arduino平台esp32主从板tcp通信

<think>我们正在Arduino平台上实现ESP32主从板之间的TCP通信。根据引用内容，我们知道可以通过WiFi建立TCP连接，其中一方作为服务器（TCPServer），另一方作为客户端（TCPClient）。引用[1]和[3]提到了TCPServer/Client的编程实践。步骤：1.配置WiFi网络：确保两个ESP32连接到同一个WiFi网络（或一个ESP32作为AP，另一个作为STA连接至该AP）。2.选择通信模式：一个ESP32作为TCP服务器（Server），另一个作为TCP客户端（Client）。3.编写代码：服务器等待客户端连接，客户端连接到服务器后即可互相发送数据。我们将提供两个示例代码：一个用于服务器（从机），一个用于客户端（主机）。注意事项：-服务器需要设置一个固定的IP地址，或者客户端通过服务器的热点名称（如果服务器作为AP）进行连接。但更常见的做法是两者都连接到同一个路由器，服务器使用固定IP或者通过mDNS（如使用hostname）进行连接，或者通过广播服务器IP。-这里我们假设两者都连接到同一个路由器，服务器使用固定本地IP（例如192.168.1.100）或动态获取IP（客户端可以通过服务器的主机名连接，但Arduino中需要实现MDNS，或者通过广播发现，为简化，我们使用固定IP）。但是，在Arduino的WiFi库中，我们可以设置静态IP，但需要确保该IP在路由器中未被使用，或者使用DHCP并打印出服务器的IP，然后客户端使用该IP连接。我们这里先采用动态IP，并在服务器启动后打印IP地址，然后客户端代码中手动填入该IP。另一种方法是使用AP模式：让一个ESP32（服务器）作为AP，另一个作为STA连接到这个AP。这样服务器的IP地址固定（通常为192.168.4.1），客户端连接至该AP后直接连接这个IP即可。我们将分别提供两种方式的代码（同一路由器下的动态IP和AP模式）。但用户要求是主从板之间的TCP通信，这里我们以同一路由器下的动态IP为例，并且提供AP模式作为备选。###方案一：同一路由器下（动态IP，需要串口打印服务器IP）-服务器（TCPServer）：1.连接到WiFi（STA模式）。2.启动TCP服务器，监听端口（例如12345）。3.打印服务器的IP地址，以便客户端使用。-客户端（TCPClient）：1.连接到同一WiFi（STA模式）。2.根据服务器打印的IP地址，连接服务器的TCP端口（12345）。###方案二：AP模式（服务器作为AP）-服务器（AP）：1.设置ESP32为AP模式，创建热点（如SSID:ESP32_AP,密码：12345678）。2.启动TCP服务器，监听端口（12345），服务器IP固定为192.168.4.1。-客户端（STA）：1.连接至AP（SSID:ESP32_AP,密码：12345678）。2.连接服务器IP（192.168.4.1）的端口12345。我们根据用户需求选择方案一（同一路由器下），因为更常见。如果用户没有路由器，也可以选择方案二（AP模式），我们将提供两个方案的示例。这里我们以方案一为基础编写代码。注意：需要在客户端代码中手动填入服务器IP（从串口监视器获取）。###服务器代码（TCPServer）```arduino#include<WiFi.h>constchar*ssid="your_SSID";//替换为你的WiFi名称constchar*password="your_PASSWORD";//替换为你的WiFi密码WiFiServerserver(12345);//端口号12345voidsetup(){Serial.begin(115200);//连接WiFiWiFi.begin(ssid,password);while(WiFi.status()!=WL_CONNECTED){delay(500);Serial.print(".");}Serial.println("\nWiFiconnected.");//启动TCP服务器server.begin();Serial.println("TCPserverstarted.");//打印服务器的IP地址Serial.print("ServerIPaddress:");Serial.println(WiFi.localIP());}voidloop(){//等待客户端连接WiFiClientclient=server.available();if(client){Serial.println("Newclientconnected.");//与客户端通信while(client.connected()){//如果有数据可读if(client.available()>0){charc=client.read();Serial.print(c);//回显给客户端client.write(c);}}client.stop();Serial.println("Clientdisconnected.");}}```###客户端代码（TCPClient）```arduino#include<WiFi.h>constchar*ssid="your_SSID";//替换为你的WiFi名称constchar*password="your_PASSWORD";//替换为你的WiFi密码constchar*server_ip="192.168.1.100";//替换为服务器打印的IP地址constintserver_port=12345;WiFiClientclient;voidsetup(){Serial.begin(115200);//连接WiFiWiFi.begin(ssid,password);while(WiFi.status()!=WL_CONNECTED){delay(500);Serial.print(".");}Serial.println("\nWiFiconnected.");//连接TCP服务器if(client.connect(server_ip,server_port)){Serial.println("Connectedtoserver.");client.write("HelloServer!");//发送一条消息}else{Serial.println("Connectionfailed.");}}voidloop(){//如果连接成功，接收服务器返回的数据并打印if(client.connected()&&client.available()){charc=client.read();Serial.print(c);}//定期发送数据（例如每5秒）staticunsignedlonglast_time=0;if(millis()-last_time>=5000){last_time=millis();if(client.connected()){client.write("Pingfromclient.");Serial.println("Sent:Pingfromclient.");}}}```###使用步骤：1.将服务器代码上传到作为服务器的ESP32（从机）上。2.打开串口监视器，记录服务器的IP地址。3.修改客户端代码中的`server_ip`为刚刚记录的IP地址。4.将客户端代码上传到作为客户端的ESP32（主机）上。5.打开两个串口监视器（分别对应服务器和客户端），观察通信情况。说明：-服务器在收到客户端的数据后会回显（echo）相同的数据给客户端。-客户端在启动时发送"HelloServer!"，然后每隔5秒发送"Pingfromclient."。-服务器会打印收到的数据，同时回显给客户端，客户端打印收到的回显数据。###方案二（AP模式）的调整：如果需要使用AP模式（服务器作为热点），修改服务器代码：在服务器代码的setup()中，将连接WiFi的部分改为启动AP模式：```arduino//删除连接WiFi的代码，改为：WiFi.softAP("ESP32_AP","12345678");//设置热点名称和密码Serial.print("APIPaddress:");Serial.println(WiFi.softAPIP());//打印AP的IP地址（通常是192.168.4.1）```客户端代码中：-修改连接的SSID和密码为热点的SSID和密码（即ESP32_AP和12345678）。-修改server_ip为"192.168.4.1"。###注意事项：1.确保两个代码中使用的端口一致（这里都是12345）。2.同一路由器下，如果路由器开启了防火墙，可能需要配置允许该端口。3.实际应用中，应加入错误处理和重连机制。###相关问题：1.如何实现多个客户端连接？上面的服务器一次只能连接一个客户端，如需多个，需要使用多个WiFiClient对象并采用非阻塞方式，或者使用多任务（FreeRTOS）。2.如何加密通信？考虑使用TLS（SSL）加密传输。3.如何实现更复杂的协议（如HTTP）？</think> 在Arduino平台上实现两个ESP32板之间的TCP通信，可参考以下配置方案和示例代码。根据引用内容，建议采用主从结构（主机作为TCP客户端，从机作为TCP服务器），并使用WiFi通信模式[^1][^3]。 ### 一、硬件配置方案 ```mermaid graph LR A[主机ESP32] -->|WiFi TCP| B[从机ESP32] B -->|AP模式| C[路由器/热点] A -->|STA模式| C ``` **关键参数说明：** - 通信方式：WiFi TCP/IP - 传输距离：50-100米 - 主机角色：TCP客户端（发起连接） - 从机角色：TCP服务器（监听端口） - 建议端口：333（可自定义3000-50000） --- ### 二、从机代码（TCP服务器） ```arduino #include <WiFi.h> const char* ssid = "Your_AP_SSID"; // 修改为热点名称 const char* password = "Your_AP_PASS"; // 修改为热点密码 WiFiServer server(333); // 监听端口333 void setup() { Serial.begin(115200); // 连接WiFi WiFi.begin(ssid, password); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); Serial.print("."); } Serial.println("\nWiFi connected!"); Serial.print("Server IP: "); Serial.println(WiFi.localIP()); // 打印从机IP（需告知主机） server.begin(); // 启动TCP服务器 } void loop() { WiFiClient client = server.available(); if (client) { Serial.println("Client connected"); while (client.connected()) { if (client.available()) { String data = client.readStringUntil('\n'); Serial.print("Received: "); Serial.println(data); // 回传响应（可选） client.print("ACK: " + data + "\n"); } } client.stop(); Serial.println("Client disconnected"); } } ``` --- ### 三、主机代码（TCP客户端） ```arduino #include <WiFi.h> const char* ssid = "Your_AP_SSID"; // 与从机相同的热点 const char* password = "Your_AP_PASS"; const char* server_ip = "192.168.1.100"; // 修改为从机实际IP const int server_port = 333; // 与从机端口一致 WiFiClient client; void setup() { Serial.begin(115200); WiFi.begin(ssid, password); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); Serial.print("."); } Serial.println("\nWiFi connected!"); // 连接TCP服务器 if (client.connect(server_ip, server_port)) { Serial.println("Connected to server"); } else { Serial.println("Connection failed!"); } } void loop() { if (client.connected()) { // 发送数据（示例） client.print("Hello from Host!\n"); // 接收响应（可选） if (client.available()) { String response = client.readStringUntil('\n'); Serial.println("Server: " + response); } } delay(2000); // 每2秒发送一次 } ``` --- ### 四、配置步骤 1. **硬件准备**： - 两个ESP32开发板（如ESP32-DevKitC） - 共用同一个WiFi热点（路由器或手机热点） 2. **参数配置**： - 修改代码中的热点名称(`Your_AP_SSID`)和密码(`Your_AP_PASS`) - 在从机串口监视器查看并记录IP地址（格式如`192.168.1.100`） - 将IP填入主机代码的`server_ip`变量 3. **上传顺序**： ```mermaid sequenceDiagram 参与者 从机->>从机: 上传服务器代码 从机->>串口监视器: 显示IP地址 参与者 主机->>主机: 填入从机IP后上传客户端代码 ``` 4. **测试流程**： - 打开两个串口监视器（波特率115200） - 主机每2秒发送消息，从机接收并打印 - 成功标志：主机显示`Connected to server`，从机显示`Client connected` --- ### 五、常见问题解决 1. **连接失败**： - 检查热点信号强度（RSSI > -70dBm） - 确认防火墙未拦截端口333 - 重启路由器释放IP冲突 2. **数据丢失**： - 添加数据分隔符（如`\n`） - 减少发送频率（参考代码中的`delay(2000)`） - 增加重发机制： ```arduino // 在主机发送代码后添加 if (!client.connected()) { client.connect(server_ip, server_port); // 自动重连 } ``` 3. **AP模式优化**： 若使用ESP32自建热点（替代路由器）： ```arduino // 在从机setup()中添加 WiFi.softAP("ESP32_AP", "12345678"); // 创建热点 Serial.print("AP IP: "); Serial.println(WiFi.softAPIP()); // 默认IP 192.168.4.1 ``` --- ### 六、进阶应用 1. **多从机扩展**：采用端口复用或IP广播实现1对N通信[^2] 2. **数据加密**：添加TLS/SSL层（需使用`WiFiClientSecure`） 3. **低功耗优化**：在`loop()`中添加`esp_sleep_enable_timer_wakeup()`实现间歇唤醒