response;

DS18B20_readings();

char response_data[sizeof(html_page) + 50];

memset(response_data, 0, sizeof(response_data));

sprintf(response_data, html_page, TempC, TempF);

response = httpd_resp_send(req, response_data, HTTPD_RESP_USE_STRLEN);

return response;

}

esp_err_t get_req_handler(httpd_req_t *req)

{

return send_web_page(req);

}

httpd_uri_t uri_get = {

.uri = "/",

.method = HTTP_GET,

.handler = get_req_handler,

.user_ctx = NULL};

httpd_handle_t setup_server(void)

{

httpd_config_t config = HTTPD_DEFAULT_CONFIG();

httpd_handle_t server = NULL;

if (httpd_start(&server, &config) == ESP_OK)

{

httpd_register_uri_handler(server, &uri_get);

}

return server;

}

void app_main()

{

// Initialize NVS

esp_err_t ret = nvs_flash_init();

if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND)

{

ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());

ret = nvs_flash_init();

}

ESP_ERROR_CHECK(ret);

ESP_LOGI(TAG, "ESP_WIFI_MODE_STA");

connect_wifi();

if (wifi_connect_status)

{

setup_server();

ESP_LOGI(TAG, "Web Server is up and running\n");

}

else

ESP_LOGI(TAG, "Failed to connected with Wi-Fi, check your network Credentials\n");

}

Данный код можно также скачать по следующей ссылке.

Как работает код?

Для начала мы подключим необходимые библиотеки, включая ds18b20.h для работы с датчиками, библиотеки FreeRTOS для генерации задержек, создания задач и групп событий, esp_http_server.h для настройки веб-сервера HTTP, esp_wifi.h для включения Wi-Fi-соединения, esp_event.h для мониторинга событий Wi-Fi, esp_log.h в качестве библиотеки для логирования, библиотеку driver/gpio.h для управления цифровыми выходными контактами ESP32 и т.д.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h> //Requires by memset
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_system.h"
#include "esp_spi_flash.h"
#include <esp_http_server.h>

#include "esp_wifi.h"
#include "esp_event.h"
#include "freertos/event_groups.h"
#include "esp_log.h"
#include "nvs_flash.h"
#include "esp_netif.h"
#include "driver/gpio.h"
#include <lwip/sockets.h>
#include <lwip/sys.h>
#include <lwip/api.h>
#include <lwip/netdb.h>
#include "ds18b20.h"

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h> //Requires by memset

#include "freertos/FreeRTOS.h"

#include "freertos/task.h"

#include "esp_system.h"

#include "esp_spi_flash.h"

#include <esp_http_server.h>

#include "esp_wifi.h"

#include "esp_event.h"

#include "freertos/event_groups.h"

#include "esp_log.h"

#include "nvs_flash.h"

#include "esp_netif.h"

#include "driver/gpio.h"

#include <lwip/sockets.h>

#include <lwip/sys.h>

#include <lwip/api.h>

#include <lwip/netdb.h>

#include "ds18b20.h"

Далее мы определили параметры для SSID и пароля Wi-Fi. Укажите свои собственные учетные данные сети, чтобы успешно подключить плату ESP32 к сети Wi-Fi.

#define ESP_WIFI_SSID "YOUR_SSID"
#define ESP_WIFI_PASSWORD "YOUR_PASSWORD"

1 2	#define ESP_WIFI_SSID "YOUR_SSID" #define ESP_WIFI_PASSWORD "YOUR_PASSWORD"

Мы зададим максимальное значение количества повторных попыток для мониторинга Wi-Fi-соединения. Оно установлено равным 5.

#define ESP_MAXIMUM_RETRY 5

1	#define ESP_MAXIMUM_RETRY 5

Далее мы объявляем переменную 's_wifi-event_group' для хранения созданной группы событий FreeRTOS. Эта группа событий FreeRTOS используется для оповещения о подключении к Wi-Fi.

static EventGroupHandle_t s_wifi_event_group;

1	static EventGroupHandle_t s_wifi_event_group;

Затем мы определяем два бита для важных для нас событий Wi-Fi. К ним относятся бит, обозначающий успешное подключение к точке доступа Wi-Fi, и бит, обозначающий неудачное подключение к точке доступа Wi-Fi после истечения максимального количества попыток.

#define WIFI_CONNECTED_BIT BIT0
#define WIFI_FAIL_BIT BIT1

1 2	#define WIFI_CONNECTED_BIT BIT0 #define WIFI_FAIL_BIT BIT1

Переменная 'DS_PIN' содержит номер однопроводного GPIO, который будет использоваться для подключения к выводу данных датчика. Мы используем GPIO4.

const int DS_PIN = 4;

1	const int DS_PIN = 4;

Этот код использует информационное логирование. Функция логирования принимает два аргумента. Первый аргумент — это тег, а второй — отформатированная строка. Поэтому эта глобальная переменная будет полезна при вызове функций ESP_LOGI(). Здесь «esp32 webserver» — это тег, который будет использоваться при логировании.

static const char *TAG = "esp32 webserver";

1	static const char *TAG = "esp32 webserver";

HTML и CSS для создания веб-сервера

Затем у нас есть массив, содержащий HTML- и CSS-скрипты для HTML-страницы. Он включает в себя заголовок веб-сервера и две карточки для отображения показаний температуры вместе с иконками.

char html_page[] = "<!DOCTYPE HTML><html>\n"
                   "<head>\n"
                   "  <title>ESP-IDF DS18B20 Web Server</title>\n"
                   "  <meta http-equiv=\"refresh\" content=\"10\">\n"
                   "  <meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1\">\n"
                   "  <link rel=\"stylesheet\" href=\"https://use.fontawesome.com/releases/v5.7.2/css/all.css\" integrity=\"sha384-fnmOCqbTlWIlj8LyTjo7mOUStjsKC4pOpQbqyi7RrhN7udi9RwhKkMHpvLbHG9Sr\" crossorigin=\"anonymous\">\n"
                   "  <link rel=\"icon\" href=\"data:,\">\n"
                   "  <style>\n"
                   "    html {font-family: Arial; display: inline-block; text-align: center;}\n"
                   "    p {  font-size: 1.2rem;}\n"
                   "    body {  margin: 0;}\n"
                   "    .topnav { overflow: hidden; background-color: #7c0e61; color: white; font-size: 1.7rem; }\n"
                   "    .content { padding: 20px; }\n"
                   "    .card { background-color: white; box-shadow: 2px 2px 12px 1px rgba(140,140,140,.5); }\n"
                   "    .cards { max-width: 700px; margin: 0 auto; display: grid; grid-gap: 2rem; grid-template-columns: repeat(auto-fit, minmax(300px, 1fr)); }\n"
                   "    .reading { font-size: 2.8rem; }\n"
                   "    .card.temperatureC { color: #0e7c7b; }\n"
                   "    .card.temperatureF { color: #7c200e; }\n"
                   "  </style>\n"
                   "</head>\n"
                   "<body>\n"
                   "  <div class=\"topnav\">\n"
                   "    <h3>ESP-IDF DS18B20 WEB SERVER</h3>\n"
                   "  </div>\n"
                   "  <div class=\"content\">\n"
                   "    <div class=\"cards\">\n"
                   "      <div class=\"card temperatureC\">\n"
                   "        <h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f&deg;C</span></p>\n"
                   "      </div>\n"
                   "      <div class=\"card temperatureF\">\n"
                   "        <h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f&deg;F</span></p>\n"
                   "      </div>\n"
                   "    </div>\n"
                   "  </div>\n"
                   "</body>\n"
                   "</html>";

char html_page[] = "<!DOCTYPE HTML><html>\n"

"<head>\n"

" <title>ESP-IDF DS18B20 Web Server</title>\n"

" <meta http-equiv=\"refresh\" content=\"10\">\n"

" <meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1\">\n"

" <link rel=\"icon\" href=\"data:,\">\n"

" <style>\n"

" html {font-family: Arial; display: inline-block; text-align: center;}\n"

" p { font-size: 1.2rem;}\n"

" body { margin: 0;}\n"

" .topnav { overflow: hidden; background-color: #7c0e61; color: white; font-size: 1.7rem; }\n"

" .content { padding: 20px; }\n"

" .card { background-color: white; box-shadow: 2px 2px 12px 1px rgba(140,140,140,.5); }\n"

" .cards { max-width: 700px; margin: 0 auto; display: grid; grid-gap: 2rem; grid-template-columns: repeat(auto-fit, minmax(300px, 1fr)); }\n"

" .reading { font-size: 2.8rem; }\n"

" .card.temperatureC { color: #0e7c7b; }\n"

" .card.temperatureF { color: #7c200e; }\n"

" </style>\n"

"</head>\n"

"<body>\n"

" <div class=\"topnav\">\n"

" <h3>ESP-IDF DS18B20 WEB SERVER</h3>\n"

" </div>\n"

" <div class=\"content\">\n"

" <div class=\"cards\">\n"

" <div class=\"card temperatureC\">\n"

" <h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f°C</span></p>\n"

" </div>\n"

" <div class=\"card temperatureF\">\n"

" <h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f°F</span></p>\n"

" </div>\n"

"</body>\n"

"</html>";

HTML-код задаётся в тегах <html></html>. Внутри тегов <style></style> задаётся стиль веб-страницы. Это включает в себя семейство шрифтов, размер шрифта, позиционирование текста, размер и цвет карточек и т. д.

Начнём с заголовка веб-страницы. Он размещается внутри тегов <title> </title>. В нашем случае мы установили заголовок веб-страницы как «ESP-IDF DS18B20 Web Server». Он будет отображаться в строке заголовка браузера.

<title>ESP-IDF DS18B20 Web Server</title>

1	<title>ESP-IDF DS18B20 Web Server</title>

Следующий метатег позволит отображать наш веб-сервер на разных устройствах.

"  <meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1\">\n"

1	" <meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1\">\n"

Как мы уже упоминали, мы хотим добавить иконку температуры внутрь карточек. Поэтому следующий тег ссылки получит иконку из FontAwesome.

"  <link rel=\"stylesheet\" href=\"https://use.fontawesome.com/releases/v5.7.2/css/all.css\" integrity=\"sha384-fnmOCqbTlWIlj8LyTjo7mOUStjsKC4pOpQbqyi7RrhN7udi9RwhKkMHpvLbHG9Sr\" crossorigin=\"anonymous\">\n"

1	" <link rel=\"stylesheet\" href=\"https://use.fontawesome.com/releases/v5.7.2/css/all.css\" integrity=\"sha384-fnmOCqbTlWIlj8LyTjo7mOUStjsKC4pOpQbqyi7RrhN7udi9RwhKkMHpvLbHG9Sr\" crossorigin=\"anonymous\">\n"

Как вы могли заметить, весь текст набран шрифтом Arial и выровнен по центру веб-страницы. Цвет и размер шрифта верхней панели навигации также заданы. На нашей веб-странице есть две карточки для каждого показания датчика. Общее оформление карточек, а также цвет каждого отдельного показания, также заданы. Мы задаем размер и цвет заголовка карточки, а также общее оформление карточки, включая цвет фона, тень и т. д.

<style>\n"
                   "    html {font-family: Arial; display: inline-block; text-align: center;}\n"
                   "    p {  font-size: 1.2rem;}\n"
                   "    body {  margin: 0;}\n"
                   "    .topnav { overflow: hidden; background-color: #7c0e61; color: white; font-size: 1.7rem; }\n"
                   "    .content { padding: 20px; }\n"
                   "    .card { background-color: white; box-shadow: 2px 2px 12px 1px rgba(140,140,140,.5); }\n"
                   "    .cards { max-width: 700px; margin: 0 auto; display: grid; grid-gap: 2rem; grid-template-columns: repeat(auto-fit, minmax(300px, 1fr)); }\n"
                   "    .reading { font-size: 2.8rem; }\n"
                   "    .card.temperatureC { color: #0e7c7b; }\n"
                   "    .card.temperatureF { color: #7c200e; }\n"
                   "  </style>\n"

<style>\n"

" html {font-family: Arial; display: inline-block; text-align: center;}\n"

" p { font-size: 1.2rem;}\n"

" body { margin: 0;}\n"

" .topnav { overflow: hidden; background-color: #7c0e61; color: white; font-size: 1.7rem; }\n"

" .content { padding: 20px; }\n"

" .card { background-color: white; box-shadow: 2px 2px 12px 1px rgba(140,140,140,.5); }\n"

" .cards { max-width: 700px; margin: 0 auto; display: grid; grid-gap: 2rem; grid-template-columns: repeat(auto-fit, minmax(300px, 1fr)); }\n"

" .reading { font-size: 2.8rem; }\n"

" .card.temperatureC { color: #0e7c7b; }\n"

" .card.temperatureF { color: #7c200e; }\n"

" </style>\n"

Внутри тегов <body> </body> будут размещены заголовок, абзацы и карточки.

"<body>\n"
                   "  <div class=\"topnav\">\n"
                   "    <h3>ESP-IDF DS18B20 WEB SERVER</h3>\n"
                   "  </div>\n"
                   "  <div class=\"content\">\n"
                   "    <div class=\"cards\">\n"
                   "      <div class=\"card temperatureC\">\n"
                   "        <h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f&deg;C</span></p>\n"
                   "      </div>\n"
                   "      <div class=\"card temperatureF\">\n"
                   "        <h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f&deg;F</span></p>\n"
                   "      </div>\n"
                   "    </div>\n"
                   "  </div>\n"
                   "</body>\n"

"<body>\n"

" <div class=\"topnav\">\n"

" <h3>ESP-IDF DS18B20 WEB SERVER</h3>\n"

" </div>\n"

" <div class=\"content\">\n"

" <div class=\"cards\">\n"

" <div class=\"card temperatureC\">\n"

" <h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f°C</span></p>\n"

" </div>\n"

" <div class=\"card temperatureF\">\n"

" <h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f°F</span></p>\n"

" </div>\n"

"</body>\n"

Заголовок нашего веб-сервера — «ESP-IDF DS18B20 WEB SERVER», он размещен внутри тегов <h3></h3>.

<h3>ESP-IDF DS18B20 WEB SERVER</h3>

1	<h3>ESP-IDF DS18B20 WEB SERVER</h3>

Затем у нас есть две карточки, на которых отображаются показания температуры в градусах Цельсия и Фаренгейта соответственно. Все показания датчиков привязаны к классу «показание». Каждая карточка имеет свой значок, за которым следует заголовок и показание внизу, а также единица измерения.

"  <div class=\"content\">\n"
                   "    <div class=\"cards\">\n"
                   "      <div class=\"card temperatureC\">\n"
                   "        <h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f&deg;C</span></p>\n"
                   "      </div>\n"
                   "      <div class=\"card temperatureF\">\n"
                   "        <h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f&deg;F</span></p>\n"
                   "      </div>\n"
                   "    </div>\n"
                   "  </div>\n"

" <div class=\"content\">\n"

" <div class=\"cards\">\n"

" <div class=\"card temperatureC\">\n"

" <h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f°C</span></p>\n"

" </div>\n"

" <div class=\"card temperatureF\">\n"

" <h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f°F</span></p>\n"

" </div>\n"

Ниже приведён код строки, отображающей показания температуры в градусах Цельсия, а также единицы измерения и значок термометра.

<h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f&deg;C</span></p>

1	<h4><i class=\"fas fa-thermometer-half\"></i> TEMPERATURE</h4><p><span class=\"reading\">%.2f°C</span></p>

Чтение данных из DS18B20

Внутри функции DS18B20_readings() инициализируется датчик DS18B20, после чего данные с датчика собираются и сохраняются в соответствующих переменных 'TempC' и 'TempF'.

void DS18B20_readings()
{
    ds18b20_init(DS_PIN);
    ds18b20_requestTemperatures();

    TempC = ds18b20_get_temp();
    TempF = TempC*9/5 + 32;
		
}

void DS18B20_readings()

{

ds18b20_init(DS_PIN);

ds18b20_requestTemperatures();

TempC = ds18b20_get_temp();

TempF = TempC*9/5 + 32;

}

Сначала мы инициализируем датчик DS18B20 с помощью функции ds18b20_init() и передаем в качестве параметра контакт GPIO с одним проводом.

ds18b20_init(DS_PIN);

1	ds18b20_init(DS_PIN);

Для начала получения показаний датчика DS18B20 мы запрашиваем температуру с помощью функции ds18b20_requestTemperatures().

ds18b20_requestTemperatures();

1	ds18b20_requestTemperatures();

Затем мы получим показания температуры в градусах Цельсия, используя функцию ds18b20_get_temp(). Эта функция возвращает показания температуры в виде числа с плавающей запятой. Аналогичным образом мы преобразуем показания температуры в градусах Цельсия в градусы Фаренгейта, умножив их на 9/5 и прибавив 32.

    TempC = ds18b20_get_temp();
    TempF = TempC*9/5 + 32;

1 2	TempC = ds18b20_get_temp(); TempF = TempC*9/5 + 32;

event_handler()

Затем у нас есть функция event_handler(), которая обрабатывает события Wi-Fi. Она выступает в качестве функции обратного вызова при возникновении события Wi-Fi или события IP.

Событие IP происходит, когда плата ESP32 подключается к нашей точке доступа, и маршрутизатор назначает ей IP-адрес. События IP могут быть одного из следующих типов. Но здесь мы используем только IP_EVENT_STA_GOT_IP.

/** IP event declarations */
typedef enum {
    IP_EVENT_STA_GOT_IP,               /*!< station got IP from connected AP */
    IP_EVENT_STA_LOST_IP,              /*!< station lost IP and the IP is reset to 0 */
    IP_EVENT_AP_STAIPASSIGNED,         /*!< soft-AP assign an IP to a connected station */
    IP_EVENT_GOT_IP6,                  /*!< station or ap or ethernet interface v6IP addr is preferred */
    IP_EVENT_ETH_GOT_IP,               /*!< ethernet got IP from connected AP */
    IP_EVENT_ETH_LOST_IP,              /*!< ethernet lost IP and the IP is reset to 0 */
    IP_EVENT_PPP_GOT_IP,               /*!< PPP interface got IP */
    IP_EVENT_PPP_LOST_IP,              /*!< PPP interface lost IP */
} ip_event_t;

/** IP event declarations */

typedef enum {

IP_EVENT_STA_GOT_IP, /*!< station got IP from connected AP */

IP_EVENT_STA_LOST_IP, /*!< station lost IP and the IP is reset to 0 */

IP_EVENT_AP_STAIPASSIGNED, /*!< soft-AP assign an IP to a connected station */

IP_EVENT_GOT_IP6, /*!< station or ap or ethernet interface v6IP addr is preferred */

IP_EVENT_ETH_GOT_IP, /*!< ethernet got IP from connected AP */

IP_EVENT_ETH_LOST_IP, /*!< ethernet lost IP and the IP is reset to 0 */

IP_EVENT_PPP_GOT_IP, /*!< PPP interface got IP */

IP_EVENT_PPP_LOST_IP, /*!< PPP interface lost IP */

} ip_event_t;

Во-первых, когда происходят события Wi-Fi (WIFI_EVENT и WIFI_EVENT_STA_START), мы подключаем ESP32 к точке доступа. Для этого мы используем функцию esp_wifi_connect().

Если плата ESP32 не может подключиться к точке доступа в течение установленного максимального количества попыток, она снова пытается подключиться к точке доступа и регистрирует сообщение «повторная попытка подключения к точке доступа». Однако, если ESP32 не может установить соединение с точкой доступа после истечения максимального количества попыток, она регистрирует сообщение «сбой подключения к точке доступа» и устанавливает бит WIFI_FAIL_BIT. Теперь, если плата ESP32 успешно подключается к точке доступа, это означает, что произошли оба события IP (IP_EVENT и IP_EVENT_STA_GOT_IP). В этом случае она выводит IP-адрес в качестве результата. Кроме того, она также устанавливает бит WIFI_CONNECTED_BIT.

static void event_handler(void *arg, esp_event_base_t event_base,
                          int32_t event_id, void *event_data)
{
    if (event_base == WIFI_EVENT && event_id == WIFI_EVENT_STA_START)
    {
        esp_wifi_connect();
    }
    else if (event_base == WIFI_EVENT && event_id == WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED)
    {
        if (s_retry_num < ESP_MAXIMUM_RETRY)
        {
            esp_wifi_connect();
            s_retry_num++;
            ESP_LOGI(TAG, "retry to connect to the AP");
        }
        else
        {
            xEventGroupSetBits(s_wifi_event_group, WIFI_FAIL_BIT);
        }
        wifi_connect_status = 0;
        ESP_LOGI(TAG, "connect to the AP fail");
    }
    else if (event_base == IP_EVENT && event_id == IP_EVENT_STA_GOT_IP)
    {
        ip_event_got_ip_t *event = (ip_event_got_ip_t *)event_data;
        ESP_LOGI(TAG, "got ip:" IPSTR, IP2STR(&event->ip_info.ip));
        s_retry_num = 0;
        xEventGroupSetBits(s_wifi_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT);
        wifi_connect_status = 1;
    }
}

static void event_handler(void *arg, esp_event_base_t event_base,

int32_t event_id, void *event_data)

{

if (event_base == WIFI_EVENT && event_id == WIFI_EVENT_STA_START)

{

esp_wifi_connect();

}

else if (event_base == WIFI_EVENT && event_id == WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED)

{

if (s_retry_num < ESP_MAXIMUM_RETRY)

{

esp_wifi_connect();

s_retry_num++;

ESP_LOGI(TAG, "retry to connect to the AP");

}

else

{

xEventGroupSetBits(s_wifi_event_group, WIFI_FAIL_BIT);

}

wifi_connect_status = 0;

ESP_LOGI(TAG, "connect to the AP fail");

}

else if (event_base == IP_EVENT && event_id == IP_EVENT_STA_GOT_IP)

{

ip_event_got_ip_t *event = (ip_event_got_ip_t *)event_data;

ESP_LOGI(TAG, "got ip:" IPSTR, IP2STR(&event->ip_info.ip));

s_retry_num = 0;

xEventGroupSetBits(s_wifi_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT);

wifi_connect_status = 1;

}

connect_wifi()

Функция connect_wifi() будет вызываться внутри функции app_main() для инициализации Wi-Fi в режиме станции для ESP32.

void connect_wifi(void)
{
    s_wifi_event_group = xEventGroupCreate();

    ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());

    ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());
    esp_netif_create_default_wifi_sta();

    wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));

    esp_event_handler_instance_t instance_any_id;
    esp_event_handler_instance_t instance_got_ip;
    ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(WIFI_EVENT,
                                                        ESP_EVENT_ANY_ID,
                                                        &event_handler,
                                                        NULL,
                                                        &instance_any_id));
    ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(IP_EVENT,
                                                        IP_EVENT_STA_GOT_IP,
                                                        &event_handler,
                                                        NULL,
                                                        &instance_got_ip));

    wifi_config_t wifi_config = {
        .sta = {
            .ssid = ESP_WIFI_SSID,
            .password = ESP_WIFI_PASSWORD,
            /* Setting a password implies station will connect to all security modes including WEP/WPA.
             * However these modes are deprecated and not advisable to be used. Incase your Access point
             * doesn't support WPA2, these mode can be enabled by commenting below line */
            .threshold.authmode = WIFI_AUTH_WPA2_PSK,
        },
    };
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA));
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(WIFI_IF_STA, &wifi_config));
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());

    ESP_LOGI(TAG, "wifi_init_sta finished.");

    /* Waiting until either the connection is established (WIFI_CONNECTED_BIT) or connection failed for the maximum
     * number of re-tries (WIFI_FAIL_BIT). The bits are set by event_handler() (see above) */
    EventBits_t bits = xEventGroupWaitBits(s_wifi_event_group,
                                           WIFI_CONNECTED_BIT | WIFI_FAIL_BIT,
                                           pdFALSE,
                                           pdFALSE,
                                           portMAX_DELAY);

    /* xEventGroupWaitBits() returns the bits before the call returned, hence we can test which event actually
     * happened. */
    if (bits & WIFI_CONNECTED_BIT)
    {
        ESP_LOGI(TAG, "connected to ap SSID:%s password:%s",
                 ESP_WIFI_SSID, ESP_WIFI_PASSWORD);
    }
    else if (bits & WIFI_FAIL_BIT)
    {
        ESP_LOGI(TAG, "Failed to connect to SSID:%s, password:%s",
                 ESP_WIFI_SSID, ESP_WIFI_PASSWORD);
    }
    else
    {
        ESP_LOGE(TAG, "UNEXPECTED EVENT");
    }
    vEventGroupDelete(s_wifi_event_group);
}

void connect_wifi(void)

{

s_wifi_event_group = xEventGroupCreate();

ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());

ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());

esp_netif_create_default_wifi_sta();

wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();

ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));

esp_event_handler_instance_t instance_any_id;

esp_event_handler_instance_t instance_got_ip;

ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(WIFI_EVENT,

ESP_EVENT_ANY_ID,

&event_handler,

NULL,

&instance_any_id));

ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(IP_EVENT,

IP_EVENT_STA_GOT_IP,

&event_handler,

NULL,

&instance_got_ip));

wifi_config_t wifi_config = {

.sta = {

.ssid = ESP_WIFI_SSID,

.password = ESP_WIFI_PASSWORD,

/* Setting a password implies station will connect to all security modes including WEP/WPA.

* However these modes are deprecated and not advisable to be used. Incase your Access point

* doesn't support WPA2, these mode can be enabled by commenting below line */

.threshold.authmode = WIFI_AUTH_WPA2_PSK,

};

ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA));

ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(WIFI_IF_STA, &wifi_config));

ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());

ESP_LOGI(TAG, "wifi_init_sta finished.");

/* Waiting until either the connection is established (WIFI_CONNECTED_BIT) or connection failed for the maximum

* number of re-tries (WIFI_FAIL_BIT). The bits are set by event_handler() (see above) */

EventBits_t bits = xEventGroupWaitBits(s_wifi_event_group,

WIFI_CONNECTED_BIT | WIFI_FAIL_BIT,

pdFALSE,

portMAX_DELAY);

/* xEventGroupWaitBits() returns the bits before the call returned, hence we can test which event actually

* happened. */

if (bits & WIFI_CONNECTED_BIT)

{

ESP_LOGI(TAG, "connected to ap SSID:%s password:%s",

ESP_WIFI_SSID, ESP_WIFI_PASSWORD);

}

else if (bits & WIFI_FAIL_BIT)

{

ESP_LOGI(TAG, "Failed to connect to SSID:%s, password:%s",

ESP_WIFI_SSID, ESP_WIFI_PASSWORD);

}

else

{

ESP_LOGE(TAG, "UNEXPECTED EVENT");

}

vEventGroupDelete(s_wifi_event_group);

}

Для начала создадим группу событий FreeRTOS для мониторинга соединения. Эта функция возвращает дескриптор группы событий.

s_wifi_event_group = xEventGroupCreate();

1	s_wifi_event_group = xEventGroupCreate();

ESP-IDF предоставляет полезный макрос ESP_ERROR_CHECK(), который используется для проверки наличия или отсутствия ошибки. Если функция, переданная в него, не возвращает ESP_OK, то мы проверяем наличие ошибки и записываем её в лог.

Здесь мы инициализируем lwIP с помощью функции esp_netif_init() и создаём задачу IwIP, также известную как задача TCP/IP. lwIP — это стек библиотек TCP/IP, предоставляемый ESP-IDF, который используется для выполнения различных протоколов, таких как TCP, UDP, DHCP и т. д.

ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());

1	ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());

Далее мы создаём цикл обработки событий по умолчанию, который позволяет отправлять системные события в задачу обработки событий.

ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());

1	ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());

Кроме того, следующая строка используется для инициализации Wi-Fi по умолчанию в режиме станции. Этот API используется для инициализации, а также регистрации обработчиков событий для интерфейса по умолчанию, которым в нашем случае является станция. Он создает экземпляр сетевого интерфейса, связывающий драйвер Wi-Fi и стек TCP/IP. Когда станция находится в процессе подключения к точке доступа, различные процессы автоматически обрабатываются с помощью этой функции.

esp_netif_create_default_wifi_sta();

1	esp_netif_create_default_wifi_sta();

Затем мы инициализируем ресурс выделения Wi-Fi для драйвера Wi-Fi. Он отвечает за запуск задачи Wi-Fi. Он принимает единственный параметр cfg, который является указателем на уже инициализированную структуру конфигурации Wi-Fi, установленную в значение WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT(), так что инициализация конфигурации происходит со значениями по умолчанию. Здесь wifi_init_config_t — это структура, обозначающая параметры конфигурации стека Wi-Fi, которые передаются в функцию esp_wifi_init().

wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));

1 2	wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT(); ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));

Далее мы создаём два обработчика событий: один с именем 'instance_any_id' для всех событий Wi-Fi, а другой с именем 'instance_any_ip' — для событий, когда станция получает IP-адрес.

esp_event_handler_instance_t instance_any_id;
esp_event_handler_instance_t instance_got_ip;

1 2	esp_event_handler_instance_t instance_any_id; esp_event_handler_instance_t instance_got_ip;

Далее, у нас есть два регистра для экземпляров обработчика событий, которые мы настроили. Таким образом, задача приложения может зарегистрироваться для обратного вызова, который будет прослушивать события для Wi-Fi и TCP/IP. Первое событие — «ESP_EVENT_ANY_ID», а второе — «IP_EVENT_STA_GOT_IP». Следовательно, она будет прослушивать все события Wi-Fi (ESP_EVENT_ANY_ID) и событие IP, когда станция получит свой IP-адрес (IP_EVENT_STA_GOT_IP). Таким образом, функция обратного вызова event_handler будет вызвана, если произойдет любое из этих двух событий.

ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(WIFI_EVENT,
                                                        ESP_EVENT_ANY_ID,
                                                        &event_handler,
                                                        NULL,
                                                        &instance_any_id));
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(IP_EVENT,
                                                        IP_EVENT_STA_GOT_IP,
                                                        &event_handler,
                                                        NULL,
                                                        &instance_got_ip));

ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(WIFI_EVENT,

ESP_EVENT_ANY_ID,

&event_handler,

NULL,

&instance_any_id));

ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(IP_EVENT,

IP_EVENT_STA_GOT_IP,

&event_handler,

NULL,

&instance_got_ip));

Другие события Wi-Fi, которые мы можем использовать в нашем коде, включают:

typedef enum {
    WIFI_EVENT_STA_CONNECTED,            /**< ESP32 station connected to AP */
    WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED,         /**< ESP32 station disconnected from AP */
    WIFI_EVENT_AP_START,                 /**< ESP32 soft-AP start */
    WIFI_EVENT_AP_STOP,                  /**< ESP32 soft-AP stop */
} mdns_used_event_t;

typedef enum {

WIFI_EVENT_STA_CONNECTED, /**< ESP32 station connected to AP */

WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED, /**< ESP32 station disconnected from AP */

WIFI_EVENT_AP_START, /**< ESP32 soft-AP start */

WIFI_EVENT_AP_STOP, /**< ESP32 soft-AP stop */

} mdns_used_event_t;

В этой части мы задаём SSID и пароль сети, к которой хотим подключить наш ESP32, а также назначаем параметры безопасности.

    wifi_config_t wifi_config = {
        .sta = {
            .ssid = ESP_WIFI_SSID,
            .password = ESP_WIFI_PASSWORD,
            /* Setting a password implies station will connect to all security modes including WEP/WPA.
             * However these modes are deprecated and not advisable to be used. Incase your Access point
             * doesn't support WPA2, these mode can be enabled by commenting below line */
            .threshold.authmode = WIFI_AUTH_WPA2_PSK,
        },
    };

wifi_config_t wifi_config = {

.sta = {

.ssid = ESP_WIFI_SSID,

.password = ESP_WIFI_PASSWORD,

/* Setting a password implies station will connect to all security modes including WEP/WPA.

* However these modes are deprecated and not advisable to be used. Incase your Access point

* doesn't support WPA2, these mode can be enabled by commenting below line */

.threshold.authmode = WIFI_AUTH_WPA2_PSK,

};

Кроме того, мы устанавливаем режим Wi-Fi как «станция». Для этого мы используем функцию esp_wifi_set_mode() и передаем в качестве параметра параметр WiFI_MODE_STA.

ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA) );

1	ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA) );

Затем мы назначаем SSID и пароль нашей сети. Таким образом, драйвер Wi-Fi настраивается с использованием учетных данных сети точки доступа и режима Wi-Fi. После этого мы запускаем Wi-Fi-соединение с заданными параметрами.

ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(WIFI_IF_STA, &wifi_config) );
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start() );

1 2	ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(WIFI_IF_STA, &wifi_config) ); ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start() );

На этом этапе в журнале информации появляется сообщение «wifi_init_sta finished». Процесс инициализации Wi-Fi в режиме станции завершен.

ESP_LOGI(TAG, "wifi_init_sta finished.");

1	ESP_LOGI(TAG, "wifi_init_sta finished.");

Далее приложение переходит в заблокированное состояние, ожидая установки одного из битов в группе событий. Это происходит после инициализации и запуска Wi-Fi. Приложение остается в заблокированном состоянии до тех пор, пока не будет установлено соединение Wi-Fi (контролируется битом WIFI_CONNECTED_BIT) или пока соединение Wi-Fi не будет разорвано в течение максимального количества попыток (контролируется битом WIFI_FAIL_BIT).

Если функция event_handler() устанавливает значение WIFI_CONNECTED_BIT, указывающее на успешное подключение ESP32 к точке доступа, то в информационном журнале будет указано, что соединение установлено с SSID и паролем указанной точки доступа. Если же функция event_handler() устанавливает значение WIFI_FAIL_BIT, указывающее на невозможность подключения ESP32 к точке доступа даже после достижения максимального количества попыток, то в информационном журнале будет указано, что соединение с SSID и паролем указанной точки доступа не удалось.

 EventBits_t bits = xEventGroupWaitBits(s_wifi_event_group,
            WIFI_CONNECTED_BIT | WIFI_FAIL_BIT,
            pdFALSE,
            pdFALSE,
            portMAX_DELAY);

    if (bits & WIFI_CONNECTED_BIT)
    {
        ESP_LOGI(TAG, "connected to ap SSID:%s password:%s",
                 ESP_WIFI_SSID, ESP_WIFI_PASSWORD);
    }
    else if (bits & WIFI_FAIL_BIT)
    {
        ESP_LOGI(TAG, "Failed to connect to SSID:%s, password:%s",
                 ESP_WIFI_SSID, ESP_WIFI_PASSWORD);
    }
    else
    {
        ESP_LOGE(TAG, "UNEXPECTED EVENT");
    }

EventBits_t bits = xEventGroupWaitBits(s_wifi_event_group,

WIFI_CONNECTED_BIT | WIFI_FAIL_BIT,

pdFALSE,

portMAX_DELAY);

if (bits & WIFI_CONNECTED_BIT)

{

ESP_LOGI(TAG, "connected to ap SSID:%s password:%s",

ESP_WIFI_SSID, ESP_WIFI_PASSWORD);

}

else if (bits & WIFI_FAIL_BIT)

{

ESP_LOGI(TAG, "Failed to connect to SSID:%s, password:%s",

ESP_WIFI_SSID, ESP_WIFI_PASSWORD);

}

else

{

ESP_LOGE(TAG, "UNEXPECTED EVENT");

}

Кроме того, мы удаляем группу событий 's_wifi_event_group' с помощью функции vEventGroupDelete(). Она была создана ранее с помощью вызова функции xEventGroupCreate().

vEventGroupDelete(s_wifi_event_group);

1	vEventGroupDelete(s_wifi_event_group);

API-интерфейсы esp_http_server.h для размещения веб-сервера на ESP32

Функция send_web_page() отвечает за отправку полного HTTP-ответа путем вызова функции httpd_resp_send(). API httpd_resp_send() принимает три параметра. Первый параметр — это запрос, на который должен быть дан ответ. Второй параметр — это буфер, из которого необходимо получить контекст. Третий параметр — это длина буфера. В функции send_web_page() HTTP-ответ состоит из показаний температуры в градусах Цельсия и Фаренгейта, полученных в функции DS18B20_readings().

esp_err_t send_web_page(httpd_req_t *req)
{
    int response;
    DS18B20_readings();
    char response_data[sizeof(html_page) + 50];
    memset(response_data, 0, sizeof(response_data));
    sprintf(response_data, html_page, TempC, TempF);
    response = httpd_resp_send(req, response_data, HTTPD_RESP_USE_STRLEN);

    return response;
}

esp_err_t send_web_page(httpd_req_t *req)

{

int response;

DS18B20_readings();

char response_data[sizeof(html_page) + 50];

memset(response_data, 0, sizeof(response_data));

sprintf(response_data, html_page, TempC, TempF);

response = httpd_resp_send(req, response_data, HTTPD_RESP_USE_STRLEN);

return response;

}

Ниже представлена структура обработчика uri-get. Выбранный метод — HTTP_GET, URL — «/», а обработчик для этого — get_req_handler, который возвращает ответ send_web_page().

esp_err_t get_req_handler(httpd_req_t *req)
{
    return send_web_page(req);
}

httpd_uri_t uri_get = {
    .uri = "/",
    .method = HTTP_GET,
    .handler = get_req_handler,
    .user_ctx = NULL};

esp_err_t get_req_handler(httpd_req_t *req)

{

return send_web_page(req);

}

httpd_uri_t uri_get = {

.uri = "/",

.method = HTTP_GET,

.handler = get_req_handler,

.user_ctx = NULL};

Следующая функция запустит HTTP-веб-сервер и вернет сервер, который будет являться HTTP-дескриптором.

httpd_handle_t setup_server(void)
{
    httpd_config_t config = HTTPD_DEFAULT_CONFIG();
    httpd_handle_t server = NULL;

    if (httpd_start(&server, &config) == ESP_OK)
    {
        httpd_register_uri_handler(server, &uri_get);
    }

    return server;
}

httpd_handle_t setup_server(void)

{

httpd_config_t config = HTTPD_DEFAULT_CONFIG();

httpd_handle_t server = NULL;

if (httpd_start(&server, &config) == ESP_OK)

{

httpd_register_uri_handler(server, &uri_get);

}

return server;

}

Процесс начинается с определения конфигурации по умолчанию и присваивает пустое значение дескриптору HTTP-сервера. Оно устанавливается как NULL.

Функция httpd_start() запускает HTTP-сервер. Она принимает два параметра: конфигурацию для нового экземпляра сервера и дескриптор этого экземпляра. Если экземпляр был успешно создан, что означает, что функция вернула ESP_OK, то мы зарегистрируем обработчики URI. Функция принимает два параметра. Первый параметр — это дескриптор экземпляра HTTP-сервера, в данном случае 'server'. Второй параметр — это указатель на обработчик, который мы хотим зарегистрировать, — uri_get.

app_main()

Внутри функции app_main() сначала инициализируется NVS путем вызова функции nvs_flash_init(). Затем проверяется, не содержит ли раздел NVS пустых страниц или содержит ли он данные в формате, отличном от текущей версии кода. Если выполняется хотя бы одно из этих условий, то с помощью функции nvs_flash_erase() происходит очистка флэш-памяти NVS и повторная инициализация.

    // Initialize NVS
    esp_err_t ret = nvs_flash_init();
    if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND)
    {
        ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
        ret = nvs_flash_init();
    }
    ESP_ERROR_CHECK(ret);

// Initialize NVS

esp_err_t ret = nvs_flash_init();

if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND)

{

ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());

ret = nvs_flash_init();

}

ESP_ERROR_CHECK(ret);

Затем мы выведем в терминале “ESP_WIFI_MODE_STA” и вызовем функцию connect_wifi() для подключения к Wi-Fi в режиме станции.

    ESP_LOGI(TAG, "ESP_WIFI_MODE_STA");
    connect_wifi();

1 2	ESP_LOGI(TAG, "ESP_WIFI_MODE_STA"); connect_wifi();

Если ESP32 успешно подключается к сети Wi-Fi, вызывается функция setup_server() для запуска HTTP-веб-сервера, и терминал выводит сообщение о том, что веб-сервер запущен. В противном случае терминал ESP-IDF выводит сообщение о сбое сети.

       if (wifi_connect_status)
    {
        setup_server();
        ESP_LOGI(TAG, "Web Server is up and running\n");
    }
    else
        ESP_LOGI(TAG, "Failed to connected with Wi-Fi, check your network Credentials\n");

if (wifi_connect_status)

{

setup_server();

ESP_LOGI(TAG, "Web Server is up and running\n");

}

else

ESP_LOGI(TAG, "Failed to connected with Wi-Fi, check your network Credentials\n");

Компиляция скетча

Для прошивки микросхемы введите следующую команду в последовательном терминале. Не забудьте заменить COM-порт на тот, через который подключена ваша плата.

idf.py -p COMX flash monitor

1	idf.py -p COMX flash monitor

После успешной прошивки кода вы можете просмотреть все информационные журналы. Сначала инициализируется Wi-Fi станции. Затем мы можем просмотреть esp_netif_handlers, который включает IP-адрес, маску и адрес шлюза. Затем мы получаем запись «получен IP-адрес», за которой следует сам IP-адрес. Мы будем использовать этот IP-адрес для доступа к веб-серверу.

Откройте новый веб-браузер и введите IP-адрес, полученный в терминале, затем нажмите Enter. Откроется веб-сервер ESP32 DS18B20, отображающий показания температуры, которые обновляются каждые несколько секунд.