东大比赛第三课

UUUUU

WiFi模块相关代码说明

板载模组的AT指令

关于WIFI模块，需要注意的是AT指令的运用，模组的通用指令文件在安信可官网可查到：指令链接

发送AT指令以及处理回复的消息

主控芯片使用串口2向模块发送AT指令，基础的硬件初始化已经在库中写好了。使用WIFI模块中只需要学会使用下面三个函数便可以完成发送AT指令的操作。

成员函数	功能描述
`Wifi()`	构造函数
`void init(u32 baudrate)`	初始化WiFi模块（默认设置波特率为115200）
`u8 sendATCmd(u8 cmd, u8 resp, u32 timeout)`	发送AT指令
`u8 sendATCmd(u8 cmd, u8 resp, u32 timeout, u8 *recvData, u16 recvBufSize)`	发送AT指令（支持接收数据存储）

下面为相关函数用法

#include <stdio.h>              // 引入标准输入输出库，用于 printf、sprintf 等函数
#include "wifi.h"               // 引入自定义的 WiFi 模块驱动头文件

#define WIFI_SSID ""            // WiFi 名称，需替换为你自己的 SSID
#define WIFI_PASSWORD ""        // WiFi 密码，需替换为你自己的密码

Wifi wifi;                      // 创建一个 Wifi 类的实例，用于控制 WiFi 模块
u8 recvBuf[1024];                // 定义一个 1024 字节的缓冲区，用于存放从 WiFi 模块接收到的数据
u16 result = 1024;               // 定义接收缓冲区大小变量（这里直接等于 1024）

void setup() {                  // Arduino 初始化函数，只在启动时执行一次
  Serial.begin(115200);          // 初始化串口通信，波特率 115200，用于调试打印

  wifi.init(115200);             // 初始化 WiFi 模块，设置串口波特率 115200

  // 发送 AT 指令，等待返回 "OK"，超时时间 2000ms，用来检测模块是否正常工作
  wifi.sendATCmd((u8 *)"AT", (u8 *)"OK", 2000);

  // 查询当前 WiFi 模式，期望返回 "+WMODE:1"（Station 模式），超时 2000ms
  wifi.sendATCmd((u8 *)"AT+WMODE?", (u8 *)"+WMODE:1", 2000);

  u8 connectCmd[128];            // 定义一个 128 字节的数组，用于存放连接 WiFi 的 AT 指令
  // 格式化生成连接 WiFi 的 AT 命令，例如：AT+WJAP=SSID,PASSWORD
  sprintf((char *)connectCmd, "AT+WJAP=%s,%s", WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
  // 发送连接 WiFi 的 AT 指令，等待获取 IP 地址事件 "+EVENT:WIFI_GOT_IP"，超时 10000ms
  wifi.sendATCmd(connectCmd, (u8 *)"+EVENT:WIFI_GOT_IP", 10000);

  // 发送 HTTP 请求获取天气数据
  // 注意：这里原代码换行写法会导致编译错误，建议合并成一行或使用续行符
  wifi.sendATCmd(
    (u8 *)"AT+HTTPCLIENTLINE=1,3,application/json,api.seniverse.com,80,https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=SyrYSW2nxI29Gqr4S&location=nanjing&language=zh-Hans",
    (u8 *)"OK",                 // 期望返回 "OK"
    10000,                      // 超时时间 10000ms
    recvBuf,                    // 接收数据缓冲区
    result                      // 缓冲区大小
  );

  // 通过串口打印接收到的原始天气数据
  Serial.printf("原始数据：%s\r\n", recvBuf);
}

void loop() {                   // Arduino 主循环函数，会不断重复执行
}

1. 代码解析

这段 Arduino 代码的作用是：

初始化串口（用于调试输出）；
初始化 WiFi 模块（通过串口和它通信）；
用 AT 指令控制 WiFi 模块：
- 检测模块是否在线；
- 设置/查询 WiFi 模式；
- 连接到指定 WiFi 网络；
- 发送 HTTP 请求获取天气数据；
把收到的数据打印到电脑串口监视器。

2. 串口和 AT 指令在这个例子里的角色

串口（UART）

Arduino ↔ WiFi 模块 之间的通信通道；
就像一根“电话线”，把 Arduino 发的 AT 指令传到 WiFi 模块，同时把模块的回复传回 Arduino；
在代码里：
```
  Serial.begin(115200); // 电脑 ↔ Arduino 的串口，用于调试
  wifi.init(115200);    // Arduino ↔ WiFi 模块的串口，波特率必须一致
```
注意：这里有两个串口概念：
- 一个是 Arduino 自带的 USB 串口（和电脑通信，调试用）；
- 另一个是 Arduino 和 WiFi 模块连接的串口（硬件 UART 引脚，比如 D0/D1）。

AT 指令

Arduino 发给 WiFi 模块的“命令”，模块收到后执行相应动作；
每条指令都以 "AT" 开头，以 回车换行 结尾（\r\n）；
在代码里：
```
  wifi.sendATCmd((u8 *)"AT", (u8 *)"OK", 2000);
```
意思是：
- 发 "AT" 指令；
- 等待返回 "OK"；
- 超时 2000 毫秒（2 秒）。

3. 代码执行流程（串口 + AT 指令）

启动 & 初始化
```
   Serial.begin(115200);
   wifi.init(115200);
```
- 打开 Arduino 与电脑之间的串口（调试用）；
- 打开 Arduino 与 WiFi 模块之间的串口（波特率 115200）。
检测模块是否在线
```
   wifi.sendATCmd((u8 *)"AT", (u8 *)"OK", 2000);
```
- Arduino 通过串口发 "AT" 给 WiFi 模块；
- 如果模块正常，会回 "OK"；
- 如果没回，说明串口没接好或模块坏了。
查询 WiFi 模式
```
   wifi.sendATCmd((u8 *)"AT+WMODE?", (u8 *)"+WMODE:1", 2000);
```
- 问模块当前的 WiFi 模式；
- 期望返回 +WMODE:1（Station 模式）。

连接 WiFi

   sprintf((char *)connectCmd, "AT+WJAP=%s,%s", WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
   wifi.sendATCmd(connectCmd, (u8 *)"+EVENT:WIFI_GOT_IP", 10000);

生成连接指令，例如：
```
     AT+WJAP=MyWiFi,12345678
```
发过去后，等待模块连上 WiFi 并获取 IP（返回 +EVENT:WIFI_GOT_IP）。

HTTP 请求天气数据

   wifi.sendATCmd(
     (u8 *)"AT+HTTPCLIENTLINE=1,3,application/json,api.seniverse.com,80,https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=your&location=nanjing&language=zh-Hans",
     (u8 *)"OK",
     10000,
     recvBuf,
     result
   );

发 HTTP GET 请求给天气 API；
模块会把服务器返回的 JSON 数据通过串口传回 Arduino，存到 recvBuf。

打印结果
```
   Serial.printf("原始数据：%s\r\n", recvBuf);
```
- 把收到的天气 JSON 数据通过 电脑串口监视器 显示出来。

4. 串口 ↔ AT 指令的关系图

电脑（串口监视器） <--USB串口--> Arduino <--硬件串口(UART)--> WiFi模块
       ↑                                ↑
    调试打印                           发AT指令/收回复

Arduino ↔ WiFi 模块：用串口线连接，传递 AT 指令和数据；
Arduino ↔ 电脑：用 USB 串口，方便你看到调试信息。

总结：

串口是 Arduino 和 WiFi 模块之间的“对话通道”；
AT 指令是 Arduino 对 WiFi 模块说的“命令语言”；
代码就是通过串口发 AT 指令，让 WiFi 模块去连接网络、请求数据，然后把结果显示给你看。

案例使用AT指令连接WIFI

心知天气API的使用方法

注册并获取API密钥
在心知天气官网注册账号后，登录并创建应用，系统会分配一个唯一的API密钥，用于所有API请求的身份验证。请妥善保管该密钥。
构造HTTP请求
选择合适的API接口后，通过HTTP请求获取数据。例如，获取实时天气信息的请求格式如下：
https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=YOUR_API_KEY&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c

解析返回数据
API返回的数据为JSON格式，包含天气信息。以下是示例返回数据：

    {"results":[{"location":{"id":"WTSQQYHVQ973","name":"南京","country":"CN","path":"南京,南京,江苏,中国",
    "timezone":"Asia/Shanghai","timezone_offset":"+08:00"},
    "now":{"text":"阴","code":"9","temperature":"22"},"last_update":"2025-09-24T10:07:29+08:00"}]}

实现代码示例

#include <stdio.h>
#include "wifi.h"
#include <ArduinoJson.h>  // 需安装ArduinoJson库（版本6以上）

#define WIFI_SSID ""    // 替换为你的WiFi名称
#define WIFI_PASSWORD ""    // 替换为你的WiFi密码

Wifi wifi;

// 初始化WiFi
u8 AI_WB2_InitWiFi(void)
{
    printf("Initialize AI-WB2-12S...\r\n");

    if (wifi.sendATCmd((u8 *)"AT", (u8 *)"OK", 2000) != 0)
        return 1;

    if (wifi.sendATCmd((u8 *)"AT+WMODE?", (u8 *)"+WMODE:1", 2000) != 0)
        return 1;
    delay(1000);

    u8 connectCmd[128];
    sprintf((char *)connectCmd, "AT+WJAP=%s,%s", WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
    if (wifi.sendATCmd(connectCmd, (u8 *)"+EVENT:WIFI_GOT_IP", 10000) != 0)
        return 1;

    return 0;
}

// 从接收数据中提取JSON字符串
char* extractJsonString(char* data) {
    char* start = strstr(data, "{");  // 查找JSON起始符
    char* end = strrchr(data, '}');   // 查找最后一个JSON结束符
    if (start && end) {
        end[1] = '\0';  // 截断多余内容（包括后面的OK）
        return start;
    }
    return NULL;
}

// 解析天气数据
void parseWeatherData(char* jsonStr) {
    if (!jsonStr) {
        Serial.println("未找到有效的JSON数据");
        return;
    }

    // 分配足够的缓冲区（根据实际JSON大小调整）
    const size_t capacity = 512;
    DynamicJsonDocument doc(capacity);

    DeserializationError error = deserializeJson(doc, jsonStr);
    if (error) {
        Serial.print("JSON解析错误: ");
        Serial.println(error.c_str());
        return;
    }

    // 提取数据
    const char* location = doc["results"][0]["location"]["name"];
    const char* time = doc["results"][0]["last_update"];
    const char* weather = doc["results"][0]["now"]["text"];
    const char* temp = doc["results"][0]["now"]["temperature"];

    // 打印结果
    Serial.println("\n===== 天气信息 =====");
    Serial.print("地点: ");
    Serial.println(location);
    Serial.print("时间: ");
    Serial.println(time);
    Serial.print("天气: ");
    Serial.println(weather);
    Serial.print("温度: ");
    Serial.print(temp);
    Serial.println("°C");
    Serial.println("====================");
}

u8 recvBuf[1024];
u16 result = 1024;

void setup()
{
    Serial.begin(115200);
    wifi.init(115200);

    if (AI_WB2_InitWiFi() == 0)
    {
        Serial.println("WiFi连接成功，正在获取天气数据...");
        // 发送HTTP请求
        wifi.sendATCmd(
            (u8 *)"AT+HTTPCLIENTLINE=1,3,application/json,api.seniverse.com,80,
            https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=SyrYSW2nxI29Gqr4S&location=nanjing&language=zh-Hans", 
            (u8 *)"OK", 
            10000,
            recvBuf,
            result
        );

        Serial.printf("接收数据长度：%d\r\n", result);
        Serial.printf("原始数据：%s\r\n", recvBuf);

        // 提取并解析JSON
        char* jsonStr = extractJsonString((char*)recvBuf);
        parseWeatherData(jsonStr);
    }
    else
    {
        Serial.println("WiFi连接失败");
    }
}

void loop()
{
    delay(300000);  // 每5分钟刷新一次
    setup();
}