ESP8266: подключение, прошивка и работа с AT-командами

разделы: Интернет вещей , дата: 21 ноября 2018г.

Появившись четыре года, назад модули на базе чипа ESP8266 наделали много шума, прежде всего своей ценой. Производителем чипов была на тот момент никому неизвестная китайская фирма "Espressif Systems", зарегистрированная в Шанхае. Спустя некоторое время, многие фирмы представили на рынок аналогичные модули собственного изготовления, но по цене они были (и есть) в два - пять раз дороже модулей на ESP8266.

В 2016-ом году, фирма "Espressif Systems" представила на рынок ESP32, который существенно превосходил по своим возможностям ESP8266, и интерес к ESP8266 начал сходить на нет.

ESP32 это двухядерный микроконтроллер, или SOC если угодно, работающий на частоте 240MHz и снабженный радио-интерфейсами: WIFI стандарта 802.11 n (2.4 GHz), с пропускной способностью до 150 Mbps, и Bluetooth Low Energy стандарта 4.2, который был принят четыре года назад. ЦПУ имеет архитектуру Xtensa, есть аппаратная поддержка чисел с плавающей запятой, 7-уровневый конвейер, 520 кБ(!) ОЗУ, и многое другое (см. документацию: ESP32 Datasheet).

Если конкурентов ESP8266 изготавливают все кому не лень, то у ESP32 конкурентов с сопоставимой ценой фактически нет.

Модули на ESP8266 послужили основой для огромного количества "умных розеток" и им подобных устройств. Если говорить о ESP12 модулях, то здесь имеется около 50 Кбайт ОЗУ, 4 Мбайт флеш-памяти, частота ЦПУ 80МГц, встроенный WiFi контроллер. При этом цена за все это добро - около двух долларов. К сожалению, фирма производитель не предоставляет документацию на чип. Модули поставляются как готовые устройства с AT-интерфейсом и с возможностью программирования через Arduino IDE, используя для этого официальный SDK. Поэтому все изыскания относительно устройства аппаратной части ESP8266 являются результатом исследования энтузиастов.

В статье разбирается подключение, прошивка, и работа с AT командами ESP8266. Изначально статья была целиком посвящена только ESP8266, но впоследствии я решил добавить главу о перепрошивке модуля с ESP32. AT команды в ESP32 практически все те же, что и в ESP8266, так что, все сказанное относительно работы с AT-командам ESP8266 можно отнести и к ESP32.

Большая часть материала статьи посвящена режиму работы ESP8266, когда он работает в режиме WIFI модема с AT-интерфейсом. Разбираются типовые вопросы: как настроить, что-то скачать, переслать свои данные на сервер, и т.д. Предполагается, что уровень знаний читателя о сетях нулевой. Поэтому я постарался расписать всё максимально доходчиво. Для наглядности, показана работа с программами tcpdump и Wireshark для анализа трафика ESP8266. В качестве вспомогательного оборудования используется WiFi роутер с прошивкой OpenWRT, но вместо него можно использовать любой компьютер с Linux.

    Список используемой документации:
  1. ESP8266 Overview | Espressif Systems Страница продукта на сайте производителя.
  2. ESP8266EX Resources | Espressif Systems Страница с материалами на сайте производителя.
  3. ESP8266 SDK Getting Started Guide
  4. ESP8266 Technical Reference
  5. ESP-01/07/12 Series Modules User's Manual
  6. ESP8266 AT Instruction Set
  7. ESP8266 AT Command Examples
  8. ESP32 AT Instruction Set and Examples
  9. Netcat Cheat Sheet
  10. Статья: "ESP8266 - подключение и обновление прошивки – esp8266"
  11. Статья на хабре: "Reverse Engineering ESP8266 — часть 1"
  12. Статья на хабре: "Reverse Engineering ESP8266 — часть 2"
  13. Книга Дэвида Тейнсли "Linux и UNIX: программирование в shell. Руководство разработчика", глава 29 "Сценарии cgi".

Содержание:

    I. Описание ESP8266
  1. Распиновка и подключение модулей ESP12
  2. Формат загрузочного лога, режимы работы SPI флеш-памяти
  3. Баг в Linux драйвере USB-UART преобразователя CP2102
    II. Прошивка ESP8266
  1. Использование esptool
  2. Первый способ прошивки
  3. Второй способ прошивки
  4. Третий способ прошивки
  5. Прошивка модуля ESP12E AT-интерпретатором версии 1.7.0 (август 2018г)
    III. Использование связки ESP8266 + OpenWRT
  1. Связка OpenWRT + ESP8266, использование сниффера tcpdump и анализатора траффика Wireshark для иследования трафика ESP8266
  2. Получение даты и времени через сеть, используя NTP
    IV. Связь ESP8266 с Web сервером на OpenWRT
  1. Связь ESP8266 с Web сервером на OpenWrt: настройка OpenWRT
  2. АТ-команды для установки TCP/UDP соединения
  3. Получение web-страницы от сервера на OpenWRT
  4. Получение лога погоды от сервера на OpenWRT
    V. Связь ESP8266 с Web сервером на OpenWRT посредством CGI скриптов
  1. Управление OpenWRT через ESP8266 посредством CGI интерфейса
  2. Отправка данных от ESP8266 на web-сервер OpenWRT через GET запрос
  3. Отправка данных от ESP8266 на web-сервер OpenWRT через POST запрос
    VI. Прозрачный режим соединения (UART-WiFi passthrough)
  1. Управление Linux/OpenWRT используя режим "UART-WiFi passthrough"
    VI. Плата NodeMCU с модулем ESP-WROOM-32
  1. Прошивка ESP32 в интерпретатор AT-команд

1) Распиновка и подключение модулей ESP12

Распиновка модулей ES8266

Т.к. я счастливый обладатель двух модулей ESP12E и одного NodeMCU v.3 (он тоже на базе ESP12E), то далее речь пойдёт именно о них.

Распиновка модуля ESP12E:

Перед впаиванием модуля в плату я сделал фото обратной стороны модуля, где были нанесены обозначения выводов, после чего фотографию совместил со схемой распиновки: "вид сверху" :

Замечу, что модуль имеет светодиод подключённый к GPIO_2.

Модули ESP12E/ESP12F были спроектированы компанией Ai-Thinker. У них на сайте имеется хороший мануал по модулям их производства: ESP-01/07/12 Series Modules User's Manual. Но фактически, модули могут изготавливаются в Китае кем угодно.

Посмотреть модельный ряд модулей Ai-Thinker на базе чипа ESP8266, можно на следующей картинке:

Из всего ряда в ходу сейчас остались: ESP01 который имеет выводы с шагом 2.5 мм, ESP07 который имеет разъём для внешней антенны, и ESP12E/ESP12F. Замечу, что модули ESP01 идут с флешкой на 1 мегабайт, а первые модели шли вообще с 512кБ флеш-памяти.

Распиновка модуля Nodemcu v.3:

Здесь имеется две кнопки: "RESET", и непонятная кнопка "FLASH". Непонятна она потому, что прошивка у NodeMCU происходит в автоматическом режиме, кнопку "FLASH" для этого зажимать не нужно. Также NodeMCU имеет линейный стабилизатор на 3.3 Вольт и USB-UART преобразователь на чипе CP2102. Данную плату можно использовать с беспаячной макеткой, в то время как вариант платы с чипом ch340g туда уже не влазит. Т.е. влазить то он влазит, но при этом закрывает все контактные ячейки.

К недостаткам платы NodeMCU я отнесу то, что она не умеет работать с режимом глубокого сна ESP8266 (deep sleep). После "засыпания" проснуться ESP8266 уже не может, приходится нажимать Reset.

Фирма "Espressif Systems" выпускает свой модуль на базе ESP8266 под обозначением ESP-WROOM-02. В документации во всех примерах используется именно он. Данный модуль имеет сертификат FCC для продажи на территории США:

Заметьте, что на плате имеется знак чувствительности к электростатике. Зимой при сухом воздухе это особенно актуально.

Подключение модуля

Если плату NodeMCU можно сразу подключать к USB-порту компьютера, то с модулем ESP12 придётся немного повозится.

Нам понадобится USB-UART преобразователь с 3.3 вольтовой логикой, паяльник и несколько проводов. В ESP8266 SDK Getting Started Guide приводится следующая схема подключения:

На фотографии слева видны три провода ведущие к USB-UART преобразователю, "земля" подключена к GPIO_0 и GPIO_15, питание 3.3 Вольт подаётся на EN-пин.

Выглядит это так:

Обратите внимание на жёлтый провод с коннектором. При включении, ESP8266 проверяет состояние GPIO_0. Если он оказывается подключён к "земле", то ESP8266 входит в режим прошивки и какое-то время ждёт, поступление прошивки через UART. Т.о. для прошивки ESP8266 контакт GPIO_0 должен быть подтянут к "земле", для обычной работы он должен быть свободен.

В случае использования модуля ESP12E, подключение будет таким:

Здесь кроме всего прочего, в питанию подтягивается ещё и RESET.

Но всё-таки скрутки проводов - это не дело. Мой взгляд на али привлёк такой адаптер:

Здесь уже есть пара подтягивающих резисторов: GPIO_15 к "земле" и CP_PD/EN к питанию. Отсутствует нижняя группа контактов, но она используется чипом ESP8266 для соединения с флеш-памятью, т.е. для вас она бесполезна. На обратной стороне адаптера имеется опциональная площадка для линейного регулятора на 3.3В в корпусе SOT-89, но вот конденсаторы для него впаивать некуда, так что это площадка бесполезна. В макетку этот адаптер тоже не запихнёшь, габариты не позволят. Но в остальном, на мой взгляд это лучше чем скрутка проводов.

И все-таки я решил делать свою плату. Я уже упоминал, что весной у меня была возможность заказать два комплекта печатных плат в Китае. И если первым комплектом была STM8 Board, то вторым комплектом я заказал платы для ESP8266.

В качестве схемы я выбрал простую схему из статьи "ESP8266 - подключение и обновление прошивки – esp8266":

Я не пытался предварительно собрать её на макетке, чтобы проверить работоспособность, или найти ошибки. Поэтому косяки я отлавливал уже на "железе" ;)

Что же с этой схемой не так? Во-первых, здесь перепутаны контакты GPIO_4 и GPIO_5. К счастью, в моем случае это оказалось не принципиально. Во-вторых, здесь не хватает кнопки на CH_PD/EN. Этот пин отключает питание esp8266. Когда требуется перепрошить ESP12, то приходится выполнять такую последовательность: "Отключите CH_PD от питания, подключите GPIO0 модуля к GND, подключите обратно CH_PD модуля." Мне приходилось просто отключать питание ESP12. Повторять это последовательность по двадцать раз кряду - сильно утомляет. Кнопка с фиксацией на CH_PD/EN и светодиод индикации питания решила бы все проблемы. В принципе, можно использовать USB хаб с кнопками вкл/выкл для питания такой платы. Это удобно. В третьих, здесь не помешали бы подтягивающие резисторы на свободных GPIO. В HiZ состоянии они смогут значительно уменьшить энергопотребление. Если даже они не нужны, то их можно и не впаивать.

К преимуществам данной схемы я могу отнести то, что режим энергосбережения deep sleep здесь работает без каких-либо вопросов. Сам бы я не скоро догадался, что для этого надо ставить резистор на GPIO16.

Вариант платы который у меня получился по этой схеме:

Здесь есть линейный стабилизатор на 3.3 В, кнопка Reset, джампер на GPIO_0, и штыревой разъём для USB-UART преобразователя на чипе FT232RL.

Как я уже сказал, не хватает кнопки питания.

Ещё хотелось бы коснуться темы автозагрузки прошивки в ESP8266, т.е. когда не надо вручную соединять GPIO_0 с землёй для перепрошивки. В статье: "ESP8266 - подключение и обновление прошивки – esp8266" предлагается такая схема с автозагрузкой прошивки:

В руководстве Ai-Thinker я нашёл на мой взгляд более грамотную, схему узла автозагрузки:

В любом случае, для дальнейшей работы вполне сгодится недорогая плата NodeMCU, в которой есть эта самая автозагрузка (правда там не работает ражим энергосбережения "deep sleep").

2) Формат загрузочного лога, режимы работы SPI флеш-памяти

Для того что бы можно было приступить к изучению AT-команд ESP8266, сначала нужно научиться перепрошивать этот самый ESP8266. Актуальная на настоящий момент версия AT-интерпретатора - 1.7.0, и мне хотелось бы рассказывать о работе именно с этой версией AT-интерпретатора.

Если вы только что приобрели модуль ESP12, то там уже должен быть уже прошит интерпретатор AT-команд, скорее всего какой-нибудь старой версии. В модулях которые я приобрёл, прошивка оказалось годичной давности.

Нам потребуется терминальная программа, и т.к. в дальнейшем все-равно придётся использовать Arduino IDE, то я буду использовать монитор последовательного порта Arduino IDE.

После подключения к ESP12, в мониторе последовательного порта нужно будет выставить окончание строки: "NL & CR" и скорость порта 115200 бод. После нужно подать команду: "AT" и в ответ должно прийти "ОК":

Если отклик "OK" был получен, то ваш модуль ESP12 в порядке и можно начинать работу с ним. В противном случае попробуйте перезагрузить ESP8266 и попробовать снова.

Предположим, что ваш модуль в порядке. Для начала полезно будет взглянуть на загрузочный лог. Для этого смените скорость порта в терминальной программе на 74880 бод и нажмите Reset для перезагрузки ESP8266. В терминале появится такой лог:

 ets Jan  8 2013,rst cause:2, boot mode:(3,6)

load 0x40100000, len 2408, room 16 
tail 8
chksum 0xe5
load 0x3ffe8000, len 776, room 0 
tail 8
chksum 0x84
load 0x3ffe8310, len 632, room 0 
tail 8
chksum 0xd8
csum 0xd8

2nd boot version : 1.6
  SPI Speed      : 40MHz
  SPI Mode       : QIO
  SPI Flash Size & Map: 32Mbit(512KB+512KB)
jump to run user1 @ 1000

rf cal sector: 1017
rf[112] : 00
rf[113] : 00
rf[114] : 01

SDK ver: 2.0.0(5a875ba) compiled @ Aug  9 2016 15:12:27
phy ver: 1055, pp ver: 10.2

"�j�� 

На что нужно смотреть в этом логе?

Версия загрузчика:

  2nd boot version : 1.6

Версия загрузчика, версия SDK и версия AT-интерфейса - это разные вещи. За формат загрузочного лога отвечает именно загрузчик. Актуальная на данный момент версия загрузчика - 1.7.

В данном случае загрузчик нам сразу печатает версию SDK:

  SDK ver: 2.0.0(5a875ba) compiled @ Aug  9 2016 15:12:27

Имеем SDK двухлетней давности, актуальная версия SDK на настоящий момент - 3.0.0.

  SPI Flash Size & Map: 32Mbit(512KB+512KB)

Это формат прошивки: имеется 32-мегабитная флешка, 512кБ отведено под SDK, ещё 512 кБ отведено под пользовательскую прошивку. Заметьте, это не тест. Вместо , 32Mbit может быть запросто и меньший размер при фактически 32Mbit флешке. Это нормально. Идём дальше:

  SPI Speed      : 40MHz
  SPI Mode       : QIO

Согласно документации на чип winbond 25q32 (Datasheet) может работать на максимальной частоте 100MHz. При этом поддерживаются четыре режима работы: Stndard SPI, Dual SPI, Quad SPI и QPI. Dual SPI эквивалентен скорости работы: частота SPI x 2. Режимы Quad и QPI эквивалентны по скорости работы: частота SPI x 4. "Расплатой" за такие фокусы служит использование дополнительных GPIO для обмена. В вики проекта esptool имеется табличка с режимами работы флеш-памяти ESP8266:

Option Mode Name Pins Used Speed (ESP8266 & ESP32)
qio Quad I/O 4 pins used for address & data Fastest
qout Quad Output 4 pins used for data Approx 15% slower than qio
dio Dual I/O 2 pins used for address & data Approx 45% slower than qio
dout Dual Output 2 pins used for data Approx 50% slower than qio

Судя по этой публикации: "Новые ревизии модулей на базе ESP8266 не умеют писать в SPI Flash", сейчас в ESP модулях используется флешка PUYA P25Q80 (Datasheet). С ней могут быть нюансы. Еще одним нюансом является то, что при использовании флешки на 4 мегабайта и больше, следует использовать режим DIO.

В вики сайта esp8266.com имеется карта памяти ESP8266 с определением границ различных регионов, составленная в результате исследования чипа. Я приведу её сокращённую версию взятую из статьи - "Reverse Engineering ESP8266 — часть 1":

Диапазон Описание
0x3FFE8000

0x3FFFBFFF
оперативная память для пользовательских приложений. При старте модуля может инициализироваться значениями из пользовательской прошивки.
0x3FFFC000

0x3FFFFFFF
системная оперативная память
0x40000000

0x4000FFFF
системный ROM. Отсюда стартует процессор, загружается пользовательская прошивка и здесь находятся основные системные библиотеки.
0x40100000

0x4010FFFF
оперативная память, содержит пользовательскую прошивку
0x40240000

0x40271FFF
вторая часть пользовательской прошивки. Здесь находятся код подключенных библиотек и SDK. Подмаплено к flash по адресу 40000h.

В логе печатается результат проверки контрольных сумм регионов: iram1 и dram0. Контрольной суммой является результат последовательно выполнения операции исключающего ИЛИ (XOR).

load 0x40100000, len 2408, room 16 
tail 8
chksum 0xe5
load 0x3ffe8000, len 776, room 0 
tail 8
chksum 0x84
load 0x3ffe8310, len 632, room 0 
tail 8
chksum 0xd8
csum 0xd8

Теперь обратим внимание на эту строку загрузчика:

jump to run user1 @ 1000

Здесь осуществляется переход на пользовательскую программу, в данном случае это AT-интерпретатор.

"�j�� 

Это выводится слово: "ready".

3) Баг в Linux драйвере USB-UART преобразователя CP2102

Сейчас я хочу рассказать об одной проблеме, которая касается только Linux-пользователей. Linux-драйвер USB-UART преобразователя CP2102, который используется в платах NodeMCU не умеет работать на скорости 74880 бод. Проявляется это в такой ошибке:

Я проверял на трёх чипах CP2102, все они выдавали такую ошибку. Это означает, что скорость 74880 бод на них не работает. И например лог загрузки такой платы выглядит так:

Здесь нечитаемыми символами идёт вывод версии SDK. На первый взгляд проблема может показаться несущественной. Но когда вы прошьёте ESP8266 какой-нибудь глючной прошивкой, то ошибки вам будут сыпаться именно на скорости 74880. И вы их прочитать не сможете. Повторю ещё раз, что эта проблема имеется только в Linux-драйвере. В Windows всё работает как часы. Версия моего ядра: 4.4.12, надеюсь в более свежих версиях этот баг уже исправлен.

4) Использование esptool

Для прошивки ESP8266 будем использовать флешер - esptool. Это программа с открытым кодом компании "Espressif Systems". Домашняя страница проекта: https://github.com/espressif/esptool. Программа устанавливается следующей командой:

$ pip install esptool

Проверяем:

$ esptool.py -h
usage: esptool [-h] [--port PORT] [--baud BAUD]
               {load_ram,dump_mem,read_mem,write_mem,write_flash,run,image_info,make_image,elf2image,read_mac,chip_id,flash_id,read_flash,verify_flash,erase_flash,version}
               ...

esptool.py v1.2 - ESP8266 ROM Bootloader Utility

positional arguments:
  {load_ram,dump_mem,read_mem,write_mem,write_flash,run,image_info,make_image,elf2image,read_mac,chip_id,flash_id,read_flash,verify_flash,erase_flash,version}
                        Run esptool {command} -h for additional help
    load_ram            Download an image to RAM and execute
    dump_mem            Dump arbitrary memory to disk
    read_mem            Read arbitrary memory location
    write_mem           Read-modify-write to arbitrary memory location
    write_flash         Write a binary blob to flash
    run                 Run application code in flash
    image_info          Dump headers from an application image
    make_image          Create an application image from binary files
    elf2image           Create an application image from ELF file
    read_mac            Read MAC address from OTP ROM
    chip_id             Read Chip ID from OTP ROM
    flash_id            Read SPI flash manufacturer and device ID
    read_flash          Read SPI flash content
    verify_flash        Verify a binary blob against flash
    erase_flash         Perform Chip Erase on SPI flash
    version             Print esptool version

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit
  --port PORT, -p PORT  Serial port device
  --baud BAUD, -b BAUD  Serial port baud rate used when flashing/reading

Подключим ESP8266 к компьютеру и попробуем установить контакт:

$ esptool.py chip_id
esptool.py v1.2
Connecting...
Chip ID: 0x0041280f
$ esptool.py flash_id
esptool.py v1.2
Connecting...
Manufacturer: ef
Device: 4016

Перед вводом команд нужно выполнить процедуру: "а) отключить питание от ESP8266; б) установить перемычку между GPIO_0 и GND; в) включить питание на ESP8266; г) перед вводом команды нажать Reset, подождать одну секунду, и нажать enter для ввода команды". Такую процедуру следует повторять каждый раз при использовании esptool. Для возвращения в нормальный режим работы следует выполнить обратную последовательность: "а) отключить питание от ESP8266; б) убрать перемычку с пинов GPIO_0 и GND; в) включить питание на ESP8266". Если необходимо выполнить несколько команд, то переключаться каждый раз между нормальным и режимом прошивки не нужно. Переключаетесь в режим прошивки, после чего жмёте reset перед каждой командой. Если у вас плата NodeMCU или любая другая плата с возможностью автоматической прошивки, то ничего этого делать не надо, там всё делается автоматически.

Перед тем, как что либо прошивать, скорее всего вам захочется сохранить имеющуюся прошивку. Делается это следующей командой:

$ esptool.py --port /dev/ttyUSB0 read_flash 0x00000 0x400000 ./esp8266_firmware.bin

Здесь первое число 0х00000 - это начальный адрес для считывания, второе число 0х400000 - это размер прошивки т.е. 4 мегабайта.

После ввода команды запустится процесс считывания прошивки который займёт примерно минут пять или шесть:

esptool.py v1.2
Connecting...
Running Cesanta flasher stub...
Reading 4194304 @ 0x0... 4194304 (100 %)
Read 4194304 bytes at 0x0 in 391.9 seconds (85.6 kbit/s)..

5) Первый способ прошивки

Теперь мы можем уже что-нибудь прошить. Поначалу, прошивки которые лежат на сайте "Espressif Systems" у меня сыпали логами с ошибками (с последней прошивкой, которая была выложена на сайте Espressif в августе (SDK 3.0.0) в самом деле имеются сложности, но об этом позже), собирать прошивку самому у меня не было желания, поэтому самым простым способом оказалось взять прошивку на сайте ElectroDragon: "ESP8266 AT-Command firmware - ElectroDragon". Там имеется хорошая вики с инструкций по прошивке.

На сайте ElectroDragon: "ESP8266 AT-Command firmware - ElectroDragon" имеется две прошивки, первая подчёркнута красным, вторая обведена синим:

Самый простой способ прошивки - это прошивка одним файлом, как прошиваются микроконтроллеры. С ESP8266 тоже можно так работать. Скачаем и распакуем второй файл, который подчёркнут красным (альтернативная ссылка). Там будут два файла: AiThinker_ESP8266_DIO_32M_32M_20160615_V1.5.4.bin, AiThinker_ESP8266_DIO_8M_8M_20160615_V1.5.4.bin и Readme следующего содержания:

****************************************************************** AiThinker_ESP8266_DIO_8M_8M_20160615_V1.5.4.bin MD5: 8E9E9252317A9BCA67673C17B9E3E075 FirmWare Infomation: SPI MODE: DIO Flash Size: 8Mbit File Size: 8Mbit SPI SPEED: 40MHz SDK Version: V1.5.4 Release Date: 2016.6.15 ****************************************************************** AiThinker_ESP8266_DIO_32M_32M_20160615_V1.5.4.bin MD5: B561B49242DC88EA5CBFCAB0CF287BF5 FirmWare Infomation: SPI MODE: DIO Flash Size: 32Mbit File Size: 32Mbit SPI SPEED: 40MHz SDK Version: V1.5.4 Release Date: 2016.6.15 ****************************************************************** How to download: 1. Please select the firmware in ESP_DOWNLOAD_TOOL_V2.4; 2. The address should write 0x00000; 3. If you don't know how to config your download panel, please checked the "DoNotChgBin". That will be download the bin as default setting. More infomation please visit http://www.ai-thinker.com/ If you have any question, please send your mail to support@aithinker.com

Файлы AiThinker_ESP8266_DIO_32M_32M_20160615_V1.5.4.bin, AiThinker_ESP8266_DIO_8M_8M_20160615_V1.5.4.bin это прошивки для плат с флешками на 8Mbit и 32Mbit. В разделе "FirmWare Infomation" указаны режимы флеш-памяти для прошивки. Т.к. на ESP12 установлена флешка на 32Mbit, то нам для прошивки понадобится файл: "AiThinker_ESP8266_DIO_32M_32M_20160615_V1.5.4.bin".

Проверяем контрольную сумму:

$ md5sum AiThinker_ESP8266_DIO_32M_32M_20160615_V1.5.4.bin
b561b49242dc88ea5cbfcab0cf287bf5  AiThinker_ESP8266_DIO_32M_32M_20160615_V1.5.4.bin

Ок. Контрольная сумма совпадает. Тогда прошиваем следующей командой:

esptool.py --port /dev/ttyUSB0 --baud 115200 write_flash -fm dio -ff 40m -fs 32m 0x00000 ./AiThinker_ESP8266_DIO_32M_32M_20160615_V1.5.4.bin 

Здесь опции: "-fm dio -ff 40m -fs 32m" задают режим работы флеш памяти, которые были указаны в "FirmWare Infomation". Число 0х00000 - это адрес с которого начинается запись. После ввода команды запустится счётчик с процентами выполнения. Процесс прошивки займёт опять же минут пять или шесть:

esptool.py v1.2
Connecting...
Running Cesanta flasher stub...
Flash params set to 0x0240
Writing 4194304 @ 0x0... 4194304 (100 %)
Wrote 4194304 bytes at 0x0 in 362.7 seconds (92.5 kbit/s)...
Leaving...

После завершения прошивки открываем терминал и вводим тестовую команду "AT", если в ответ пришло "OK", значит все в порядке, у нас все получилось.

Далее нам понадобится справочник по AT командам. Они варьируются в зависимости от версии SDK, но мы пока будем использовать только самые базовые. Справочник нужно будет скачать с сайта "Espressif Systems":

Прямая ссылка на актуальную версию справочника - ESP8266 AT Instruction Set.

Команды АТ-интерфейса можно сравнить с переменными, функциями или может быть с функторами в обычной программе. Соответственно, у этих функций/команд можно запросить текущие параметры (Query Command), тогда после имени команды используется знак вопроса. Можно назначить свои параметры (Set Command), когда после имени команды используется символ "=". Можно запустить команду на выполнение (Execute Command). Также имеется тест команды (Test Command") когда проверяется, поддерживается ли данная команда данным АТ-интерпретатором. Для теста используется комбинация символов: "=?". Не все команды поддерживают все четыре типа обращения к ним, поэтому некоторые из них выглядят как операторы, другие как переменные, третьи как функторы.

Первым делом нам понадобится информация о версиях имеющегося на борту ПО. Она извлекается с помощью команды: AT+GMR

AT+GMR — Вывод информации о версиях ПО

Execute Command: AT+GMR
Отклик: <AT version info>
<SDK version info>
<compile time>
OK
Параметры: • <AT version info>: версия AT-интерпретатора.
• <SDK version info>: версия SDK.
• <compile time>: дата компиляции BIN-файла.

Выполняем:

AT+GMR
AT version:1.1.0.0(May 11 2016 18:09:56)
SDK version:1.5.4(baaeaebb)
Ai-Thinker Technology Co. Ltd.
Jun 13 2016 11:29:20
OK

На сайте ElectroDragon: "ESP8266 AT-Command firmware - ElectroDragon" прошивки время от времени обновляются, вот отчёт о версиях ПО прошивки которую я брал там летом:

AT+GMR

AT version:0.40.0.0(Aug  8 2015 14:45:58)
SDK version:1.3.0
Ai-Thinker Technology Co.,Ltd.
Build:1.3.0.2 Sep 11 2015 11:48:04
OK

Вот ещё отчёт прошивки которая была зашита к купленных мною модулях:

AT+GMR

AT version:1.3.0.0(Jul 14 2016 18:54:01)
SDK version:2.0.0(5a875ba)
Farylink Technology Co., Ltd. v1.0.0.2
May 11 2017 22:23:58
OK

Я думаю, что если бы это были оригинальные модули Ai-Thinker, то здесь бы не стояло упоминание какой-то непонятной фирмы: "Farylink Technology Co., Ltd."

Теперь для обновления прошивки из "облака" нам понадобиться подключиться к интернет. Для этого нам понадобится следующие команды:

AT+CWMODE_CUR — Установка текущего режима Wi-Fi; Конфигурация НЕ СОХРАНЯЕТСЯ во флеш-памяти

Команды: Test Command:
AT+CWMODE_CUR=?
Query Command:
AT+CWMODE_CUR?
Назначение: запрашивает текущий режим работы Wi-Fi ESP8266.
Set Command:
AT+CWMODE_CUR=<режим>
Назначение: устанавливает текущий режим работы Wi-Fi ESP8266.
Отклик: +CWMODE_CUR:<режим>
OK
+CWMODE_CUR:<режим>
OK
OK
Параметры: <режим>:
‣ 1: Station mode
‣ 2: SoftAP mode
‣ 3: SoftAP+Station mode
Замечания: Конфигурация НЕ СОХРАНЯЕТСЯ во флеш-памяти
Примеры: AT+CWMODE_CUR=3

AT+CWMODE_DEF — Установка режима Wi-Fi по умолчанию; Конфигурация сохраняется во флеш-памяти

Команды: Test Command:
AT+CWMODE_DEF=?
Query Command:
AT+CWMODE_DEF?
Назначение: запрашивает текущий режим работы Wi-Fi ESP8266.
Set Command:
AT+CWMODE_DEF=<режим>
Назначение: устанавливает режим работы Wi-Fi по умолчанию.
Отклик: +CWMODE_DEF:<режим>
OK
+CWMODE_DEF:<режим>
OK
OK
Параметры: <режим>:
‣ 1: Station mode
‣ 2: SoftAP mode
‣ 3: SoftAP+Station mode
Замечания: Изменённое значение будет сохранено в области параметров
Примеры: AT+CWMODE_DEF=3

Устанавливаем режим клиента (Station):

AT+CWMODE_CUR=1 

OK

Поверяем:

AT+CWMODE_CUR? 
+CWMODE_CUR:1

OK

Смотрим какой режим работы Wifi установлен по умолчанию:

AT+CWMODE_DEF? 
+CWMODE_DEF:2

OK

Теперь нам нужно найти точку доступа. Делается это с помощью команды AT+CWLAP:

AT+CWLAP - вывод списка точек доступа WiFi

Команды: Set Command:
AT+CWLAP[=<ssid>,<mac>,<channel>,<scan_type>, <scan_time_min>,<scan_time_max>]
Действие: выполняет поиск точки
доступа с определённым SSID
и/или MAC-адресом, на определённом канале.
Execute Command:
AT+CWLAP
Действие: выводит список всех доступных точек доступа WiFi.
Отклик: +CWLAP:<ecn>,<ssid>,<rssi>,<mac>,<channel>,
<freq offset>,<freq cali>,
<pairwise_cipher>,<group_cipher>,<bgn>,<wps>

OK
+CWLAP:<ecn>,<ssid>,<rssi>,<mac>,<channel>,
<freq offset>,<freq cali>,
<pairwise_cipher>,<group_cipher>,<bgn>,<wps>

OK
Параметры:
  • [<scan_type>]: не обязательный параметр ‣ 0: активное сканирование ‣ 1: пассивное сканирование
  • [<scan_time_min>] : не обязательный параметр, задаётся в мс, диапазон: [0,1500] ‣ При активном сканировании, <scan_time_min> задаёт минимальное время сканирования каждого канала, по умолчанию равно 0 ‣ При пассивном сканировании, значение параметра <scan_time_min> не имеет значения и оно может быть пропущено.
  • [<scan_time_max>] : не обязательный параметр, задаётся в мс, диапазон: [0,1500] ‣ При активном сканировании, <scan_time_max> задаёт максимальное время сканирования для каждого канала; если значение сброшено в ноль, то будет использоваться значение по умолчанию 120 мс. ‣ При пассивном сканировании, <scan_time_max> задаёт время сканирования каждого канала, по умолчанию используется значение в 360 мс
  • <ecn>: метод шифрования: ‣ 0: OPEN ‣ 1: WEP ‣ 2: WPA_PSK ‣ 3: WPA2_PSK ‣ 4: WPA_WPA2_PSK ‣ 5: WPA2_Enterprise (AT can NOT connect to WPA2_Enterprise AP for now.)
  • <ssid>: строковый параметр, задаёт SSID точки доступа.
  • <rssi>: уровень сигнала.
  • <mac>: строковый параметр, задаёт MAC адрес точки доступа.
  • <channel>: номер канала.
  • <freq offset>: frequency offset of AP; unit: KHz. The value of ppm is <freq offset>/2.4.
  • <freq calibration>: calibration for frequency offset.
  • <pairwise_cipher>: ‣ 0:CIPHER_NONE ‣ 1:CIPHER_WEP40 ‣ 2:CIPHER_WEP104 ‣ 3:CIPHER_TKIP ‣ 4:CIPHER_CCMP ‣ 5:CIPHER_TKIP_CCMP ‣ 6:CIPHER_UNKNOWN
  • <group_cipher>:задаёт тип шифра, значения такие же как и для <pairwise_cipher>
  • <bgn>: ‣ bit0 управляет 802.11b режимом; bit1 управляет 802.11g режимом; bit2 управляет 802.11n режимом; ‣ Если значение bit установлено в 1, то соответствующий 802.11 режим будет включён; Если бит будет сброшен в ноль, соответствующий 802.11 режим будет отключён.
  • <wps>:0 - WPS будет отключено; 1 - WPS будет включено.
Примеры: поиск определённой точки доступа: AT+CWLAP="Wi-Fi","ca:d7:19:d8:a6:44",6
или поиск точки доступа по SSID:
AT+CWLAP="Wi-Fi"
или включение режима пассивного сканирования:
AT+CWLAP=,,,1,,

Сканируем воздух:

AT+CWLAP

+CWLAP:(4,"ROSTELECOM_F0DB",-89,"2c:e4:12:3d:f0:dc",1,-24,0)
+CWLAP:(4,"TP-LINK_A469B8",-92,"b0:48:7a:a4:69:b8",1,11,0)
+CWLAP:(4,"WiFi-DOM.ru-5723",-89,"cc:7b:36:b3:1f:79",1,-9,0)
+CWLAP:(4,"Russkikh",-93,"f0:b4:29:d6:8d:f2",1,-4,0)
+CWLAP:(4,"WiFi-DOM.ru-1784",-84,"ac:64:62:83:19:08",2,13,0)
+CWLAP:(3,"Keenetic-7788",-91,"04:bf:6d:97:08:e4",4,21,0)
+CWLAP:(3,"servant",-75,"14:cc:20:33:44:4e",6,11,0)
+CWLAP:(4,"WiFi-DOM.ru-5838",-92,"d4:76:ea:20:02:38",6,-19,0)
+CWLAP:(4,"ASUS",-90,"00:1a:2b:3c:ff:02",7,6,0)
+CWLAP:(4,"elektrik018",-87,"f0:7d:68:95:b8:e2",9,-7,0)
+CWLAP:(4,"DOM.RU",-89,"c0:4a:00:4d:3f:7c",10,20,0)
+CWLAP:(3,"NETGEAR_146",-76,"c4:3d:c7:8f:44:74",11,-2,0)
+CWLAP:(3,"Alien",-22,"00:90:4c:c1:00:00",11,10,0)
+CWLAP:(4,"WiFi-DOM.ru-1587",-85,"a0:ec:81:23:5a:b1",11,1,0)
+CWLAP:(4,"Brute",-59,"40:f2:01:c1:25:2b",11,10,0)
+CWLAP:(4,"WiFi-DOM.ru-8332",-79,"20:89:87:94:d6:ed",11,-12,0)
+CWLAP:(3,"MTSRouter-9B1812",-90,"1c:5f:2b:9b:18:12",13,6,0)

OK

AT+CWJAP_CUR - подключение к точке доступа, конфигурация НЕ сохраняется во флеш-памяти

Команды: Query Command:
AT+CWJAP_CUR?
Действие: печатает точку доступа к которой в данный момент подключён ESP8266.
Set Command:
AT+CWJAP_CUR=<ssid>,<pwd>,[<bssid>][,<pci_en>]
Действие: подключается к указанной точке доступа.
Отклик: +CWJAP_CUR:<ssid>,<bssid>,<channel>,<rssi>

OK
OK

или

+CWJAP_CUR:<error code>

FAIL
Параметры: <ssid>: строковый параметр показывающий SSID целевой точки доступа.
  • <ssid>: SSID целевой точки доступа.
  • <pwd>: пароль, максимум 64 символа ASCII.
  • [<bssid>]: опциональный параметр к качестве которого используется MAC-адрес целевой точки доступа. Используется когда несколько точек доступа имеют одинаковый SSID.
  • [<pci_en>]: опциональный параметр который отключает подключение по WEP и к открытым точкам доступа. Может использоваться для PCI аутентификация.
  • <error code>: (for reference only)
    ‣ 1: истечение таймаута.
    ‣ 2: неверный пароль.
    ‣ 3: не получается найти точку доступа.
    ‣ 4: ошибка соединения.

Эта команда требует чтобы ESP8266 находился в режиме клиента (Station). Эскейп-последовательности используются, когда SSID или пароль содержат в себе специальные символы, такие как: , или ” или \.
Замечания: Изменения конфигурации НЕ сохраняются во флеш-памяти.
Примеры: AT+CWJAP_CUR="abc","0123456789"

К примеру, для подключения к точке доступа: "ab\,c" с паролем: "0123456789"\", следует выполнить следующую команду:

AT+CWJAP_CUR="ab\\\,c","0123456789\"\\"

Если несколько точект доступа имеют одинаковый SSID: "abc", то подключиться можно через BSSID:

AT+CWJAP_CUR="abc","0123456789","ca:d7:19:d8:a6:44"

AT+CWJAP_DEF - подключение к точке доступа, конфигурация сохраняется во флеш-памяти

Команды: Query Command:
AT+CWJAP_DEF?
Действие: печатает точку доступа к которой в данный момент подключён ESP8266.
Set Command:
AT+CWJAP_DEF=<ssid>,<pwd>,[<bssid>][,<pci_en>]
Действие: подключается к указанной точке доступа.
Отклик: +CWJAP_DEF:<ssid>,<bssid>,<channel>,<rssi>

OK
OK

или

+CWJAP_DEF:<error code>

FAIL
Параметры: <ssid>: строковый параметр показывающий SSID целевой точки доступа.
  • <ssid>: SSID целевой точки доступа.
  • <pwd>: пароль, максимум 64 символа ASCII.
  • [<bssid>]: опциональный параметр к качестве которого используется MAC-адрес целевой точки доступа. Используется когда несколько точек доступа имеют одинаковый SSID.
  • [<pci_en>]: опциональный параметр который отключает подключение по WEP и к открытым точкам доступа. Может использоваться для PCI аутентификация.
  • <error code>: (for reference only)
    ‣ 1: истечение таймаута.
    ‣ 2: неверный пароль.
    ‣ 3: не получается найти точку доступа.
    ‣ 4: ошибка соединения.

Эта команда требует чтобы ESP8266 находился в режиме клиента (Station). Эскейп-последовательности используются, когда SSID или пароль содержат в себе специальные символы, такие как: , или ” или \.
Замечания: Изменения конфигурации сохранются во флеш-памяти.
Примеры: AT+CWJAP_DEF="abc","0123456789"

К примеру, для подключения к точке доступа: "ab\,c" с паролем: "0123456789"\", следует выполнить следующую команду:

AT+CWJAP_DEF="ab\\\,c","0123456789\"\\"

Если несколько точек доступа имеют одинаковый SSID: "abc", то подключиться можно через BSSID:

AT+CWJAP_DEF="abc","0123456789","ca:d7:19:d8:a6:44"

Подключаемся к точке доступа:

AT+CWJAP_CUR="Alien","password"
WIFI CONNECTED
WIFI GOT IP

OK

Далее смотрим IP адрес который получил ESP8266:

AT+CIFSR - показать локальный IP адрес

Execute Command: AT+CIFSR
Отклик: +CIFSR:APIP,<SoftAP IP address>
+CIFSR:APMAC,<SoftAP MAC address>
+CIFSR:STAIP,<Station IP address>
+CIFSR:STAMAC,<Station MAC address>
OK
Параметры: <IP address>:
IP адрес ESP8266 в режиме SoftAP;
IP адрес ESP8266 в режиме клиента (Station)
<MAC address>:
MAC адрес ESP8266 в режиме SoftAP;
MAC адрес ESP8266 в режиме клиента (Station).
Замечания: Station IP можно получить только когда ESP8266 находится в режиме клиента и при этом подключён к точке доступа
AT+CIFSR 
+CIFSR:STAIP,"192.168.1.125"
+CIFSR:STAMAC,"60:01:94:41:28:0f"

OK

Пробуем достучаться до интернета :

AT+PING - посылка Ping пакета

Set Command: AT+PING=<IP>
Действие: посылка ping пакета.
Отклик: +<time>

OK

или

+timeout

ERROR
Параметры:
  • <IP>: IP хоста или имя домена
  • <time>: время отклика на ping
Примеры: AT+PING="192.168.1.1"

AT+PING="www.baidu.com"
AT+PING="ya.ru" 
+32

OK

Обновление прошивки из "облака" осуществляется с помощью команды CIUPDATE:

AT+CIUPDATE — Обновление прошивки через Wi-Fi

Execute Command: AT+CIUPDATE

Действие: обновление ПО
Отклик: +CIPUPDATE:<n>

OK
Параметры отклика:
  • <n>: ‣ 1: поиск сервера. ‣ 2: подключение к серверу. ‣ 3: запрос версии ПО. ‣ 4: запуск обновления.
Замечания:
  • Скорость обновления зависит от скорости интернет-соединения.
  • ERROR будет возвращён, если обновление прервётся из-за неудовлетворительного интернет-соединения. Подождите некоторое время, прежде чем повторять попытку.
Замечания:
  • При использовании Espressif’s AT BIN (/ESP8266_NONOS_SDK/bin/at), команда AT+CIUPDATE загрузит новый AT BIN из облака Espressif.
  • Если используется скомпилированная самостоятельно прошивка AT BIN, то самостоятельно нужно скомпилировать и обновление для AT+CIUPDATE. Espressif предоставляет в SDK пример локального обновления в (/ESP8266_NONOS_SDK/example/at).
  • После обновления рекомендуется выполнить AT+RESTORE для восстановления установок по умолчанию.

Обновляем:

AT+CIUPDATE 
+CIPUPDATE:1
+CIPUPDATE:2
+CIPUPDATE:3
+CIPUPDATE:4

OK

Обновление занимает где-то одну минуту. После обновления выполняем сброс настроек:

AT+RESTORE — Сброс к заводским настройкам

Execute Command: AT+RESTORE
Отклик: OK
Параметры: Выполнение этой команды сбросит все настройки сохранённые на флешке, что вернёт прошивку к заводским настройкам. После выполнения команды чип будет перезагружен.

В случае, если использовались команды с суффиксом CUR, то для сброса будет достаточно обычного Reset:

AT+RST — Перезагрузка модуля

Execute Command: AT+RST
Отклик: OK
Параметры: отсутствуют

Выполняем сброс:

Обратите внимание, что вектор старта программы изменился с 0х01000 на 0х81000. Если теперь перешить загрузчик который вернёт вектор старта на 0х01000, то будет запускаться старая прошивка. Т.е. она никуда не делась.

Проверяем версии ПО:

AT+GMR
AT version:1.2.0.0(Jul  1 2016 20:04:45)
SDK version:1.5.4.1(39cb9a32)
Ai-Thinker Technology Co. Ltd.
v1.5.4.1-a Nov 30 2017 15:54:51
OK

Обновился AT-интерпретатор с версии "AT version:1.1.0.0(May 11 2016 18:09:56)" до "AT version:1.2.0.0(Jul 1 2016 20:04:45)". Негусто.

6) Второй способ прошивки

На самом деле ESP8266 почти никогда не прошивается одним файлом. Во-первых это долго, во-вторых неудобно. ESP8266 прошивается по регионам. Загрузчик в один регион, SDK в другой, AT-bin в третий. Это быстрее и удобнее, хотя поначалу может сбить с толку. Исключением является создание и восстановление backup прошивки.

Скачаем теперь с сайта "ESP8266 AT-Command firmware - ElectroDragon" прошивку обведённую синим (альтернативная ссылка):

После распаковки архива у нас будет следующая структура файлов и каталогов:

$ tree .
.
└── AT_bin
    ├── 1024+1024
    │   ├── user1.2048.new.5.bin
    │   └── user2.2048.new.5.bin
    ├── 512+512
    │   ├── user1.1024.new.2.bin
    │   └── user2.1024.new.2.bin
    ├── README.md
    ├── blank.bin
    ├── boot_v1.5.bin
    ├── esp_init_data_default.bin
    └── noboot
        ├── eagle.flash.bin
        └── eagle.irom0text.bin

4 directories, 11 files

Подозреваю, что предполётный инструктаж будет находится в файле README.md:

# BOOT MODE ## download ### Flash size 8Mbit: 512KB+512KB boot_v1.2+.bin 0x00000 user1.1024.new.2.bin 0x01000 esp_init_data_default.bin 0xfc000 (optional) blank.bin 0x7e000 & 0xfe000 ### Flash size 16Mbit: 512KB+512KB boot_v1.2+.bin 0x00000 user1.1024.new.2.bin 0x01000 esp_init_data_default.bin 0x1fc000 (optional) blank.bin 0x7e000 & 0x1fe000 ### Flash size 16Mbit-C1: 1024KB+1024KB boot_v1.2+.bin 0x00000 user1.2048.new.5.bin 0x01000 esp_init_data_default.bin 0x1fc000 (optional) blank.bin 0xfe000 & 0x1fe000 ### Flash size 32Mbit: 512KB+512KB boot_v1.2+.bin 0x00000 user1.1024.new.2.bin 0x01000 esp_init_data_default.bin 0x3fc000 (optional) blank.bin 0x7e000 & 0x3fe000 ### Flash size 32Mbit-C1: 1024KB+1024KB boot_v1.2+.bin 0x00000 user1.2048.new.5.bin 0x01000 esp_init_data_default.bin 0x3fc000 (optional) blank.bin 0xfe000 & 0x3fe000 # NON-BOOT MODE ## download eagle.flash.bin 0x00000 eagle.irom0text.bin 0x10000 blank.bin Flash size 8Mbit: 0x7e000 & 0xfe000 Flash size 16Mbit: 0x7e000 & 0x1fe000 Flash size 16Mbit-C1: 0xfe000 & 0x1fe000 Flash size 32Mbit: 0x7e000 & 0x3fe000 Flash size 32Mbit-C1: 0xfe000 & 0x3fe000 esp_init_data_default.bin (optional) Flash size 8Mbit: 0xfc000 Flash size 16Mbit: 0x1fc000 Flash size 16Mbit-C1: 0x1fc000 Flash size 32Mbit: 0x3fc000 Flash size 32Mbit-C1: 0x3fc000 ## compile modify eagle.app.v6.ld, as irom0_0_seg : org = 0x40210000, len = 0x6C000 > NOTICE: UPDATE is not supported in non-boot mode; 4Mbit Flash is not supported in non-boot mode; # Update steps 1.Make sure TE(terminal equipment) is in sta or sta+ap mode AT+CWMODE=3 OK 2.Make sure TE got ip address AT+CWJAP="ssid","12345678" OK AT+CIFSR 192.168.1.134 3.Let's update AT+CIUPDATE +CIPUPDATE:1 found server +CIPUPDATE:2 connect server +CIPUPDATE:3 got edition +CIPUPDATE:4 start start OK > NOTICE: If there are mistakes in the updating, then break update and print ERROR.

Т.к. у нас флешка на 32Mbit, нас будет интересовать фрагмент выделенный красным.

Очищаем флешку:

$ esptool.py -p /dev/ttyUSB0 erase_flash
esptool.py v1.2
Connecting...
Running Cesanta flasher stub...
Erasing flash (this may take a while)...
Erase took 6.8 seconds

После чего, руководствуясь адресами в выделенном красным фрагменте, составляем следующую команду:

$ esptool.py -p /dev/ttyUSB0 write_flash -fm dio -ff 40m -fs 32m 0x00000 ./AT_bin/boot_v1.5.bin 0x01000 ./AT_bin/512+512/user1.1024.new.2.bin  0x3fc000 ./AT_bin/esp_init_data_default.bin 0x7e000 ./AT_bin/blank.bin 0x3fe000 ./AT_bin/blank.bin

Прошиваем:

$ esptool.py -p /dev/ttyUSB0 write_flash -fm dio -ff 40m -fs 32m 0x00000 ./AT_bin/boot_v1.5.bin 0x01000 ./AT_bin/512+512/user1.1024.new.2.bin  0x3fc000 ./AT_bin/esp_init_data_default.bin 0x7e000 ./AT_bin/blank.bin 0x3fe000 ./AT_bin/blank.bin 
esptool.py v1.2
Connecting...
Running Cesanta flasher stub...
Flash params set to 0x0240
Writing 4096 @ 0x0... 4096 (100 %)
Wrote 4096 bytes at 0x0 in 0.4 seconds (90.5 kbit/s)...
Writing 401408 @ 0x1000... 401408 (100 %)
Wrote 401408 bytes at 0x1000 in 34.7 seconds (92.6 kbit/s)...
Writing 4096 @ 0x3fc000... 4096 (100 %)
Wrote 4096 bytes at 0x3fc000 in 0.4 seconds (90.4 kbit/s)...
Writing 4096 @ 0x7e000... 4096 (100 %)
Wrote 4096 bytes at 0x7e000 in 0.4 seconds (90.3 kbit/s)...
Writing 4096 @ 0x3fe000... 4096 (100 %)
Wrote 4096 bytes at 0x3fe000 in 0.4 seconds (90.5 kbit/s)...
Leaving...

Проверяем:

AT

OK

AT+GMR

AT version:1.1.0.0(May 11 2016 18:09:56)
SDK version:1.5.4(baaeaebb)
compile time:May 20 2016 15:06:44
OK

Далее, так же как предыдущем случае обновляем прошивку:

AT+CWMODE_CUR=1


OK
AT+CWLAP

+CWLAP:(4,"WiFi-DOM.ru-5723",-90,"cc:7b:36:b3:1f:79",1,-9,0)
+CWLAP:(3,"DIR-48",-91,"28:10:7b:f2:65:ea",1,13,0)
+CWLAP:(4,"WiFi-DOM.ru-1784",-87,"ac:64:62:83:19:08",2,21,0)
+CWLAP:(3,"Keenetic-4263",-91,"10:7b:ef:5d:17:64",3,3,0)
+CWLAP:(3,"Keenetic-7788",-90,"04:bf:6d:97:08:e4",4,20,0)
+CWLAP:(3,"servant",-79,"14:cc:20:33:44:4e",6,11,0)
+CWLAP:(4,"Super S",-83,"f8:1a:67:50:32:ee",6,10,0)
+CWLAP:(4,"WiFi-DOM.ru-5838",-92,"d4:76:ea:20:02:38",6,-17,0)
+CWLAP:(4,"WiFi-DOM.ru-8332",-81,"20:89:87:94:d6:ed",11,-12,0)
+CWLAP:(4,"Brute",-67,"40:f2:01:c1:25:2b",11,10,0)
+CWLAP:(4,"ROSTELECOM_F0DB",-87,"2c:e4:12:3d:f0:dc",11,-24,0)
+CWLAP:(3,"Alien",-33,"00:90:4c:c1:00:00",11,10,0)
+CWLAP:(3,"Дмитрий",-87,"d4:6e:0e:64:e5:86",12,3,0)

OK
AT+CWJAP_CUR="Alien","password"

WIFI CONNECTED
WIFI GOT IP

OK
AT+CIFSR

+CIFSR:STAIP,"192.168.1.125"
+CIFSR:STAMAC,"60:01:94:41:28:0f"

OK
AT+PING="ya.ru"

+34

OK
AT+CIUPDATE

+CIPUPDATE:1
+CIPUPDATE:2
+CIPUPDATE:3
+CIPUPDATE:4

ERROR
AT+PING="ya.ru"

+33

OK
AT+CIUPDATE

+CIPUPDATE:1
+CIPUPDATE:2
+CIPUPDATE:3
+CIPUPDATE:3
+CIPUPDATE:4

OK

По логу видно что в даннном случае не обошлось без ошибки при обновлении. Процедуру пришлось повторять. И несмотря на то, что я использовал команды с суффиксом CUR, после перезагрузки ESP8266 вновь подключается в точке доступа.

Делаем RESTORE, затем смотрим на версии того что прилетело по воздуху:

AT+GMR
AT version:1.6.2.0(Apr 13 2018 11:10:59)
SDK version:2.2.1(6ab97e9)
compile time:Jun  7 2018 19:34:27
Bin version(Wroom 02):1.6.2
OK

Вот это уже лучше, прошивка этого года. Пробуем дать команду из свежего SDK:

AT+SYSRAM — Проверка оставшейся свободной памяти в ОЗУ

Query Command: AT+SYSRAM?
Отклик: +SYSRAM:<remaining RAM size>

OK
Параметры отклика: <remaining RAM size>: оставшаяся свободная память в байтах.

Выполняем:

AT+SYSRAM? 
+SYSRAM:33432

OK

Имеем свободные 32 кбайта ОЗУ. Это уже что-то.

7) Третий способ прошивки

На самом деле, совсем не обязательно так все усложнять, мне просто хотелось показать процесс обновления прошивки "по воздуху". Прошивки с такой возможностью таки и называются: "over the air" или "OTA".

Для загрузки нужной прошивки мы можем зайти на сайт ESP8266EX Resources | Espressif Systems и скачать прошивку нужной версии. В этом случае ничего обновлять уже не придётся.

Как я уже говорил, с прошивкой AT-интерпретатора последней версии 1.7 имеются проблемы, она не поддерживает флешки 32Mbit, но мы можем загрузить прошивку версии 1.6. Это та же версия, что мы получили через обновление, но стартовать она будет с адреса 0x01000, а не 0х81000.

Скачиваем прошивку версии 1.6.2:

$ esptool.py -p /dev/ttyUSB0 write_flash -fm dio -ff 40m -fs 32m 0x00000 ./boot_v1.7.bin  0x01000 ./at/512+512/user1.1024.new.2.bin   0x3fc000 ./esp_init_data_default_v05.bin 0x7e000 ./blank.bin 0x3fe000 ./blank.bin

После распаковки архива видим следующую структуру файлов и каталогов:

$ tree .
.
├── at
│   ├── 1024+1024
│   │   ├── user1.2048.new.5.bin
│   │   └── user2.2048.new.5.bin
│   ├── 512+512
│   │   ├── user1.1024.new.2.bin
│   │   └── user2.1024.new.2.bin
│   └── README.md
├── at_sdio
│   ├── 1024+1024
│   │   ├── user1.2048.new.5.bin
│   │   └── user2.2048.new.5.bin
│   ├── 512+512
│   │   ├── user1.1024.new.2.bin
│   │   └── user2.1024.new.2.bin
│   └── README.md
├── blank.bin
├── boot_v1.2.bin
├── boot_v1.6.bin
├── boot_v1.7.bin
├── esp_init_data_default_v05.bin
└── esp_init_data_default_v08.bin

6 directories, 16 files

В README.md имеются следующие указания для нашей флешки:

### Flash size 32Mbit: 512KB+512KB boot_v1.2+.bin 0x00000 user1.1024.new.2.bin 0x01000 esp_init_data_default.bin 0x3fc000 (optional) blank.bin 0x7e000 & 0x3fe000

В соответствии с этими указаниями, составляем команду для прошивки ESP8266:

$ esptool.py -p /dev/ttyUSB0 write_flash -fm dio -ff 40m -fs 32m 0x00000 ./boot_v1.7.bin  0x01000 ./at/512+512/user1.1024.new.2.bin   0x3fc000 ./esp_init_data_default_v05.bin 0x7e000 ./blank.bin 0x3fe000 ./blank.bin

Прошивка занимает примерно секунд сорок. После перезагрузки сразу будет доступен AT-интерпретатор версии 1.6.2.

8) Прошивка модуля ESP12E AT-интерпретатором версии 1.7.0

Если верить примечанию к выпуску, АT-интерпретатор на SDK версии 3.0.0 примечателен оптимизацией работы с ОЗУ в результате чего экономится около 17 кБайт(!) ОЗУ. Кроме того, имеются какие-то сложности с форматом прошивки из-за чего рекомендуется использовать формат 16Mbit или 32Mbit-C1.

К сожалению, формат 32MBit-C1 использовать не получилось. Здесь: Flashing AT 1.7.0 binary firmware in 32m-c1 mode not working было подсказано временное решение - использовать формат 16Mbit-C1.

После распаковки архива с прошивкой получаем следующую структуру каталогов:

$ tree .
.
├── at
│   ├── 1024+1024
│   │   ├── user1.2048.new.5.bin
│   │   └── user2.2048.new.5.bin
│   └── README.md
├── at_sdio
│   ├── 1024+1024
│   │   ├── user1.2048.new.5.bin
│   │   └── user2.2048.new.5.bin
│   └── README.md
├── blank.bin
├── boot_v1.2.bin
├── boot_v1.6.bin
├── boot_v1.7.bin
├── esp_init_data_default_v05.bin
└── esp_init_data_default_v08.bin

4 directories, 12 files

В README.md для формата 16Mbit-C1 указаны следующие границы регионов:

### Flash size 16Mbit-C1: 1024KB+1024KB boot_v1.2+.bin 0x00000 user1.2048.new.5.bin 0x01000 esp_init_data_default.bin 0x1fc000 blank.bin 0xfe000 & 0x1fe000

Прошиваем ESP8266 следующей командой:

$ esptool.py -p /dev/ttyUSB0 write_flash -fm qio -ff 40m -fs 16m-c1  0x00000 ./boot_v1.7.bin  0x01000 ./at/1024+1024/user1.2048.new.5.bin  0x1fc000 ./esp_init_data_default_v05.bin 0xfe000 ./blank.bin 0x1fe000 ./blank.bin

После прошивки получаем следующий лог загрузки:

Проверяем версии SDK и AT-интерпретатора:

AT+GMR
AT version:1.7.0.0(Aug 16 2018 00:57:04)
SDK version:3.0.0(d49923c)
compile time:Aug 23 2018 16:58:12
Bin version(Wroom 02):v1.7.0
OK

Смотрим на размер свободной ОЗУ:

AT+SYSRAM?
+SYSRAM:68304

OK

Как видно, "лёгким движением руки", свободная память увеличилась до 65 кБайт.

9) Связка OpenWRT + ESP8266, использование сниффера tcpdump и анализатора Wireshark для исследования трафика ESP8266

У меня имеется точка доступа с установленной OpenWRT. Это позволяет мне полностью контролировать трафик идущий с ESP8266. OpenWRT, кстати, в наши времена можно установить почти на любую "кофеварку". Народ изгаляется и ставит OpenWRT на всякое барахло: Руководство по доведению «до кондиции» клона популярного китайского мини-роутера Hame A15, он же «unbranded A5-V11», я же пользуюсь классикой - DIR-320 rev.A2. DIR-320 имеет репутацию "неубиваемого роутера". Даже после прошивки его в OpenWRT, все-равно можно вызвать родной загрузчик для восстановления прошивки. Это часто выручало меня на первых порах, когда в результате неудачной настройки, до OpenWRT становилось невозможно достучаться из сети.

Установка OpenWRT на роутер позволяет, по сути, превратить его в одноплатный компьютер. У меня установлена версия "Attitude Adjustment 12.09", в качестве корневого раздела используется флешка на 4 GB. Это позволяет устанавливать приложения без оглядки на занимаемое ими пространство, кроме того, на роутере можно размещать простенькие сайты, для которых не планируется высокая загруженность. OpenWRT может работать в паре с ESP8266, беря на работу по парсингу страниц, работу с защищенными соединениями и разграничении подсетей.

Итак, сбрасываем ESP8266 командой: "AT+RESTORE", на OpenWRT запускаем tcpdump командой: "tcpdump -i wlan0 -n", после чего ESP8266 подключаем точке доступа с OpenWRT:

AT+CWMODE_CUR=1

OK
AT+CWJAP="Alien","password"
WIFI CONNECTED
WIFI GOT IP

OK

Syslog в OpenWRT выводится по команде: "logread", и в данном случае, при подключении ESP8266 можно будет увидеть следующую картинку:

Nov 10 08:30:20 OpenWrt daemon.info hostapd: wlan0: STA 60:01:94:41:28:0f IEEE 802.11: authenticated
Nov 10 08:30:20 OpenWrt daemon.info hostapd: wlan0: STA 60:01:94:41:28:0f IEEE 802.11: associated (aid 1)
Nov 10 08:30:20 OpenWrt daemon.info hostapd: wlan0: STA 60:01:94:41:28:0f WPA: pairwise key handshake completed (RSN)
Nov 10 08:30:20 OpenWrt daemon.info dnsmasq-dhcp[2108]: DHCPDISCOVER(br-lan) 60:01:94:41:28:0f 
Nov 10 08:30:20 OpenWrt daemon.info dnsmasq-dhcp[2108]: DHCPOFFER(br-lan) 192.168.1.11 60:01:94:41:28:0f 
Nov 10 08:30:20 OpenWrt daemon.info dnsmasq-dhcp[2108]: DHCPREQUEST(br-lan) 192.168.1.11 60:01:94:41:28:0f 
Nov 10 08:30:20 OpenWrt daemon.info dnsmasq-dhcp[2108]: DHCPACK(br-lan) 192.168.1.11 60:01:94:41:28:0f ESP12_A

Здесь, сначала через демон hostapd устанавливается беспроводное соединение. MAC адрес "60:01:94:41:28:0f" в данном случае - это мой ESP8266. После чего, DHCP в соответствии с моей настройкой, выдает клиенту с данным MAC адресом локальный IP "192.168.1.11" и обозначает его хост как "ESP12_A". За этот процесс отвечает следующее правило в /etc/config/dhcp:

config host
        option name 'ESP12_A'
        option mac '60:01:94:41:28:0f'
        option ip '192.168.1.11'

Замечу, что для поддержки WiFi у меня в OpenWRT установлен пакет wpad-mini, который обеспечивает минимальный функционал и не занимает много места.

tcpdump при этом выдаёт нам следующий лог:

08:30:20.171350 60:01:94:41:28:0f > ff:ff:ff:ff:ff:ff Null Unnumbered, xid, Flags [Response], length 6: 01 00
08:30:20.183276 EAPOL key (3) v2, len 95
08:30:20.188693 EAPOL key (3) v1, len 117
08:30:20.194392 EAPOL key (3) v2, len 151
08:30:20.200214 EAPOL key (3) v1, len 95
08:30:20.257746 IP 0.0.0.0.68 > 255.255.255.255.67: BOOTP/DHCP, Request from 60:01:94:41:28:0f, length 308
08:30:20.258239 IP 0.0.0.0.68 > 255.255.255.255.67: BOOTP/DHCP, Request from 60:01:94:41:28:0f, length 308
08:30:20.261535 IP 192.168.1.10.67 > 192.168.1.11.68: BOOTP/DHCP, Reply, length 300
08:30:20.273383 IP 0.0.0.0.68 > 255.255.255.255.67: BOOTP/DHCP, Request from 60:01:94:41:28:0f, length 308
08:30:20.273797 IP 0.0.0.0.68 > 255.255.255.255.67: BOOTP/DHCP, Request from 60:01:94:41:28:0f, length 308
08:30:20.280894 IP 192.168.1.10.67 > 192.168.1.11.68: BOOTP/DHCP, Reply, length 300
08:30:20.286433 ARP, Request who-has 192.168.1.11 tell 0.0.0.0, length 28
08:30:20.286763 ARP, Request who-has 192.168.1.11 tell 0.0.0.0, length 28
08:30:20.473236 ARP, Request who-has 192.168.1.11 tell 0.0.0.0, length 28
08:30:20.473464 ARP, Request who-has 192.168.1.11 tell 0.0.0.0, length 28
08:30:20.973475 ARP, Request who-has 192.168.1.11 tell 192.168.1.11, length 28
08:30:20.973769 ARP, Request who-has 192.168.1.11 tell 192.168.1.11, length 28

Пока клиент не авторизируется, то он может общатся только на протоколе EAPOL, через который в данном случае происходит авторизация. После авторизации идет получение параметров сети через BOOTP-протокол.

С помощью tcpdump можно записать сессию в отдельный файл, что бы потом его можно было внимательно исследовать в программе-анализаторе трафика Wireshark. Выполняем в OpenWRT команду:

# tcpdump -i wlan0 -n -w alien.cap

После завершения сессии, копируем файл alien.cap на локальную машину:

$ scp root@alien:/root/alien.cap ./

Затем открываем файл alien.cap в Wireshark.

Wireshark это ещё один "швейцарский нож" который умеет декодировать множество сетевых протоколов. Для примера, посмотрим на запрос к DHCP и увидим в теле сообщения запрашиваемые параметры:

В ответе DHCP сервера видим какие параметры ему предложили для работы в сети:

Ок, идём дальше. Посмотрим какие DNS использует ESP8266:

AT+CIPDNS_CUR — Задание пользовательских DNS серверов, настройки НЕ сохраняются во флеш-памяти

Команды: Query Command:
AT+CIPDNS_CUR?
Действие: показать текущие DNS сервера
Set Command:
AT+CIPDNS_CUR=<enable>[,<DNS server0>,<DNS server1>]
Действие: задать пользовательские DNS сервера
Отклик: [+CIPDNS_CUR:<DNS server0>]

[+CIPDNS_CUR:<DNS server1>]

OK
OK
Параметры:
  • <enable>: ‣ 0: отключает заданные пользователем DNS сервера; ‣ 1: включает заданные пользователем DNS сервера.
  • <DNS server0>: необязательный параметр, задание первого DNS сервера;
  • <DNS server1>: необязательный параметр, задание второго DNS сервера.
Примеры AT+CIPDNS_CUR=1,"208.67.220.220"
Замечания:
  • При команде: AT+CIPDNS_CUR=0 (отключает заданные пользователем DNS сервера), будет использован DNS сервер по умолчанию: "208.67.222.222". Так же DNS сервер может быть задан роутером при конфигурации через DHCP.
  • При команде: AT+CIPDNS_CUR=1 (включает заданные пользователем DNS сервера, но параметр <DNS server> не задан), будет использоваться сервер: "208.67.222.222" как DNS сервер по умолчанию.

AT+CIPDNS_DEF — Задание пользовательских DNS серверов, настройки сохраняются во флеш-памяти

Команды: Query Command:
AT+CIPDNS_DEF?
Действие: показать текущие DNS сервера
Set Command:
AT+CIPDNS_DEF=<enable>[,<DNS server0>,<DNS server1>]
Действие: задать пользовательские DNS сервера
Отклик: [+CIPDNS_DEF:]

[+CIPDNS_DEF:<DNS server1>]

OK
OK
Параметры:
  • <enable>: ‣ 0: отключает заданные пользователем DNS сервера; ‣ 1: включает заданные пользователем DNS сервера.
  • <DNS server0>: необязательный параметр, задание первого DNS сервера;
  • <DNS server1>: необязательный параметр, задание второго DNS сервера.
Примеры AT+CIPDNS_DEF=1,"208.67.220.220"
Замечания:
  • Конфигурация будет сохранена во флеш-памяти.
  • При команде: AT+CIPDNS_CUR=0 (отключает заданные пользователем DNS сервера), будет использован DNS сервер по умолчанию: "208.67.222.222". Так же DNS сервер может быть задан роутером при конфигурации через DHCP.
  • При команде: AT+CIPDNS_CUR=1 (включает заданные пользователем DNS сервера, но параметр <DNS server> не задан), будет использоваться сервер: "208.67.222.222" как DNS сервер по умолчанию.

Смотрим какие DNS используются по умолчанию:

AT+CIPDNS_CUR?
+CIPDNS_CUR:192.168.1.10
+CIPDNS_CUR:208.67.222.222

OK

Первый сервер - это шлюз, второй - это сервер проекта OpenDNS.

Задаем DNS яндекса:

AT+CIPDNS_CUR=1,"77.88.8.8","77.88.8.1"

OK
AT+CIPDNS_CUR?
+CIPDNS_CUR:77.88.8.8
+CIPDNS_CUR:77.88.8.1

OK

Проверяем:

AT+PING="ya.ru"
+35

OK

В tcpdump при этом появляются следующие строки:

07:34:35.982725 IP 192.168.1.11.4096 > 77.88.8.8.53: 43482+ A? ya.ru. (23)
07:34:36.014821 IP 77.88.8.8.53 > 192.168.1.11.4096: 43482 1/0/0 A 87.250.250.242 (39)
07:34:36.018460 IP 192.168.1.11 > 87.250.250.242: ICMP echo request, id 44975, seq 1, length 40
07:34:36.050192 IP 87.250.250.242 > 192.168.1.11: ICMP echo reply, id 44975, seq 1, length 40

Здесь, в первой строке идёт запрос к нашему DNS-серверу, чтобы тот предоставил IP адрес сервера "ya.ru". Во второй строке DNS сервер возвращает IP адрес: "87.250.250.242" . В третей строке идет сам ICMP запрос, а в четвёртой - ответ. Всё работает.

10) Получение даты и времени через сеть, используя NTP

Одним из наиболее очевидным способов применения ESP8266 в электронике, на мой взгляд, является синхронизация RTC по сетевому протоколу NTP. Даже если вы используете RTC повышенной точности, например: DS3231, это не избавляет вас от нудной процедуры подводки часов, которая зачастую упирается в удобство интерфейса. Не во всех устройствах рационально прикручивать кейпад, для коррекции даты и времени.

Для работы с NTP серверами имеются следующие AT-команды:

AT+CIPSNTPCFG — настройка SNTP

Команды: Query Command:
AT+CIPSNTPCFG?
Set Command:
AT+CIPSNTPCFG=<enable>[,<timezone>][,<SNTP server0>,<SNTP server1>,<SNTP server2>]
Отклик: +CIPSNTPCFG:<enable>,<timezone>,<SNTP server1>[,<SNTP server2>,<SNTP server3>]

OK
OK
Параметры:
  • <enable>: ‣ 0: SNTP отключён; ‣ 1: SNTP включён.
  • <timezone>: часовой пояс; допустимые значения: [-11,13]; Если SNTP отключено, то <timezone> не используется
  • <SNTP server0>: необязательный параметр, задаёт первый SNTP сервер;
  • <SNTP server1>: необязательный параметр, задаёт второй SNTP сервер;
  • <SNTP server2>: необязательный параметр, задаёт третий SNTP сервер.
Примеры AT+CIPSNTPCFG=1,8,"cn.ntp.org.cn","ntp.sjtu.edu.cn","us.pool.ntp.org"
Замечания: Если параметры <SNTP server> не заданы, то по умолчанию будут использоваться следующие сервера: будут использоваться по: "cn.ntp.org.cn","ntp.sjtu.edu.cn", и "us.pool.ntp.org".

AT+CIPSNTPTIME — получение текущей даты и времени по SNTP

Query Command: AT+CIPSNTPTIME?
Отклик: +CIPSNTPTIME:<time>

OK
Параметры отклика: <time>: SNTP time

Например:

+CIPSNTPTIME: Thu Aug 04 14:48:05 2016

OK
Примеры использования: AT+CWMODE=1 //установить WiFi режим клиента AT+CWJAP="DemoAP","password" //подключиться к роутеру AT+CIPSNTPCFG=1,8 //задать часовой пояс AT+CIPSNTPTIME? //получить текущее время

OpenWRT может выступать в качестве SNTP сервера поэтому я указываю его адрес в качестве сервера, после чего запрашиваю текущее время:

OK
AT+CIPSNTPCFG=1,4,"192.168.1.10"

OK
AT+CIPSNTPTIME?
+CIPSNTPTIME:Sun Nov 11 21:59:56 2018
OK

В tcpdump при этом появляются следующие строки:

21:59:09.411350 IP 192.168.1.11.4097 > 192.168.1.10.123: NTPv4, Client, length 48
21:59:09.434194 IP 192.168.1.10.123 > 192.168.1.11.4097: NTPv4, Server, length 48

Здесь первая срока - это запрос к серверу, а вторая - ответ сервера.

11) Связь ESP8266 с Web сервером на OpenWrt: настройка OpenWRT

Теперь рассмотрим вопрос организации связи ESP8266 с точкой доступа на OpenWRT. Допустим, программа или скрипт на OpenWRT ищет какую-либо информацию в интернет, и через ESP8266 её нужно вывести на дисплей. В составе OpenWRT имеется Web сервер uhttpd на котором крутится веб интерфейс LUCI, его и будем использовать. Север настраивается через конфиг /etc/config/uhttpd. LUCI мы трогать не будем, вместо этого создадим конфиг для нового сайта. Для этого, в конфиг: /etc/config/uhttpd добавим следующий раздел:

config uhttpd 'site'
        list listen_http '0.0.0.0:8010'
        list listen_http '[::]:8010'
        option home '/site'
        option rfc1918_filter '1'
        option max_requests '3'
        option max_connections '25'
        option cgi_prefix '/cgi-bin'
        option script_timeout '60'
        option network_timeout '30'
        option http_keepalive '20'
        option tcp_keepalive '1'
        option ubus_prefix '/ubus

Как не трудно догадаться, директорией для сайта будет папка: "/site", директорией CGI будет папка: "/site/cgi-bin", а рабочим портом: "8010". Структура папки "site" пусть пока будет такой:

$ tree site 
site
├── cgi-bin
├── index.html
└── pub
    └── weather.txt

2 directories, 2 files

Где index.html - обычная "заглушка":

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.1//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml11/DTD/xhtml11.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
<head>
</head>
<body style="background-color: white">
<h3>Hello World!</h3>
</body>
</html>

После редактирования конфига и добавления директории "/site", перезапускаем web-сервер:

# /etc/init.d/uhttpd restart

Проверяем:

# netstat -l 
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       
tcp        0      0 0.0.0.0:8010            0.0.0.0:*               LISTEN      
tcp        0      0 0.0.0.0:www             0.0.0.0:*               LISTEN      
tcp        0      0 0.0.0.0:domain          0.0.0.0:*               LISTEN      
tcp        0      0 OpenWrt.lan:ssh         0.0.0.0:*               LISTEN      
netstat: /proc/net/tcp6: No such file or directory
udp        0      0 0.0.0.0:domain          0.0.0.0:*                           
udp        0      0 0.0.0.0:bootps          0.0.0.0:*                           
udp        0      0 0.0.0.0:ntp             0.0.0.0:*                           
netstat: /proc/net/udp6: No such file or directory
netstat: /proc/net/raw6: No such file or directory
Active UNIX domain sockets (only servers)
Proto RefCnt Flags       Type       State         I-Node Path
unix  2      [ ACC ]     STREAM     LISTENING        650 /var/run/ubus.sock

Видим, что открыт наш порт 8010. Теперь с локальной машины пробуем с помощью curl подать на Web-сервер GET-запрос:

$ curl alien:8010
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.1//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml11/DTD/xhtml11.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
<head>
</head>
<body style="background-color: white">
<h3>Hello World!</h3>
</body>
</html>

В ответ мы получили свою html страницу, и значит, здесь все ОК. Ради любопытства посмотрим, что нам скажет nmap:

$ nmap -sV alien

Starting Nmap 7.12 ( https://nmap.org ) at 2018-11-12 13:10 +04
Nmap scan report for alien (192.168.1.10)
Host is up (0.00067s latency).
Not shown: 996 closed ports
PORT     STATE SERVICE VERSION
22/tcp   open  ssh     Dropbear sshd 2011.54 (protocol 2.0)
53/tcp   open  domain  dnsmasq 2.62
80/tcp   open  http    LuCI Lua http config
8010/tcp open  http    BusyBox http 1.19.4
Service Info: OS: Linux; CPE: cpe:/o:linux:linux_kernel

Service detection performed. Please report any incorrect results at https://nmap.org/submit/ .
Nmap done: 1 IP address (1 host up) scanned in 46.36 seconds

Здесь на 80-м порту висит LUCI, а на 8010 наш сайт. Теперь можно подключиться к нему через ESP8266. Но для этого нам нужно будет ознакомится с набором AT-команд для установления TCP/UDP соединения.

АТ-команды для установки TCP/UDP соединения

Прежде всего хочу коснуться терминологии. В ESP8266 имеется два режима TCP/UDP соединения: обычный нормальный режим, и режим "UART-Wi-Fi passthrough", который также называется прозрачным (transparent mode). Режим "UART-Wi-Fi passthrough" это мостовое соединение вида: "UART over WIFI", этакий UART по воздуху. Фактически это выглядит как чат на две персоны. Включается он командой: "AT+CIPMODE=1", а выключается последовательностью: "+++". Сейчас мы режима "UART-Wi-Fi passthrough" касаться не будем, но он часто упоминается в описании команд, поэтому я предварительно решил рассказать о нем.

AT+CIPMUX — включение или отключение режима нескольких подключений

Команды: Query Command:

AT+CIPMUX?
Set Command:

AT+CIPMUX=<mode>

Действие: установить тип соединения
Отклик: +CIPMUX:<mode>

OK
OK
Параметры: <mode>:

‣ 0: режим одиночного подключения
‣ 1: режим нескольких подключений
Замечения:
  • По умолчанию используется режим одиночного соединения
  • Режим нескольких подключений может быть включен только тогда, когда отключен прозрачный режим (AT+CIPMODE=0).
  • Этот режим может быть изменен только после отключения отключения всех активных соединений.
  • Если включен TCP сервер, то его следует отключить (AT+CIPSERVER=0) перед тем, как устанавливать режим одиночного соединения.
Пример: AT+CIPMUX=1

AT+CIPMODE — установить режим соединения

Команды: Query Command:

AT+CIPMODE?

Действие: возвращает текущий режим соединения.
Set Command:

AT+CIPMODE=<mode>

Действие: устанавливает режим соединения.
Отклик: +CIPMODE:<mode>

OK
OK
Параметры: <mode>:

‣ 0: нормальный режим соединения.
‣ 1: UART-Wi-Fi passthrough mode (прозрачный режим соединения), может быть установлен при использовании режима одиночного соединения или в UDP режиме, когда удалённые IP-адрес и порт не могут быть изменены.
Замечения:
  • Конфигурация не сохраняется во флеш-памяти.
  • Если в при режиме "UART-Wi-Fi passthrough" рвётся связь, то ESP8266 пытается восстановить ее переподключением, до тех пор пока, не получит символы +++ которые означают завершение режима "UART-Wi-Fi passthrough" и возврат к нормальному режиму. При дисконнекте в нормальном режиме, ESP8266 не будет пытаться переподключиться заново.
Пример: AT+CIPMODE=1

AT+CIPSTART — установка TCP соединения, UDP передачи или SSL соединения

Установка TCP соединения

Set Command: Одиночное соединение (когда +CIPMUX=0):

AT+CIPSTART=<type>,<remote IP>,<remote port>[,<TCP keep alive>]
Множественное соединение: (когда +CIPMUX=1):

AT+CIPSTART=<link ID>,<type>,<remote IP>,<remote port>[,<TCP keep alive>]
Отклик: OK

или

ERROR

Если соединение уже было установлено, то вернет: ALREADY CONNECTED
Параметры:
  • <link ID>: ID соединения: от 0 до 4. Применимо только для множественного режима соединения.
  • <type>: строковый параметр указывающий тип соединения: "TCP", "UDP" или "SSL".
  • <remote IP>: строковый параметр содержащий удалённый IP адрес.
  • <remote port>: удаленный порт.
  • [<TCP keep alive>]: определение времени удержания TCP соединения: "keep-alive"; по умолчанию выключено.

    ‣ 0: отключение TCP keep-alive.
    ‣ 1 ~7200: определение интервала в секундах.
Примеры: AT+CIPSTART="TCP","iot.espressif.cn",8000
AT+CIPSTART="TCP","192.168.101.110",1000

Для большей информации смотрите документ: ESP8266 AT Command Examples

Установка UDP соединения

Set Command: Одиночное соединение (когда +CIPMUX=0):

AT+CIPSTART=<type>,<remote IP>,<remote port>[,(<UDP local port>),(<UDP mode>)]
Множественное соединение: (когда +CIPMUX=1):

AT+CIPSTART=<link ID>,<type>,<remote IP>,<remote port>[,(<UDP local port>),(<UDP mode>)]
Отклик: OK

или

ERROR

Если соединение уже было установлено, то вернет: ALREADY CONNECTED
Параметры:
  • <link ID>: ID соединения: от 0 до 4. Применимо только для множественного режима соединения.
  • <type>: строковый параметр указывающий тип соединения: "TCP", "UDP" или "SSL".
  • <remote IP>: строковый параметр содержащий удалённый IP адрес.
  • <remote port>: удаленный порт.
  • [<UDP local port>]: необязательный параметр, указывает UDP порт ESP8266.
  • [<UDP mode>]: необязательный параметр, для прозрачной UDP передачи должен быть сброшен в ноль. ‣ 0: целевой объект UDP передачи не может быть изменен; это значение используется по умолчанию. ‣ 1: целевой объект UDP передачи может быть изменен один раз. ‣ 2: целевой объект UDP передачи возможно менять.

Замечание: <UDP local port> должен быть задан перед <UDP mode>.
Примеры: AT+CIPSTART="UDP","192.168.101.110",1000,1002,2

Для большей информации смотрите документ: ESP8266 AT Command Examples

Установка SSL соединения

Set Command: AT+CIPSTART=[<link ID>,]<type>,<remote IP>,<remote port>[,<TCP keep alive>]
Отклик: OK

или

ERROR

Если соединение уже было установлено, то вернет: ALREADY CONNECTED
Параметры:
  • <link ID>: ID соединения: от 0 до 4. Применимо только для множественного режима соединения.
  • <type>: строковый параметр указывающий тип соединения: "TCP", "UDP" или "SSL".
  • <remote IP>: строковый параметр содержащий удалённый IP адрес.
  • <remote port>: удаленный порт.
  • [<TCP keep alive>]: определение времени удержания TCP соединения: "keep-alive"; по умолчанию выключено.

    ‣ 0: отключение TCP keep-alive.
    ‣ 1 ~7200: определение интервала в секундах.
Замечания:
  • ESP8266 может устанавливать только одно SSL соединение.
  • SSL не поддерживает режим прозрачного соединения (UART-Wi-Fi passthrough mode).
  • SSL соединению необходим большой объем памяти, иначе это может привести к перезагрузке ESP8266. Память для SSL соединения можно выделить командой AT+CIPSSLSIZE=<size>, где size - размер буфера.
Примеры: AT+CIPSTART="SSL","iot.espressif.cn",8443

AT+CIPSEND — отправка данных

Команды: Set Command:
  1. Одиночное соединение: (при +CIPMUX=0)
    AT+CIPSEND=<length>
  2. Множественные соединения:(при +CIPMUX=1)
    AT+CIPSEND=<link ID>,<length>
  3. При UDP сессии может быть указан удаленный IP-адрес и порт:
    AT+CIPSEND=[<link ID>,]<length> [,<remote IP>,<remote port>]

Действие: задание длины данных в нормальном режиме передачи (не "UART-WIFI passthrough mode").
Execute Command: AT+CIPSEND
Действие: объявлет начало передачи данных в прозрачном режиме.
Отклик: Отправка данных определенной длины. Возвращает значок > после передачи "Set Command". Значок означает, что можно начать передавать данные. Когда длина данных достигнет размера заданного в параметре <length>, данные начнут передаваться. Если соединение не удастся установить или оно будет прервано, то будет возвращенно:

ERROR

Если данные были переданны успешно, то будет возвращенно:

SEND OK

Если же это не удалось, то вернется:

SEND FAIL
Возвращает значок ">" после подачи команды. После этого, ESP8266 удерживает соединение посылая пакеты с интервалом 20 мс и максимальной длиной пакета 2048 байт. Когда будет получен пакет содержащий три последовательных символа плюс: "+++", то соединение разрывается и ESP8266 возвращается в обычный командный режим.

Команда может использоваться только в прозрачном режиме которе требует одиночного режима соединения(+CIPMUX=0)

Для UDP режима, значение <UDP mode> должно быть установлено в нуль, прежде чем подавать команду AT+CIPSTART.
Параметры:
  • <link ID>: ID соединения: от 0 до 4. Применимо для множественного режима соединения.
  • <length>: длина данных, максимальное значение: 2048 байта.
  • [<remote IP>]: удаленный IP адрес, может быть установлен для UDP сессии.
  • [<remote port>]: удаленный порт, может быть установлен для UDP сессии.
Примеры: Для большей информации смотрите документ ESP8266 AT Command Examples.

AT+CIPCLOSE — Закрытие TCP/UDP/SSL соединения

Команды: Set Command (используется только при множественном соединении):

AT+CIPCLOSE=<link ID>

Действие: закрывает TCP/UDP соединение.(Про закрытие SSL соединения в оригинале ничего не сказано. Прим переводчика.)
Execute Command (используется только при множественном соединении):

AT+CIPCLOSE
Отклик: OK
Параметры: <link ID>: где ID это номер закрываемого соединения (от 1 до 4). Когда ID равен 5, то это означает, что нужно закрыть все соединения. В режиме сервера, ID=5 не имеет какого-либо эффекта.

AT+CWQAP — отключение от точки доступа

Execute Command: AT+CWQAP
Отклик: OK
Параметры: отсутствуют.

13) Получение web-страницы или текстового файла от сервера на OpenWRT

Итак, попробуем получить html страницу которую мы разместили на веб-сервере OpenWRT.

Подключаемся к точке доступа:

AT+CWMODE_CUR=1

OK

AT+CWJAP="Alien","password"
WIFI CONNECTED
WIFI GOT IP

OK

Устанавливаем TCP-соединение:

AT+CIPSTART="TCP","192.168.1.10",8010
CONNECT

OK

Отправляем http запрос из 18 байт, где текст запроса составляет 14 байт, плюс четыре байта отводится на комбинацию завершения: "\r\n\r\n"

AT+CIPSEND=18

OK
> 

После того, как появится символ ">", нужно будет ввести команду:

GET / HTTP/1.0

После ввода команды нужно еще раз ввести пустой Enter. Если всё было сделано правильно, то вернется наша html страница:

>
Recv 18 bytes

SEND OK

+IPD,17:HTTP/1.0 200 OK

+IPD,450:Connection: close
ETag: "6004-111-5be409c1"
Last-Modified: Thu, 08 Nov 2018 10:02:41 GMT
Date: Thu, 15 Nov 2018 20:00:08 GMT
Content-Type: text/html
Content-Length: 273

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.1//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml11/DTD/xhtml11.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
<head>
</head>
<body style="background-color: white">
<h3>Hello World!</h3>
</body>
</html>
CLOSED

Если посмотреть запись TCP-сессии в wireshark, то можно увидеть наш GET-запрос:

И 200-й ответ сервера с содержанием html-страницы:

14) Получение лога погоды от сервера на OpenWRT

Теперь подумаем, для чего нужна html страница? HTML страницы открывают в браузерах которые переобразуют их в форматированный текст. В ESP8266 нет ресурсов чтобы парсить интернет. Зато эти ресурсы есть в OpenWRT.

Погодные метеостанции различных типов - это одно из популярных направлений в любительской разработке. Но стоит ли изобретать велосипед? В сети существуют сайты которые публикуют погодные характеристики в режиме реального времени. Нужно только скачать страницу, отпарсить её и передать на ESP8266. Ну вот, например: получение температуры для Самары:

$ elinks --dump http://realmeteo.ru/samara/1/current|sed -n "13p" |awk '{print $1}'
-9DEGC

Остается написать задание для cron, что бы он периодически запускал эту команду, еще добавить дату и время для справки, и получим погодный логер из старого роутера. Остается передать лог на ESP8266 чтобы он выводил этот лог на дисплей, т.е. получаем этакий Hi-Tech градусник. У кого обычный градусник летом постоянно нагревается солнцем, те оценят.

Файл с логом погоды разместим в директории сайта: "/site/pub/waether.txt". Чтобы нам получить этот файл от веб-сервера, в GET-запросе нужно будет указать имя файла, который нам нужно получить:

GET /pub/weather.txt HTTP/1.0

В результате получаем наш файл:

AT+CIPSTART="TCP","192.168.1.10",8010
CONNECT

OK
AT+CIPSEND=33

OK
> 
Recv 33 bytes

SEND OK

+IPD,17:HTTP/1.0 200 OK

+IPD,1460:Connection: close
ETag: "6006-545-5bede30f"
Last-Modified: Thu, 15 Nov 2018 21:20:15 GMT
Date: Thu, 15 Nov 2018 21:41:04 GMT
Content-Type: text/plain
Content-Length: 1349

[11-15-18 00:00:11] -5.8DEGC
[11-15-18 00:30:11] -5.9DEGC
[11-15-18 01:30:12] -6.4DEGC
[11-15-18 02:00:12] -6.4DEGC
[11-15-18 02:30:12] -6.6DEGC
[11-15-18 03:00:11] -6.6DEGC
[11-15-18 03:30:11] -6.8DEGC
[11-15-18 04:00:11] -7.1DEGC
[11-15-18 04:30:11] -7.2DEGC
[11-15-18 05:00:11] -7.4DEGC
[11-15-18 05:30:11] -7.6DEGC
[11-15-18 06:00:12] -8.1DEGC
[11-15-18 06:30:12] -8.1DEGC
[11-15-18 07:00:12] -9DEGC
[11-15-18 07:30:12] -9DEGC
[11-15-18 08:00:12] -9DEGC
[11-15-18 08:30:11] -9DEGC
[11-15-18 09:00:11] -9DEGC
[11-15-18 09:30:11] -7.9DEGC
[11-15-18 10:00:11] -7.9DEGC
[11-15-18 10:30:11] -6.7DEGC
[11-15-18 11:00:11] -6.1DEGC
[11-15-18 11:30:11] -5.4DEGC
[11-15-18 12:00:11] -5.2DEGC
[11-15-18 12:30:11] -5.2DEGC
[11-15-18 13:00:11] -4.3DEGC
[11-15-18 13:30:11] -4.2DEGC
[11-15-18 14:00:11] -3.8DEGC
[11-15-18 14:30:11] -3.4DEGC
[11-15-18 15:00:11] -3.4DEGC
[11-15-18 15:30:11] -3DEGC
[11-15-18 16:00:11] -3DEGC
[11-15-18 16:30:11] -2.8DEGC
[11-15-18 17:00:11] -2.8DEGC
[11-15-18 17:30:11] -2.7DEGC
[11-15-18 18:00:11] -2.7DEGC
[11-15-18 18:30:11] -2.6DEGC
[11-15-18 19:00:11] -2.4DEGC
[11-15-18 19:30:11] -2.4DEGC
[11-15-18 20:00:12] -2.4DEGC
[11-15-18 20:30:12] -2.7DEGC
[11-15-18 21:00:12] -2.7DEGC
[11-15-18 21:30:12] -2.7DEGC
[11-15-18 22:00:12] -2.7DEGC
[11-15-18 22:30:11]
+IPD,68: -2.7DEGC
[11-15-18 23:00:11] -2.7DEGC
[11-15-18 23:30:11] -2.5DEGC
CLOSED

15) Управление OpenWRT через ESP8266 посредством CGI интерфейса

Раньше, чтобы управлять роутером на OpenWRT, нужно было либо припаивать к нему "гребёнку" на UART интерфейс и тянуть провода к микроконтроллеру, посредством которого передавались бы ваши команды. Либо прикручивать к микроконтроллеру какой либо Ethernet чип и передавать команды через сеть Ethernet, что опять же подразумевает провода. С помощью ESP8266 вы сможете вычеркнуть из этого уравнения провода.

Т.к. сервер uhttpd поддерживает CGI интерфейс, мы можем связать наш ESP8266 с OpenWRT посредством этого интерфейса, который и заменит нам пресловутые провода. Скрипты cgi могут писаться на каких угодно языках, для примера я возьму самый очевидный вариант - язык shell скриптов. Я буду краток, но если вас заинтересует тема написания cgi скриптов на языке shell скриптов, то советую почитать книгу Дэвида Тейнсли: "Linux и UNIX: программирование в shell. Руководство разработчика", глава 29 "Сценарии cgi".

Для проверки работоспособности GCI интерфейса проведем небольшой тест. Для этого в каталоге "/site/cgi-bin/" создадим файл esp8266.cgi следующего содержания:

#!/bin/sh
echo -en "Status: 200 OK\r\n"
echo -en "Content-type: text/html\r\n\r\n"
echo "<h1>test</h1>"

Установим на файл права:

# chmod 755 /site/cgi-bin/esp8266.cgi

Проверяем тут же в OpenWRT:

# curl localhost:8010/cgi-bin/esp8266.cgi
<h1>test</h1>

Работает. Теперь, допустим нам нужно получить текущую температуру. Приведем скрипт esp8266.cgi к такому виду:

#!/bin/sh
echo -en "Status: 200 OK\r\n"
echo -en "Content-type: text/html\r\n\r\n"
echo "<h1>ESP8266 Weather</h1>"
temp=$(elinks --dump http://realmeteo.ru/samara/1/current|sed -n "13p" |awk '{print $1}'|sed "s/DEGC//")
echo "<p>"
echo -n "current temp= "
echo -n "$temp" 
echo "&deg;"
echo "</p>"

Проверяем из ESP8266:

Здесь после "AT+CIPSEND=37" нужно будет ввести: "GET /cgi-bin/esp8266.cgi HTTP/1.1", после чего два раза ввести Enter. Как можно видеть по вставкам вида: "+IDC:num", ответ от сервера приходит в формате Chunked transfer encoding, когда данные бьются на фрагменты.

16) Отправка данных от ESP8266 на web-сервер OpenWRT через GET запрос

Теперь нам нужно рассмотреть, как можно отправить данные с микроконтроллера, посредством ESP8266, на OpenWRT. В HTTP протоколе имеются два основных способа передачи данных от клиента серверу: а) через GET запрос; б) через POST запрос.

Первый способ несколько попроще, там данные передаются через строку адреса. Отсюда и главное ограничение такого способа: длина передаваемых данные не должна превышать максимальную длину URL. Кроме того, такие данные видны пользователю в строке веб-браузера, что тоже не всегда желательно. Но для того, чтобы передать несколько цифр полученных микроконтроллером от датчиков, GET запрос подходит как нельзя лучше.

GET запрос формируется добавлением к URL знака вопроса, после которого перечисляются данные и их значения:

?var1=value1&var2=value2&var3=value3

Данные разделяются символом амперсанда, пробелы и прочие непечатные символы передаются в шестнадцатеричном виде: %xy. Shell - скрипт получает данные от сервера через CGI интерфейс в виде встроенных переменных.

Приведем содержимое скрипта esp8266.cgi к следующему виду:

#!/bin/sh
echo -en "Status: 200 OK\r\n"
echo -en "Content-type: text/html\r\n\r\n"
echo "<h1>ESP8266 -  GET Request Example</h1>"
echo "<p>"
echo -n "Request method= "
echo "$REQUEST_METHOD"
echo "<br>"
echo -n "Data: "
echo "$QUERY_STRING"
echo "</p>"

Проверяем:

# curl "localhost:8010/cgi-bin/esp8266.cgi?var1=value1&var2=value2&var3=value3"
<h1>ESP8266 -  GET Request Example</h1>
<p>
Request method= GET
<br>
Data: var1=value1&var2=value2&var3=value3
</p>

Как видно, данные были успешно приняты, нам осталось лишь распарсить переменную QUERY_STRING. У меня это получилось так:

#!/bin/sh
echo -en "Status: 200 OK\r\n"
echo -en "Content-type: text/html\r\n\r\n"
echo "<h1>ESP8266 -  GET Request Example</h1>"
echo "<p>"
echo -n "Request method= "
echo "$REQUEST_METHOD"
echo "<br>"
echo -n "Data: "
echo "$QUERY_STRING"
echo "</p>"
line=$(echo "$QUERY_STRING"|sed "s/&/	/g")
for loop in $line
do
	name=$(echo $loop|awk -F = '{print $1}')
	type=$(echo $loop|awk -F = '{print $2}')
	var=$(printf "${name}=${type}")
	eval $(printf $var)
done

[ -z $var1 ] && exit || echo $var1
[ -z $var2 ] && exit || echo $var2
[ -z $var3 ] && exit || echo $var3

let "var1 += 10"
echo $var1

Алгоритм был подсмотрен в книге Дэвида Тейнсли, но я его несколько упростил предположив, что значения переменных не будут содержать пробелы и непечатные символы, которые кодируются шестнадцатеричными числами. После парсинга выводятся значения полученных переменных. Предпологается, что переменная var1 является числом, и с ней производится арифметическая операция. Проверяем:

# curl "localhost:8010/cgi-bin/esp8266.cgi?var1=12&var2=bar&var3=foo"
<h1>ESP8266 -  GET Request Example</h1>
<p>
Request method= GET
<br>
Data: var1=12&var2=bar&var3=foo
</p>
12
bar
foo
22

17) Отправка данных от ESP8266 на web-сервер OpenWRT через POST запрос

Отправка данных через POST запрос несколько сложнее. У этого метода имеется заголовок, в котором следует указывать формат и длинну данных.

Для обработки POST запросов создадим скрипт: "/site/cgi-bin/post.cgi" следующего содержания:

#!/bin/sh

if [ "$REQUEST_METHOD" = "POST" ]; then
QUERY_STRING=$(cat -)
fi

echo -en "Status: 200 OK\r\n"
echo -en "Content-type: text/html\r\n\r\n"
echo "<h1>ESP8266 -  POST Request Example</h1>"
echo "<p>"
echo -n "Request method= "
echo "$REQUEST_METHOD"
echo "<br>"
echo -n "Data: "
echo "$QUERY_STRING"
echo "</p>"

line=$(echo "$QUERY_STRING"|sed "s/&/	/g")
for loop in $line
do
	name=$(echo $loop|awk -F = '{print $1}')
	type=$(echo $loop|awk -F = '{print $2}')
	var=$(printf "${name}=${type}")
	eval $(printf $var)
done

[ -z $var1 ] && exit || echo $var1
[ -z $var2 ] && exit || echo $var2
[ -z $var3 ] && exit || echo $var3

let "var1 += 10"
echo $var1

Установим на него права:

# chmod 755 /site/cgi-bin/post.cgi

Проверяеем командой:

$ curl -d "var1=12&var2=bar&var3=foo" -X POST "192.168.1.10:8010/cgi-bin/post.cgi"

Или:

$ curl -d "var1=12&var2=bar&var3=foo" -H "Content-Type: application/x-www-form-urlencoded" -X POST "192.168.1.10:8010/cgi-bin/post.cgi"

Где "192.168.1.10" - это адрес роутера c OpenWRT.

В Wireshark можно посмотреть формат запроса:

Как можно видеть, заголовок запроса состоит из следующих строк:

POST /cgi-bin/post.cgi HTTP/1.1
Host: 192.168.1.10:8010
User-Agent: curl/7.59.0
Accept: */*
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 25

После заголовка следует ДВА enter'а, т.е. последовательность: "\r\n\r\n". После этого идут данные.

Полностью вводить вручную весь заголовок может быть утомительно, на скриншоте приведён лог сессии, где используется только первая строка заголовка:

Теперь подробнее, пошаговая инструкция.

Устанавливаем TCP-соединение:

AT+CIPSTART="TCP","192.168.1.10",8010
CONNECT

OK

Отправляем http запрос из 60 байт, где заголовок будет состоять из 31 байта, 4 байта будет занимать последовательность окончания заголовка: "\r\n\r\n", на остальные 25 байт приходятся сами данные.

AT+CIPSEND=60

OK
 

После того, как появится символ ">", нужно будет ввести запрос:

POST /cgi-bin/post.cgi HTTP/1.1

После ввода запроса нужно еще раз ввести пустой Enter. После этого, вводим наши данные:

var1=12&var2=bar&var3=foo

После ввода Enter, должен прийти ответ от сервера. На скриншоте показан наш POST запрос в программе Wireshark:

18) Управление Linux/OpenWRT используя режим "UART-WiFi passthrough"

В ESP8266 имеется режим "UART-WiFi passthrough" который в документации также называется прозрачным режимом (transparent). Этот режим можно назвать "UART через WIFI", т.к. он позволяет установить непрерывное соединение по TCP или UDP протоколу. Режим включается командой AT+CIPMODE=1, а выход из этого режима происходит посылкой последовательности трех плюсов подряд: "+++". Примеры с использованием данного режима приведены в следующем руководстве: ESP8266 AT Command Examples

Какие у этого может быть практическое применение? Думаю все знают о такой полезной утилите как nc или netcat, с помощью которой можно устраивать простенькие чаты. Одними чатами ее полезность не ограничена, мы можем также управлять компьютером c linux или Windows с её по помощью через ESP8266. Давайте посмотрим как это делается на примере OpenWRT.

Открываем backdoor на OpenWRT с помощью команды:

# nc -l -p 12345 -e /bin/ash

Запускаем ESP8266 и подключаемся к точке доступа:

AT+CWMODE_CUR=1

OK

AT+CWJAP="Alien","password"
WIFI CONNECTED
WIFI GOT IP

OK

Устанавливаем TCP-соединение:

AT+CIPSTART="TCP","192.168.1.10",12345
CONNECT

OK

Где 192.168.1.10 - адрес роутера с OpenWRT, на котором мы открыли порт. Далее даём команды:

AT+CIPMODE=1

и:

AT+CIPSEND

После этого появится значок ">". После этого, в терминале, знак окончания строки нужно будет сменить с "NL & CR" на "NL", и можно начинать вводить команды:

Для окончания сеанса, следует в терминале сменить знак окончания строки на: "нет окончания строки". После этого ввести три знака плюс. Затем знак окончания строки сменить на: "NL & CR".

Далее, для разрыва соединения вводится команды:

AT+CIPMODE=0

и:

AT+CIPCLOSE

Думаю, что стоит упомянуть, что: а) использовать такой способ следует только в защищённом участке интрасети, б) не следует предоставлять привилегированный доступ к . При необходимости следует использовать sudo.

19) Прошивка ESP32 в интерпретатор AT-команд

Плата ESP32 NodeMCU несколько более замороченная нежели свой аналог на ESP8266:

Плата немного шире чем ESP8266 NodeMCU, при установке в беспаячную макетку, свободным остается только один ряд. Т.е. пины на другой стороне становятся недоступными.

Для работы с платой в режиме AT-команд понадобится UART-UART преобразователь с логикой на 3.3 Вольт, а для прошивки придется нажимать кнопки. ESP32 имеет два интерфейса UART. Один используется для отладки, другой для работы с AT-интерпретатором. Микро-USB порт который имеется на плате используется для отладки и прошивки.

В терминале нужно будет выставить режим 115200 бод, и признак окончания строки: "NL & CR". При подключении только что купленного модуля, у меня в терминале пошел такой лог:

ets Jun  8 2016 00:22:57

rst:0x1 (POWERON_RESET),boot:0x13 (SPI_FAST_FLASH_BOOT)
configsip: 0, SPIWP:0x00
clk_drv:0x00,q_drv:0x00,d_drv:0x00,cs0_drv:0x00,hd_drv:0x00,wp_drv:0x00
mode:DIO, clock div:2
load:0x3fff0008,len:8
load:0x3fff0010,len:3480
load:0x40078000,len:7804
ho 0 tail 12 room 4
load:0x40080000,len:252
entry 0x40080034
^[[0;32mI (46) boot: ESP-IDF v2.0-3-gbef9896 2nd stage bootloader^[[0m
^[[0;32mI (46) boot: compile time 05:59:45^[[0m
^[[0;32mI (46) boot: Enabling RNG early entropy source...^[[0m
^[[0;32mI (65) boot: SPI Speed      : 40MHz^[[0m
^[[0;32mI (78) boot: SPI Mode       : DIO^[[0m
^[[0;32mI (90) boot: SPI Flash Size : 4MB^[[0m
^[[0;32mI (102) boot: Partition Table:^[[0m
^[[0;32mI (114) boot: ## Label            Usage          Type ST Offset   Length^[[0m
^[[0;32mI (136) boot:  0 phy_init         RF data          01 01 0000f000 00001000^[[0m
^[[0;32mI (160) boot:  1 otadata          OTA data         01 00 00010000 00002000^[[0m
^[[0;32mI (183) boot:  2 nvs              WiFi data        01 02 00012000 0000e000^[[0m
^[[0;32mI (206) boot:  3 at_customize     unknown          40 00 00020000 000e0000^[[0m
^[[0;32mI (229) boot:  4 ota_0            OTA app          00 10 00100000 00180000^[[0m
^[[0;32mI (253) boot:  5 ota_1            OTA app          00 11 00280000 00180000^[[0m
^[[0;32mI (276) boot: End of partition table^[[0m
^[[0;32mI (289) boot: Disabling RNG early entropy source...^[[0m
^[[0;32mI (306) boot: Loading app partition at offset 00100000^[[0m
^[[0;32mI (1482) boot: segment 0: paddr=0x00100018 vaddr=0x00000000 size=0x0ffe8 ( 65512) ^[[0m
^[[0;32mI (1482) boot: segment 1: paddr=0x00110008 vaddr=0x3f400010 size=0x1c5f0 (116208) map^[[0m
^[[0;32mI (1499) boot: segment 2: paddr=0x0012c600 vaddr=0x3ffb0000 size=0x0215c (  8540) load^[[0m
^[[0;32mI (1529) boot: segment 3: paddr=0x0012e764 vaddr=0x40080000 size=0x00400 (  1024) load^[[0m
^[[0;32mI (1552) boot: segment 4: paddr=0x0012eb6c vaddr=0x40080400 size=0x1b028 (110632) load^[[0m
^[[0;32mI (1631) boot: segment 5: paddr=0x00149b9c vaddr=0x400c0000 size=0x00034 (    52) load^[[0m
^[[0;32mI (1632) boot: segment 6: paddr=0x00149bd8 vaddr=0x00000000 size=0x06430 ( 25648) ^[[0m
^[[0;32mI (1648) boot: segment 7: paddr=0x00150010 vaddr=0x400d0018 size=0x7a56c (501100) map^[[0m
^[[0;32mI (1676) heap_alloc_caps: Initializing. RAM available for dynamic allocation:^[[0m
^[[0;32mI (1698) heap_alloc_caps: At 3FFBA6B8 len 00025948 (150 KiB): DRAM^[[0m
^[[0;32mI (1719) heap_alloc_caps: At 3FFE8000 len 00018000 (96 KiB): D/IRAM^[[0m
^[[0;32mI (1741) heap_alloc_caps: At 4009B428 len 00004BD8 (18 KiB): IRAM^[[0m
^[[0;32mI (1762) cpu_start: Pro cpu up.^[[0m
^[[0;32mI (1773) cpu_start: Single core mode^[[0m
^[[0;32mI (1786) cpu_start: Pro cpu start user code^[[0m
^[[0;32mI (1847) cpu_start: Starting scheduler on PRO CPU.^[[0m
^[[0;32mI (2016) uart: queue free spaces: 10^[[0m
Bin version:0.10.0^M
I (2017) wifi: wifi firmware version: c604573
I (2017) wifi: config NVS flash: enabled
I (2018) wifi: config nano formating: disabled
I (2027) wifi: Init dynamic tx buffer num: 32
I (2027) wifi: wifi driver task: 3ffc4eac, prio:23, stack:3584
I (2032) wifi: Init static rx buffer num: 10
I (2036) wifi: Init dynamic rx buffer num: 0
I (2040) wifi: Init rx ampdu len mblock:7
I (2044) wifi: Init lldesc rx ampdu entry mblock:4
I (2049) wifi: wifi power manager task: 0x3ffca254 prio: 21 stack: 2560
I (2055) wifi: wifi timer task: 3ffcb2d4, prio:22, stack:3584
^[[0;31mE (2060) phy_init: PHY data partition validated^[[0m
^[[0;32mI (2080) phy: phy_version: 329, Feb 22 2017, 15:58:07, 0, 0^[[0m
I (2081) wifi: mode : softAP (80:7d:3a:cb:66:b9)
I (2084) wifi: mode : sta (80:7d:3a:cb:66:b8) + softAP (80:7d:3a:cb:66:b9)
I (2087) wifi: mode : softAP (80:7d:3a:cb:66:b9)^M

Из любопытного. Последовательности: [[0;32mI и [[0m означат цветовую разметку вывода в Linux. Это означает, что мы можем подключиться к порту программной screen:

$ screen /dev/ttyUSB0 115200,cs8

Выглядит это так:

Из полезного, тут можно узнать версию AT-интерпретатора:

Bin version:0.10.0

Т.к. это ужас какая древняя версия, аж прошлого 2017-го года, скорее всего вам захочется ее обновить. Для этого нам снова придется обратится к программе esptool.py

Перед вводом команд esptool.py, необходимо: а) вначале нажать кнопку EN; б) после чего, удерживая кнопку EN, нажать конку BOOT; в) после чего, отпустить кнопку EN и удерживая кнопку BOOT ввести команду esptool.py.

Для начала проверим связь:

$ esptool.py --chip esp32 flash_id
esptool.py v2.3.1
Connecting....
Chip is ESP32D0WDQ6 (revision (unknown 0xa))
Features: WiFi, BT, Dual Core, VRef calibration in efuse
Uploading stub...
Running stub...
Stub running...
Manufacturer: c8
Device: 4016
Detected flash size: 4MB
Hard resetting via RTS pin...
$ esptool.py --chip esp32 chip_id
esptool.py v2.3.1
Connecting......
Chip is ESP32D0WDQ6 (revision (unknown 0xa))
Features: WiFi, BT, Dual Core, VRef calibration in efuse
Uploading stub...
Running stub...
Stub running...
Chip ID: 0xaa807d3acb66
Hard resetting via RTS pin...

Затем, вам возможно захочется сохранить существующую прошивку:

$  esptool.py --chip esp32 --port /dev/ttyUSB0 read_flash 0x00000 0x400000 ./esp32_firmware2.bin
esptool.py v2.3.1
Connecting.....
Chip is ESP32D0WDQ6 (revision (unknown 0xa))
Features: WiFi, BT, Dual Core, VRef calibration in efuse
Uploading stub...
Running stub...
Stub running...
4194304 (100 %)
4194304 (100 %)
Read 4194304 bytes at 0x0 in 380.7 seconds (88.1 kbit/s)...
Hard resetting via RTS pin...

Актуальную версию прошивки можно скачать с официального сайта: ESP32 Resources | Espressif Systems.

После распаковки архива, видим следующую структуру каталогов:

$ tree .
.
├── at_customize.bin
├── blank.bin
├── bootloader
│   └── bootloader.bin
├── customized_partitions
│   ├── ble_data.bin
│   ├── client_ca.bin
│   ├── client_cert.bin
│   ├── client_key.bin
│   ├── server_ca.bin
│   ├── server_cert.bin
│   └── server_key.bin
├── download.config
├── esp-at.bin
├── factory.bin
├── partitions_at.bin
└── phy_init_data.bin

Здесь нас будет интересовать содержимое файла download.config, к котором хранится опции прошивки для esptool.py:

--flash_mode dio --flash_freq 40m --flash_size detect 0x1000 bootloader/bootloader.bin 0x20000 at_customize.bin 0x21000 customized_partitions/ble_data.bin 0x24000 customized_partitions/server_cert.bin 0x26000 customized_partitions/server_key.bin 0x28000 customized_partitions/server_ca.bin 0x2a000 customized_partitions/client_cert.bin 0x2c000 customized_partitions/client_key.bin 0x2e000 customized_partitions/client_ca.bin 0xf000 phy_init_data.bin 0x100000 esp-at.bin 0x8000 partitions_at.bin

Не мудрствуя лукаво, прошиваем согласно предложенным рекомендациям:

$ esptool.py --chip esp32 --port /dev/ttyUSB0 write_flash --flash_mode dio --flash_freq 40m --flash_size detect 0x1000 bootloader/bootloader.bin 0x20000 at_customize.bin 0x21000 customized_partitions/ble_data.bin 0x24000 customized_partitions/server_cert.bin 0x26000 customized_partitions/server_key.bin 0x28000 customized_partitions/server_ca.bin 0x2a000 customized_partitions/client_cert.bin 0x2c000 customized_partitions/client_key.bin 0x2e000 customized_partitions/client_ca.bin 0xf000 phy_init_data.bin 0x100000 esp-at.bin 0x8000 partitions_at.bin

Процесс прошивки:

esptool.py v2.3.1
Connecting.....
Chip is ESP32D0WDQ6 (revision (unknown 0xa))
Features: WiFi, BT, Dual Core, VRef calibration in efuse
Uploading stub...
Running stub...
Stub running...
Configuring flash size...
Auto-detected Flash size: 4MB
Compressed 19424 bytes to 11458...
Wrote 19424 bytes (11458 compressed) at 0x00001000 in 1.0 seconds (effective 153.0 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 3072 bytes to 136...
Wrote 3072 bytes (136 compressed) at 0x00020000 in 0.0 seconds (effective 1372.2 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 5720 bytes to 347...
Wrote 5720 bytes (347 compressed) at 0x00021000 in 0.0 seconds (effective 1239.8 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 1284 bytes to 941...
Wrote 1284 bytes (941 compressed) at 0x00024000 in 0.1 seconds (effective 115.7 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 1692 bytes to 1322...
Wrote 1692 bytes (1322 compressed) at 0x00026000 in 0.1 seconds (effective 110.9 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 1276 bytes to 882...
Wrote 1276 bytes (882 compressed) at 0x00028000 in 0.1 seconds (effective 121.5 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 2536 bytes to 1534...
Wrote 2536 bytes (1534 compressed) at 0x0002a000 in 0.1 seconds (effective 142.9 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 3376 bytes to 2537...
Wrote 3376 bytes (2537 compressed) at 0x0002c000 in 0.2 seconds (effective 116.9 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 2544 bytes to 1460...
Wrote 2544 bytes (1460 compressed) at 0x0002e000 in 0.1 seconds (effective 150.8 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 144 bytes to 69...
Wrote 144 bytes (69 compressed) at 0x0000f000 in 0.0 seconds (effective 96.2 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 1119072 bytes to 704097...
Wrote 1119072 bytes (704097 compressed) at 0x00100000 in 62.5 seconds (effective 143.2 kbit/s)...
Hash of data verified.
Compressed 3072 bytes to 129...
Wrote 3072 bytes (129 compressed) at 0x00008000 in 0.0 seconds (effective 1446.2 kbit/s)...
Hash of data verified.

Leaving...
Hard resetting via RTS pin...

Если после перепрошивки отладочный лог платы в порядке, то теперь для работы с AT-командами нужно будет подключить USB-UART адаптер с 3.3 вольтовой логикой на второй UART порт ESP32. Подключение USB-UART адаптера и ESP32: GND<-->GND(адаптера), RX2<-->TX(адаптера), TX2<-->RX(адаптера).

Работа с AT интерпретатором ESP32 по сути не отличается от ESP8266, за тем исключением, что ESP32 содержит команды работы с Bluetooth. В руководстве ESP32 AT Instruction Set and Examples имеется пример сопряжения двух ESP32.

поделиться: