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ESP8266与MAVlink协议结合:构建无人机局域网的实用指南

局域网LAN)是一种在小范围内实现的计算机网络,它连接了同一区域内的多台电脑和其他网络设备。与广域网(WAN)相比,局域网主要服务于一个小的地理范围,如家庭、学校、办公室或企业内部。在局域网中,每台设备都拥有一个唯一的ip地址,用于数据传输和识别。尽管不同局域网之间的IP地址可以相同,但它们之间相互独立,不会相互干扰
无线接入点(AP)是构建无线局域网WLAN)的核心设备。它相当于网络中心节点,负责处理无线信号,并提供无线设备(如手机平板电脑笔记本电脑)的连接。无线AP通常通过有线网络互联网连接,从而为无线设备提供上网服务。
无线网络中的每个设备,无论是手机、电脑还是平板电脑,都可以被称为站点(STA)。站点可以连接到无线AP,并接收或发送数据。为了能够连接到无线网络,每个AP都有一个服务集标识符(SSID),也就是我们通常所说的Wi-Fi名称。用户通过输入正确的SSID和密码,即可连接到无线网络。
以ESP8266为例,它是一款具有多种工作模式无线模块。它可以作为AP,提供无线网络连接;也可以作为STA,连接到已有的无线网络;还可以同时作为AP和STA,实现更复杂的网络配置。在使用ESP8266时,我们通常会烧录MAVESP8266固件,以便更好地管理和使用它。例如,我们可以将一个ESP8266设置为AP,并为其分配一个唯一的SSID,如ArduPilot_AP。然后,将另一个ESP8266设置为STA,并连接到ArduPilot_AP。
为了调试和测试ESP8266网络,我们可以使用一些调试助手工具,如安信可公司的TCP/UDP网络调试助手。通过该工具,我们可以连接到无线网络,查询IP地址,并建立与其他设备的网络连接。此外,我们还可以使用串口调试助手,将设置为STA模式的ESP8266通过USB-TTL串口模块连接到电脑,以便监视其接收的信息
实际应用中,我们可以将一个ESP8266设置为AP,而将多个ESP8266设置为STA,形成一个星型拓扑结构无线局域网络。这种网络结构可以方便地实现多设备之间的无线通信,如无人机之间的数据传输。通过这种方式,我们可以将无人机组成一个无线网络,实现协同作业和实时数据共享
总之,局域网、无线接入点、站点和网络调试助手是构建和管理无线网络的关键元素。了解这些基本概念,并结合实际情况进行网络配置,有助于我们更好地利用无线网络技术,实现各种应用场景

一、连接原理

ESP8266与MAVlink协议结合:构建无人机局域网的实用指南

局域网(Local Aera Network, LAN)是相对于广域网(WAN)而言的,其主要是指在小范围内的计算机互联网络。局域网上的每一台电脑(或其他网络设备)都有一个IP地址,但是不同的局域网的IP地址是可以重复的,且互不影响。

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APAccess Point),无线接入点,是组件无线局域网(WLAN)的核心设备,是网络的中心节点和创建者。

STA (station),站点,是每一个连接到无线网络中的终端,不接受无线的接入,可以连接到AP。

SSID (Service Set Identifier),每一个无线AP都有的用于用户识别的名字,也就是我们经常说到的WIFI名。

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ESP8266的工作模式包括AP模式,STA模式和AP+STA模式。接上一篇《WIFI模块:ESP8266使用实例》,烧录MAVESP8266固件之后,仅剩前两种模式,如下图所示(192.168.4.1)

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二、使用调试实例

(1)准备 两块ESP-01模块 ,分别烧录好ArduPilot官方推荐的MAVESP8266固件: ardupilot.org/rover/docs/common-esp8266-telemetry.html,使用PC连接其中一块ESP-01(初始名为ArduPilot),将其用户名改ArduPilot_AP,以防和另一个重复。

然后接入另一个ESP-01,将其模式改为 Station ,如下图所示。station SSID改为ArduPilot_AP,IP改为192.168.4.1,其余不变,点击save保存。

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(2)下载调试助手 :测试需要用到安信可(AI-Thinker)公司的TCP/UDP网络调试助手:docs.ai-thinker.com/开发工具2,如下图所示:

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下载之后接入之前设置的ArduPilot_AP无线网络中,在command命令框中输入Ipconfig,可查询到所接入的无线局域网(WLAN)的IP地址。(根据经验,IP地址的分配和接入顺序有关)

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(3)建立网络连接 :如下图所示,输入目标IP地址。这里选192.168.4.4是因为设置好station模式前已经有两台电脑接入了ArduPilot_AP这个无线网,因此这个ESP-01如果作为station加入将自动被分配为4,如需检验可以再接入一台新设备(如手机),查看IP地址,若为5则说明已接入。( ESP-01若改为Station模式之后将无法访问设置界面,目前还不知道如何将其改回AP模式,只能重新烧录。

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建立连接之后,点击连接即可接入无线局域网。

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(4)接收通过局域网传输的信息 :下载串口调试助手,将设置为station模式的ESP-01通过USB-TTL串口模块接入电脑COM端口,打开串口调试器(选择正确的串口,和波特率)即可监视其接受的信息,如下图所示:

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(5)发送hello!

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三、总结

至此,我们实现了以一个ESP-01作为AP,另外一个ESP-01作为Station,并通过电脑(另一个Station)与之通信。大致过程如下图所示

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以此类推,我们可以以一个ESP-01作为AP,若干ESP-01作为station,实现一种星型拓扑结构的无线局域网络搭建,从而实现多架无人机之间的WIFI通讯。

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