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ESP-NOW 控制

ESP-NOW SETTINGS - ESP-NOW 配置​

本教程旨在指导用户为机器人配置 ESP-NOW 通信，实现基于 JSON 指令格式的一对一及一对多无线控制功能。

ESP-NOW 通信协议​

ESP-NOW 是由 Espressif Systems 开发的一种快速高效的无线通信协议，旨在提供低功耗、高性能的局域网（LAN）通信解决方案。它最初设计用于 ESP8266 和 ESP32 等 Espressif 的 Wi-Fi 芯片。 ESP-NOW 的特点如下：

  1. 低延时：ESP-NOW 协议不需要进行 TCP/IP 协议栈处理，因此具有很低的延迟，适合实时性要求较高的应用场景。

  2. 高吞吐量：ESP-NOW 协议使用帧广播方式发送数据，传输效率高，可以同时向多个节点发送相同的信息。

  3. 低功耗：ESP-NOW 协议在数据传输过程中使用的功耗非常低，适合电池供电场景。

  4. 简单易用：ESP-NOW 协议配置简单，只需定义通道、加密密钥和数据结构等基本参数即可实现无线通信。

  5. 支持多播：ESP-NOW 协议支持一对多或一对所有节点的通信方式，提高了网络的灵活性。

  6. 可扩展性：ESP-NOW 协议支持多种数据类型的传输，可以通过自定义数据结构来实现更复杂的通信功能。

ESP-NOW 功能​

HexArth 自带 ESP-NOW 功能，产品出厂开机后默认为 Follower 模式。该模式下机器人允许被其它设备控制，也可以发送 ESP-NOW 信息到其它设备来控制其它设备。

ESP-NOW 通信数据结构体​

在介绍各功能指令的含义之前，我们先介绍 HexArth 的 ESP-NOW 通信数据结构体，如下：

struct Vec3 {
    double x;
    double y;
    double z;
};
typedef struct struct_message {
  byte devCode;
  Vec3 ESPInBase[6];
  byte cmd;
  char message[50];
} struct_message;

该部分中变量的具体赋值设置将会在部分 JSON 指令中进行设置，我们这里介绍下变量的含义：

  • devCode：本设备的设备编号。在我们的使用例程中并没有用到该变量，因此可以选择不设置这一编号（始终设置为 0 即可）。在需要被控制的设备较多而不能使用组播控制、必须使用广播控制的情况下，可以使用这个变量来对 JSON 指令控制设备加以区分。这个是为自定义功能所保留的接口，针对您的需求来更改下位机程序中 esp_now_ctrl.h 内的 OnDataRecv() 函数。
  • ESPInBase： 是 Vec3 结构体数组里面包含了各个腿的坐标值，单位为 mm。
  • cmd：ESP-NOW 控制信息类型。具体赋值请参照下方 JSON 指令的具体含义说明。
  • message：一段字符串。当 ESP-NOW 控制信息类型（cmd）为 1 时，会将这个字符串当作 JSON 格式的指令来使用，但是指令内容不可以为会产生长时间阻塞的指令。 接下来，我们来看 ESP-NOW 配置相关 JSON 指令的具体含义。

设置广播从动模式​

{"T":300,"mode":1}

{"T":300,"mode":0,"mac":"00:00:00:00:00:00"}
  • 300：这条指令为 CMD_BROADCAST_FOLLOWER，用来设置该设备的广播从动模式。
  • mode：
    • 1 - [出厂默认] 该设备可以被其它设备发出的广播信号来控制。
    • 0 - 该设备不可以被其它设备发出的广播信号来控制。
  • mac：在 mode 值为 0 的情况下，唯一 Leader 控制设备的 MAC 地址。
    • 给定一个 MAC 地址，则该设备只可以被给定 MAC 地址的设备所发出的 ESP-NOW 信息而控制；
    • 如果该设备不需要被任何设备控制，可以输入任意一个编造的 MAC 地址，例如：00:00:00:00:00:00。

设置 ESP-NOW 的工作方式​

{ "T": 301, "mode": 3 }
  • 301：这条指令为 CMD_ESP_NOW_CONFIG，用来设置该设备 ESP-NOW 的工作方式。
  • mode（byte）：ESP-NOW 的工作方式的代号。
    • 0 - 关闭；
    • 1 - 流组播 Leader，持续向 peerList 中的设备发送自己的坐标位置信息；
    • 2 - 流单播/流广播 Leader，持续向某一 MAC 地址的设备发送自己的坐标位置信息，当 MAC 地址设置为 FF:FF:FF:FF:FF:FF 则为流广播控制；
    • 3 - [出厂默认] Follower，当机器人处于这一模式下时，可以接收来自其它 Leader 设备的 ESP-NOW 信息，也可以作为 Leader 设备向其它设备发送 ESP-NOW 信息。
    注意

    只有在流组播、流单播/流广播模式下，主控制设备会持续向被控制设备发送自己的坐标位置信息，手动转动主控制设备，被控制设备才会跟着做出相同的运动动作。

获得本设备的 MAC 地址​

{ "T": 302 }
  • 302：这条指令为 CMD_GET_MAC_ADDRESS，用来获得本设备的 MAC 地址。 输入该指令后，返回值如下： 
    44:17:93:EE:FD:70
    每个设备的 MAC 地址都是独一无二的。当你使用 ESP-NOW 的相关功能时，除广播控制外，都需要获得被控制设备的 MAC 地址。默认情况下，每一台机器人的 OLED 屏幕上会显示自己的 MAC 地址。

将被控制设备的 MAC 地址添加到 peerList​

{ "T": 303, "mac": "44:17:93:EE:FD:70" }
  • 303：这条指令为 CMD_ESP_NOW_ADD_FOLLOWER，该指令用来将被控制设备的 MAC 地址添加到 peerList 中。peerList 是用来存储 MAC 地址的。
  • mac：需要添加的被控制设备的 MAC 地址。 peerList 中可以添加十几个 MAC 地址用于组播控制，但是当使用组播控制时，peerList 中不可以存有用于广播控制的 MAC 地址：FF:FF:FF:FF:FF:FF。

将被控制设备的 MAC 地址从 peerList 中删除​

{ "T": 304, "mac": "44:17:93:EE:FD:70" }
  • 304：这条指令为 CMD_ESP_NOW_REMOVE_FOLLOWER，用来将被控制设备的 MAC 地址从 peerList 中删除。
  • mac：需要删除的被控制设备的 MAC 地址。

组播控制​

//组播控制 peerList 中的设备将腿部末端点的坐标摆动到指定的位置
{"T":305,"dev":0,"x1":156.24,"y1":-109.69,"z1":-80.83,"x2":0.18,"y2":-197.19,"z2":-80.83,"x3":-156.06,"y3":-110,"z3":-80.83,"x4":156.06,"y4":110,"z4":-80.83,"x5":-0.18,"y5":197.19,"z5":-80.83,"x6":-156.24,"y6":109.69,"z6":-80.83,"cmd":0,"megs":"hello!"}

//组播控制，将控制 LED 灯打开的 JSON 指令发送给 peerList 中的设备
{"T":305,"dev":0,"x1":156.24,"y1":-109.69,"z1":-80.83,"x2":0.18,"y2":-197.19,"z2":-80.83,"x3":-156.06,"y3":-110,"z3":-80.83,"x4":156.06,"y4":110,"z4":-80.83,"x5":-0.18,"y5":197.19,"z5":-80.83,"x6":-156.24,"y6":109.69,"z6":-80.83,"cmd":1,"megs":"{\"T\":114,\"led\":255}"}
  • 305：这条指令为 CMD_ESP_NOW_GROUP_CTRL，使用该指令将信息通过 ESP-NOW 组播发送给 peerList 中的全部设备。 参考 ESP-NOW 通信数据结构体 部分的内容，该 JSON 指令中各个键对照结构体变量如下，且含补充部分：
  • dev：对应变量 devCode。
  • x、y、z：分别对应数组 ESPINBase 中的 x、y、z。
  • cmd：ESP-NOW 控制信息类型。
    • 当 cmd 为 0 时，被控制的机器人的各条腿会转动到给定的坐标位置；
    • 当 cmd 为 1 时，x、y、z 无效，在 megs 输入不会引起阻塞的 JSON 指令，机器人会执行 JSON 指令对应的功能。
  • megs：对应变量 message。

单播/广播控制​

//单播控制，将控制坐标的命令发送给特定设备
{"T":306,"mac":"44:17:93:EE:FD:70","dev":0,"x1":156.24,"y1":-109.69,"z1":-80.83,"x2":0.18,"y2":-197.19,"z2":-80.83,"x3":-156.06,"y3":-110,"z3":-80.83,"x4":156.06,"y4":110,"z4":-80.83,"x5":-0.18,"y5":197.19,"z5":-80.83,"x6":-156.24,"y6":109.69,"z6":-80.83,"cmd":0,"megs":"hello!"}

//广播控制，将控制坐标的命令发送给全部设备
{"T":306,"mac":"FF:FF:FF:FF:FF:FF","dev":0,"x1":156.24,"y1":-109.69,"z1":-80.83,"x2":0.18,"y2":-197.19,"z2":-80.83,"x3":-156.06,"y3":-110,"z3":-80.83,"x4":156.06,"y4":110,"z4":-80.83,"x5":-0.18,"y5":197.19,"z5":-80.83,"x6":-156.24,"y6":109.69,"z6":-80.83,"cmd":0,"megs":"hello!"}
  • 306：这条指令为 CMD_ESP_NOW_SINGLE，使用该指令可以单播或广播控制 peerList 中的设备。
  • mac：被控制设备的 MAC 地址，当 MAC 地址为 FF:FF:FF:FF:FF:FF 时，该指令为广播信号，会发送给全部设备。 参考 ESP-NOW 通信数据结构体 部分的内容，该 JSON 指令中各个键对照结构体变量如下，且含补充部分：
  • dev：对应变量 devCode。
  • x、y、z：分别对应数组 ESPINBase 中的 x、y、z。
  • cmd：ESP-NOW 控制信息类型。
    • 当 cmd 为 0 时，被控制的机器人的各条腿会转动到给定的坐标位置；
    • 当 cmd 为 1 时，x、y、z 无效，在 megs 输入不会引起阻塞的 JSON 指令，机器人会执行 JSON 指令对应的功能。
  • megs：对应变量 message。
    注意

    无论是组播控制，还是单播/广播控制，都需要提前将被控制设备的 MAC 地址添加到 peerList 中。

最后由 peekaboo 于 更新