本文档将介绍 ESP-Gateway 智能网关方案的配置流程和使用方法
乐鑫 ESP-Gateway 智能网关方案基于 ESP32 设计开发,目前已实现 Wi-Fi 路由器、以太网路由器、以太网无线网卡、随身 Wi-Fi 四大功能,最大程度发挥了乐鑫芯片的网络优势。
ESP-Gateway 设备无线连接路由器后开启热点,周围的智能设备连接其热点后即可联网。
ESP-Gateway 设备通过网线接入网口后开启热点,周围的智能设备连接其热点后即可联网,同时,ESP-Gateway 设备会被分配属于自己的 IP 地址,故用户可通过连接至该局域网的智能设备与 ESP-Gateway 设备进行 TCP 通信。
ESP-Gateway 设备通过路由器联网后,从网线接口引出网线插入至具有 LAN 口的智能设备上,被连接的智能设备即可联网。
ESP-Gateway 设备可搭载插有 SIM 卡的移动网络模块,将蜂窝网络转换为 Wi-Fi 信号,周围的智能设备连接其开启的热点后即可联网。
- linux 环境
用来编译 & 烧写 & 运行等操作的必须环境。
windows 用户可安装虚拟机,在虚拟机中安装 linux。
- ESP 设备
ESP 设备包括 ESP芯片,ESP模组,ESP开发板等。
以太网路由器、以太网无线网卡 功能需要额外增加一个以太网 PHY 芯片
随身Wi-Fi 功能需要额外增加一个插有 SIM 卡的移动网络模块
建议使用已经集成 PHY 以太网芯片的 ESP32-Ethernet-Kit 开发板
- USB 线
连接 PC 和 ESP 设备,用来烧写/下载程序,查看 log 等。
如果您熟悉 ESP 开发环境,可以很顺利理解下面步骤; 如果您不熟悉某个部分,比如编译,烧录,需要您结合官方的相关文档来理解。如您需阅读 ESP-IDF 编程指南文档等。
- 根据官方链接中 工具链的设置,下载 toolchain
- toolchain 设置参考 ESP-IDF 编程指南。
- 烧录工具位于 esp-idf 下
./components/esptool_py/esptool/esptool.py
- esptool 功能参考:
$ ./components/esptool_py/esptool/esptool.py --help
- 获取 Espressif SDK ESP-IDF
- 为确保成功获取了完整的 ESP-IDF,请在终端中输入
idf.py --version
,如果输出结果类似于ESP-IDF v4.4-dev-3675-g35b20cadce
,则代表安装成功。详细的安装和配置说明请参考快速入门文档。 - 成功获取到 ESP-IDF 之后,请将 ESP-IDF 版本切换到
release/v4.4
分支。
Example Configuration 目录
- 根据硬件所需选择合适的 Ethernet Type 和 Ethernet PHY Device
- MODEM APN 和 extended DCE object 为 esp-modem 组件的配置选项
APP Configuration 目录
- Modem function 即随身 Wi-Fi 功能,默认关闭
- Wi-Fi Router 即 Wi-Fi 路由器功能,进入目录可分别配置设备 STA 和 AP 的 ssid 和 password
- Ethernet Router 即以太网路由器功能,进入目录可配置设备所起 AP 的 ssid 和 password
- Ethernet wireless network adapter 即以太网无线网卡功能,进入目录可配置设备所要连接 AP 的 ssid 和 password
参考 工具链的设置
在 esp-gateway 目录下执行:
idf.py menuconfig
根据 5.配置项介绍 选择合适的配置选项,配置完成之后执行以下命令生成最终 bin
idf.py build
将 USB 线连接好 ESP 设备和 PC,确保烧写端口正确。
idf.py flash
idf.py monitor
也可执行组合命令
idf.py build flash monitor
来执行编译、烧录、查看监视器
待程序固件烧录至开发板后,用户可以通过按键来进行功能的切换
按键 GPIO 端口 | 短按按键 | 长按按键 3s |
---|---|---|
app_main.c 文件中定义 | 选择功能模式 | 重启系统,切换至选择的功能模式 |
每个功能对应一个 led 指示灯,用户可以根据指示灯来判断目前处在的功能模式,led GPIO 端口可以在 app_main.c 中根据用户开发板硬件配置进行设置。
- ESP-Gateway 设备根据 menuconfig 里配置好的信息,连接至无线路由器,同时开启热点
- 智能设备连接至该热点后即可联网
- 该模式下理论传输速率可以达到 10 Mbps,支持 10 个设备同时连接
- ESP-Gateway 设备通过网线接入路由器 LAN 口,同时开启热点
- 智能设备连接至该热点后即可联网
- 除了上网功能,用户还可以通过连接至该局域网的智能设备与 ESP-Gateway 设备进行 TCP 通信,支持二次开发
- 该模式下理论传输速率可以达到 50 Mbps,支持 10 个设备同时连接
- ESP-Gateway 设备通过无线路由器联网,并通过网口将网线引出
- 笔记本电脑或者台式机等设备可通过在 LAN 口插入该网线即可联网
- ESP-Gateway 设备可搭载插有 SIM 卡的移动网络模块(LTE 模块、5G 模块、NB-IoT 模块),将蜂窝网络转换为 Wi-Fi 信号
- ESP-Gateway 设备开启热点,智能设备连接至该热点后即可联网
- 因移动网络模块为外置模块,本项目工程中默认关闭随身 Wi-Fi 的功能,用户在需要该功能时,打开 menuconfig 中相应的选项即可
具体演示视频请参考 ESP-Gateway 视频演示
功能模式 | 优势 |
---|---|
Wi-Fi 路由器 | 可作为 Wi-Fi 中继或 Wi-Fi 信号放大器、有效减轻实际路由器的承载力,同时扩大无线覆盖范围 |
以太网路由器 | 可以减少实际使用的路由器数量、部署成本低 |
以太网无线网卡 | 免驱动、支持用户在任意位置部署需要通过网线联网的电脑 |
随身 Wi-Fi | 无需配网、移动性强、应用于共享场景中(共享按摩椅、共享充电宝),仅需一台共享设备搭载移动网络模块,其他设备连接其热点即可联网,大大节约成本 |