ESP-NOW 入门（ESP8266 NodeMCU）

释放双眼，带上耳机，听听看~！

在本文中，我们将展示如何使用 ESP-NOW 在使用 Arduino IDE 编程的 ESP8266 NodeMCU 板之间交换数据。ESP-NOW 是乐鑫开发的无连接通信协议，具有短包传输的特点，可与 ESP8266 和ESP32 开发板配合使用。

注意：我们有一个类似的 ESP32 指南：

ESP-NOW入门（基于ESP32）

Luca

21年2月19日
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介绍 ESP-NOW

Espressif 网站称，ESP-NOW 是“ Espressif 开发的一种协议”，可让多个设备在不使用 Wi-Fi 的情况下相互通信。该协议类似于低功耗 2.4GHz 无线连接 (…)。在通信之前，设备之间需要进行配对。配对完成后，连接是安全的、点对点的，不需要握手。”

这意味着设备相互配对后，连接是持久的。换句话说，如果您的其中一块板突然断电或重置，当它重新启动时，它将自动连接到其对等板以继续通信。

ESP-NOW 支持以下功能：

加密和未加密的单播通信；
混合加密和未加密的对等设备；
最大可承载250字节的有效载荷；
可设置发送回调函数，通知应用层
发送成功或失败。

ESP-NOW 技术还存在以下局限性：

有限的加密对等点。Station模式下最多支持10个加密节点；SoftAP或SoftAP+Station模式下最多6个；
支持多个未加密的对等体，但总数量应小于 20 个，包括加密的对等体；
有效负载限制为 250 字节。

简而言之，ESP-NOW 是一种快速通信协议，可用于在 ESP8266 板之间交换小消息（最多 250 字节）。

ESP-NOW 用途广泛，您可以在不同的设置中进行单向或双向通信。

ESP-NOW 单向通信

例如，在单向通信中，您可能会遇到如下场景：

一块 ESP8266 板向另一块 ESP8266 板发送数据

这种配置非常容易实现，并且非常适合将数据从一个板发送到另一块板，例如传感器读数或控制 GPIO 的 ON 和 OFF 命令。

一个“主”ESP8266 向多个 ESP8266“从”发送数据

一块 ESP8266 板向不同的 ESP8266 板发送相同或不同的命令。这种配置非常适合构建遥控器之类的东西。您可以在房子周围放置多块 ESP8266 板，这些板由一块主 ESP8266 板控制。

一个 ESP8266“从机”从多个“主机”接收数据

如果您想要将多个传感器节点的数据收集到一块 ESP8266 板中，则此配置非常理想。例如，可以将其配置为网络服务器来显示来自所有其它板的数据。

注意：在 ESP-NOW 文档中，没有“发送者/主站”和“接收者/从站”之类的东西。每个板都可以是发送者或接收者。然而，为了使事情清楚，我们将使用术语“发送者”和“接收者”或“主”和“从”。

ESP-NOW 双向通信

使用 ESP-NOW，每个板可以同时作为发送器和接收器。因此，您可以在板之间建立双向通信。

例如，您可以让两个板相互通信。

您可以向此配置添加更多板，并拥有看起来像网络的东西（所有 ESP8266 板相互通信）。

总之，ESP-NOW 非常适合构建一个网络，您可以在该网络中让多个 ESP8266 板相互交换数据。

ESP8266：获取板MAC地址

要通过 ESP-NOW 进行通信，您需要知道 ESP8266 接收器的 MAC 地址。这样您就知道要将信息发送到哪个设备。

每个 ESP8266 都有一个唯一的 MAC 地址，这就是我们如何识别每个板以使用 ESP-NOW 向其发送数据。

要获取主板的 MAC 地址，请上传以下代码。

// Complete Instructions to Get and Change ESP MAC Address: https://www.makersns.com/get-change-esp32-esp8266-mac-address-arduino/

#include <ESP8266WiFi.h>

void setup(){
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();
  Serial.print("ESP8266 Board MAC Address:  ");
  Serial.println(WiFi.macAddress());
}
 
void loop(){

}

上传代码后，以 115200 波特率打开串行监视器，然后按 ESP8266 RESET 按钮。MAC 地址应打印如下：

保存您的主板 MAC 地址，因为您需要它通过 ESP-NOW 将数据发送到正确的主板。

ESP-NOW 与 ESP8266 的单向点对点通信

为了帮助您开始使用 ESP-NOW 无线通信，我们将构建一个简单的项目，展示如何从一个 ESP8266 向另一个 ESP8266 发送消息。一个 ESP8266 将充当“发送器”，另一个 ESP8266 将充当“接收器”。

我们将发送一个包含char、int、float、String和boolean类型变量的结构。然后，您可以修改结构以发送适合您的项目的变量类型（例如传感器读数或用于打开或关闭某些内容的布尔变量）。

为了更好地理解，我们将 ESP8266 #1 称为“发送器”，将 ESP8266 #2 称为“接收器”。

以下是我们应该在发件人程序中包含的内容：

初始化 ESP-NOW；
发送数据时注册回调函数 –数据发送时发送消息时将执行该函数。这可以告诉我们消息是否已成功发送；
添加对等设备（接收器）。为此，您需要知道接收方的MAC地址；
向对端设备发送消息。

在接收器侧，程序应包括：

初始化 ESP-NOW；
注册接收回调函数（数据接收时）。这是收到消息时将执行的函数。
在该回调函数内，将消息保存到变量中，以使用该信息执行任何任务。

ESP-NOW 使用回调函数，这些函数在设备接收消息或发送消息时调用（您会看到消息是否成功传送或失败）。

ESP-NOW 有用的功能

以下是最重要的 ESP-NOW 功能的摘要：

函数名称和描述

esp_now_init()初始化 ESP-NOW。您必须在初始化 ESP-NOW 之前初始化 Wi-Fi。如果成功则返回 0。

esp_now_set_self_role(role) 角色可以是：ESP_NOW_ROLE_IDLE = 0，ESP_NOW_ROLE_CONTROLLER，ESP_NOW_ROLE_SLAVE，ESP_NOW_ROLE_COMBO，ESP_NOW_ROLE_MAX。

esp_now_add_peer(uint8 mac_addr, uint8 role, uint8 channel, uint8 key, uint8 key_len)调用此函数以配对设备。

esp_now_send（uint8 mac_address，uint8 data，int len）使用ESP-NOW发送数据。

esp_now_register_send_cb()注册发送数据时触发的回调函数。发送消息时，会调用一个函数 – 该函数返回发送是否成功。

esp_now_register_rcv_cb()注册一个接收数据时触发的回调函数。当通过 ESP-NOW 接收数据时，将调用一个函数。

有关这些功能的更多信息：

ESP8266 NodeMCU 发送器程序 (ESP-NOW)

以下是 ESP8266 NodeMCU 发送器板的代码。将代码复制到您的 Arduino IDE，但先不要上传。您需要进行一些修改才能使其适合您。

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <espnow.h>

// REPLACE WITH RECEIVER MAC Address
uint8_t broadcastAddress[] = {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF};

// Structure example to send data
// Must match the receiver structure
typedef struct struct_message {
  char a[32];
  int b;
  float c;
  String d;
  bool e;
} struct_message;

// Create a struct_message called myData
struct_message myData;

unsigned long lastTime = 0;  
unsigned long timerDelay = 2000;  // send readings timer

// Callback when data is sent
void OnDataSent(uint8_t *mac_addr, uint8_t sendStatus) {
  Serial.print("Last Packet Send Status: ");
  if (sendStatus == 0){
    Serial.println("Delivery success");
  }
  else{
    Serial.println("Delivery fail");
  }
}
 
void setup() {
  // Init Serial Monitor
  Serial.begin(115200);
 
  // Set device as a Wi-Fi Station
  WiFi.mode(WIFI_STA);

  // Init ESP-NOW
  if (esp_now_init() != 0) {
    Serial.println("Error initializing ESP-NOW");
    return;
  }

  // Once ESPNow is successfully Init, we will register for Send CB to
  // get the status of Trasnmitted packet
  esp_now_set_self_role(ESP_NOW_ROLE_CONTROLLER);
  esp_now_register_send_cb(OnDataSent);
  
  // Register peer
  esp_now_add_peer(broadcastAddress, ESP_NOW_ROLE_SLAVE, 1, NULL, 0);
}
 
void loop() {
  if ((millis() - lastTime) > timerDelay) {
    // Set values to send
    strcpy(myData.a, "THIS IS A CHAR");
    myData.b = random(1,20);
    myData.c = 1.2;
    myData.d = "Hello";
    myData.e = false;

    // Send message via ESP-NOW
    esp_now_send(broadcastAddress, (uint8_t *) &myData, sizeof(myData));

    lastTime = millis();
  }
}

代码如何工作

首先，包括ESP8266WiFi.h和espnow.h库。

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <espnow.h>

在下一行中，您应该插入 ESP8266 接收器 MAC 地址。

uint8_t broadcastAddress[] = {0x5C, 0xCF, 0x7F, 0x99, 0x9A, 0xEA};

在我们的例子中，接收者 MAC 地址是：5C:CF:7F:99:9A:EA，但您需要将该变量替换为您自己的 MAC 地址。

然后，创建一个包含我们要发送的数据类型的结构。我们称这个结构为结构消息它包含 5 种不同的变量类型。您可以更改此设置以发送您想要的任何变量类型。

typedef struct struct_message {
  char a[32];
  int b;
  float c;
  String d;
  bool e;
} struct_message;

创建一个新类型的变量结构消息它被称作我的数据这将存储变量值。

struct_message myData;

接下来，定义OnDataSent()功能。这是发送消息时将执行的回调函数。在这种情况下，如果消息发送成功或失败，
则仅打印此消息。

void OnDataSent(uint8_t *mac_addr, uint8_t sendStatus) {
  Serial.print("Last Packet Send Status: ");
  if (sendStatus == 0){
    Serial.println("Delivery success");
  }
  else{
    Serial.println("Delivery fail");
  }
}

在函数 setup() 里面，初始化串行监视器以进行调试：

Serial.begin(115200);

将设备设置为 Wi-Fi 站：

WiFi.mode(WIFI_STA);

初始化 ESP-NOW：

if (esp_now_init() != 0) {
  Serial.println("Error initializing ESP-NOW");
  return;
}

设置ESP8266角色：

esp_now_set_self_role(ESP_NOW_ROLE_CONTROLLER);

它接受以下角色：

ESP_NOW_ROLE_CONTROLLER,ESP_NOW_ROLE_SLAVE,ESP_NOW_ROLE_COMBO,ESP_NOW_ROLE_MAX。

成功初始化 ESP-NOW 后，注册发送消息时将调用的回调函数。在这种情况下，我们注册OnDataSent()之前创建的函数。

esp_now_register_send_cb(OnDataSent);

然后，与另一个 ESP-NOW 设备配对以发送数据：

esp_now_add_peer(broadcastAddress, ESP_NOW_ROLE_SLAVE, 1, NULL, 0);

这esp_now_add_peer按此顺序接受以下参数：mac 地址、角色、wi-fi 通道、密钥和密钥长度。

在loop()函数中，我们将每2秒通过ESP-NOW发送一条消息（您可以在timerDelay变量上更改此延迟时间）。

首先，我们设置变量值如下：

strcpy(myData.a, "THIS IS A CHAR");
myData.b = random(1,20);
myData.c = 1.2;
myData.d = "Hello";
myData.e = false;

请记住我的数据是一个结构体。在这里，我们分配要在结构内部发送的值。例如，第一行分配一个 char，第二行分配一个随机 Int 整数、一个 Float、一个 String 和一个 Boolean 变量。

我们创建这种结构是为了向您展示如何发送最常见的变量类型。您可以更改结构以发送任何其它类型的数据。

最后发送消息如下：

esp_now_send(broadcastAddress, (uint8_t *) &myData, sizeof(myData));

loop() 每2000毫秒（2秒）执行一次。

if ((millis() - lastTime) > timerDelay) {
  // Set values to send
  strcpy(myData.a, "THIS IS A CHAR");
  myData.b = random(1,20);
  myData.c = 1.2;
  myData.d = "Hello";
  myData.e = false;

  // Send message via ESP-NOW
  esp_now_send(broadcastAddress, (uint8_t *) &myData, sizeof(myData));

  lastTime = millis();
}

ESP8266 NodeMCU 接收器程序 (ESP-NOW)

将以下代码上传到您的ESP8266 NodeMCU 接收器板。

代码如何工作

与发送方类似，首先包含库：

#include <esp_now.h>
#include <WiFi.h>

创建一个结构来接收数据。该结构应该与发送方程序中定义的结构相同。

typedef struct struct_message {
  char a[32];
  int b;
  float c;
  String d;
  bool e;
} struct_message;

创建一个结构消息变量称为我的数据。

struct_message myData;

创建一个回调函数，当 ESP8266 通过 ESP-NOW 接收数据时将调用该函数。该函数称为onDataRecv()并且应该接受如下几个参数：

void OnDataRecv(const uint8_t * mac, const uint8_t *incomingData, int len) {

我们复制一下内容传入数据数据变量放入我的数据variable。

memcpy(&myData, incomingData, sizeof(myData));

现在我的数据结构体内部包含多个变量，其中包含发送者 ESP8266 发送的值。访问变量A，例如，我们只需要调用myData.a。

在本示例中，我们只是打印接收到的数据，但在实际应用中，您可以在显示屏上打印数据等。

  Serial.print("Bytes received: ");
  Serial.println(len);
  Serial.print("Char: ");
  Serial.println(myData.a);
  Serial.print("Int: ");
  Serial.println(myData.b);
  Serial.print("Float: ");
  Serial.println(myData.c);
  Serial.print("String: ");
  Serial.println(myData.d);
  Serial.print("Bool: ");
  Serial.println(myData.e);
  Serial.println();

在函数 setup() 里面，初始化串行通信以进行调试。

Serial.begin(115200);

将设备设置为Wi-Fi站点。

WiFi.mode(WIFI_STA);

初始化 ESP-NOW：

if (esp_now_init() != ESP_OK) {
  Serial.println("Error initializing ESP-NOW");
  return;
}

设置ESP8266角色：

esp_now_set_self_role(ESP_NOW_ROLE_SLAVE);

注册接收数据时将调用的回调函数。在这种情况下，我们注册OnDataRecv()之前创建的函数。

esp_now_register_recv_cb(OnDataRecv);

测试 ESP-NOW 通信

将发送器程序上传到一个板，将接收器程序上传到另一块板。不要忘记在发送者程序上插入接收者 MAC 地址。

现在，打开两个 Arduino IDE 窗口。一个用于接收方，另一个用于发送方。打开每个板的串行监视器。每块板应该有不同的 COM 端口。

这是您应该在发送方获得的信息。

这就是您应该在接收方得到的。请注意，Int 变量在收到的每个读数之间会发生变化（因为我们在发送方将其设置为随机数）。

我们测试了两块板之间的通信范围，在空旷的场地中我们能够获得长达 140 米（约 459 英尺）的稳定通信。在此实验中，两个 ESP8266 板载天线相互指向。

总结

在本教程中，您学习了如何将 ESP-NOW 与 ESP8266 NodeMCU 板结合使用。现在，您可以组合发送器和接收器程序，以便进行双向通信（每个板同时充当服务器和发送器）。您还可以使用更多开发板来实现多个开发板之间的通信。

ESP8266 和 ESP32 板可以使用 ESP-NOW 通信协议相互通信。您只需将正确的程序上传到每个板上即可。要了解如何将 ESP-NOW 与 ESP32 结合使用，您可以阅读我们的ESP32 ESP-NOW 入门指南。

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介绍 ESP-NOW

ESP-NOW 单向通信

ESP-NOW 双向通信

ESP8266：获取板MAC地址

ESP-NOW 与 ESP8266 的单向点对点通信

ESP-NOW 有用的功能

ESP8266 NodeMCU 发送器程序 (ESP-NOW)

代码如何工作

ESP8266 NodeMCU 接收器程序 (ESP-NOW)

代码如何工作

测试 ESP-NOW 通信

总结

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