ESP8266でWiFi通信【ESP-WROOM-02・Arduino】

秋月電子で購入したESP8266 (ESP-WROOM-02)を使ってWiFi通信を行う方法を解説していく。 具体的には次の3つのステップで解説していく。

ESP8266でLチカするまで
ESP8266をウェブサーバーにする方法
ESP8266からSSLでHTTPSリクエストする方法

なお、開発環境はMacで行った。

ESP8266でLチカするまで
1. 動作確認
ESP8266をウェブサーバーにする
ESP8266からSSLでHTTPSリクエスト
1. Arduinoスケッチ
1. サーバー側のスクリプト

ESP8266でLチカするまで

ESP8266は秋月電子通商で購入したものを使った。

ここではESP-WROOM-02開発キットマニュアルを読みながら手順通り進めていく。 ESP-WROOM-02開発キットマニュアル - 秋月電子通商

動作確認

USBでESP8266とMacをつなぐ（LEDが赤く点灯する）。
Arduino IDEを立ち上げ、新規スケッチを開く。
メニューのツール → シリアルポートの一覧からUSBポートを選択する。
シリアルモニターを立ち上げ、改行を「CRおよびLF」にし、通信速度「115200bps」を選択する。
ESP8266のRSTスイッチを押すと、文字化けしたメッセージが出てくるが、最後にReadyと帰って来ればOK。
シリアルモニターから「AT」と入力して、OKと返ってくれば動作確認は完了。

適当にプログラムを作ってLチカまで試しておく。書き込みをするときは、RSTとPGMを同時に押して、RSTからPGMの順番に離す。ちなみにESP8266でLチカさせるのに70mA程度消費した。

ESP8266をウェブサーバーにする

次に、ESP8266をウェブサーバーにしてブラウザからWiFiでダイレクトアクセスできるようにしてみよう。まず、Arduino IDEのスケッチ例からESP8266WiFi → WiFiAccessPointを開く。

サンプルプログラムのssidとpasswordを自由に決め、ESP8266へアップロードする。ちなみにパスワードは8文字以上でないと上手くいかなかった。

cpp

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <WiFiClient.h>
#include <ESP8266WebServer.h>

/* Set these to your desired credentials. */
const char *ssid = "MyFi";
const char *password = "88888888"; // 8文字以上でないといけない？

ESP8266WebServer server(80);

/* Just a little test message.  Go to http://192.168.4.1 in a web browser
   connected to this access point to see it.
*/
void handleRoot() {
  server.send(200, "text/html", "&lt;h1&gt;Hello world!&lt;/h1&gt;");
}

void setup() {
  delay(1000);
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();
  Serial.print("Configuring access point...");
  /* You can remove the password parameter if you want the AP to be open. */
  WiFi.softAP(ssid, password);

  IPAddress myIP = WiFi.softAPIP();
  Serial.print("AP IP address: ");
  Serial.println(myIP);
  server.on("/", handleRoot);
  server.begin();
  Serial.println("HTTP server started");
}

void loop() {
  server.handleClient();
}

シリアルモニタを開いてRSTボタンを押せば、ESP8266のIPアドレスが確認できる。ここではhttp://192.168.4.1/と表示された。

WEBブラウザからhttp://192.168.4.1/へアクセスすると「Hello world!」が表示される。

ESP8266からSSLでHTTPSリクエスト

最後に、ESP8266からSSLでHTTPSリクエストを行う。Arduino IDEのスケッチ例からESP8266WiFi → HTTPSRequestを選択しよう。このプログラムを元に少しだけ編集する。HTTPSリクエスト先のサーバーは、Let's encryptを導入済みのレンタルサーバーを使った。

Arduinoスケッチ

cpp

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <WiFiClientSecure.h>

const char* ssid = "Router SSID";
const char* password = "Router Password";

const char* host = "example.com";
const int httpsPort = 443;

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

  wifiInitialize();

}

void loop() {  
  String url = "/somedir/echo.php";
  String postData = "message=88888";
  httpsPost(url, postData);

  delay(3000);
}

void wifiInitialize() {
  Serial.println();
  Serial.print("connecting to ");
  Serial.println(ssid);
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");
  Serial.println("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

void httpsPost(String url, String postData) {
  // Use WiFiClientSecure class to create TLS connection
  WiFiClientSecure client;
  Serial.print("connecting to ");
  Serial.println(host);
  if (!client.connect(host, httpsPort)) {
    Serial.println("connection failed");
    return;
  }

  Serial.print("requesting URL: ");
  Serial.println(url);

  client.println("POST " + url + " HTTP/1.1");
  client.println("Host: " + (String)host);
  client.println("User-Agent: ESP8266/001");
  client.println("Connection: close");
  client.println("Content-Type: application/x-www-form-urlencoded;");
  client.print("Content-Length: ");
  client.println(postData.length());
  client.println();
  client.println(postData);

  Serial.println("request sent");
  while (client.connected()) {
    String line = client.readStringUntil('\n');
    if (line == "\r") {
      Serial.println("headers received");
      break;
    }
  }
  String line = client.readStringUntil('\n');
  Serial.println("reply was:");
  Serial.println("==========");
  Serial.println(line);
  Serial.println("==========");
  Serial.println("closing connection");
}

サーバー側のスクリプト

サーバー側のスクリプトは次の通り。

php

$message = $_POST["message"];
$useragent = $_SERVER['HTTP_USER_AGENT'];

echo "Your message is \"". $message. ", UserAgent is \"". $useragent. "\"\n";

このように、ESP8266からHTTPSでリクエストできた。