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介绍 本文旨在介绍如何在运行Arduino内核的ESP32上配置异步HTTP Web服务器。 本ESP32教程的测试是使用集成在ESP32开发板中的DFRobot的ESP-WROOM-32设备进行的。
在此示例中，我们将开发一个非常简单的“hello world”应用程序，它将向与之相连的客户端返回一条消息。在客户端，我们将使用Web浏览器。
库文件 为了建立Web服务器，我们需要两个库文件。第一个是ESPAsyncWebServer，我们将在代码中使用它。 此库文件用于设置异步HTTP（和Websocket）服务器，这意味着它可以同时处理多个连接[1]。 此外，正如代码所示，在设置了服务器回调函数之后，我们就不需要像最初建立ESP8266 HTTP Web服务器那样在主循环上周期性调用客户端处理函数。 所需的第二个库文件为AsyncTCP，它是前一个库文件的依赖文件。因此，我们不会在代码中与此库文件交互，只是需要引用此库文件。 此库文件是ESP32的一个异步TCP库文件，它是执行ESPAsyncWebServer库文件的基础[2]。当然，它是一个较低层级的库，使用起来更复杂。 在撰写本文时，Arduino IDE库管理器上还没有这些库文件，因此我们需要从GitHub页面上下载并将其放在我们的Arduino库文件夹中。 为了下载这两个库文件，只需单击GitHub页面顶部的“Clone or download（复制或下载）”按钮即可，图1中突出显示此按钮。
图1 - 从GitHub上下载库文件代码
然后，选择“Download ZIP（下载压缩文件）”选项，文件将会被下载到您的计算机。只需打开“.zip”压缩文件并将文件夹解压至Arduino库文件夹即可。 一般而言，Arduino的库文件夹地址为：C：\ Users \ UserName \ Documents \ Arduino \ libraries。 请注意，解压的文件夹名称末尾为-master。请删除后缀-master并保留名称的其余部分。 在此之后，您就可以在Arduino环境中使用这些库文件了。两个库文件的安装过程均是如此。
代码 在此示例种，我们需要引用一些库文件。首先，我们需要引用WiFi.h库文件，它是将ESP32连接到无线网络所需的库文件。 我们还需要引用FS.h库文件，它是ESP32的文件系统库（File System）。虽然在本教程中我们没有使用任何与文件系统相关的函数，但必须引用此库文件，否则将无法编译代码。 最后，我们还将引用先前安装的两个库文件，即AsyncTCP.h和ESPAsyncWebServer.h。
[mw_shl_code=applescript,true]
#include <WiFi.h>
#include <FS.h>
#include <AsyncTCP.h>
#include <ESPAsyncWebServer.h>
[/mw_shl_code]
在引用这些文件之后，我们将声明两个全局变量来保存WiFi网络证书，以便之后使用它们来执行网络连接。
[mw_shl_code=applescript,true]const char* ssid = "yourNetworkName";
const char* password = "yourNetworkPassword";[/mw_shl_code]
最后，我们将声明一个AsyncWebServer类变量，利用它来设置异步ESP32 HTTP服务器。 [mw_shl_code=applescript,true]AsyncWebServer server(80);[/mw_shl_code] 我们将把服务器侦听的端口作为构造函数的输入参数。我们将使用端口80，即默认的HTTP端口。
[mw_shl_code=applescript,true]Serial.begin(115200);
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(1000);
Serial.println("Connecting to WiFi..");
}
Serial.println(WiFi.localIP());[/mw_shl_code]
我们将从建立一个串行连接开始编写setup函数。然后，使用先前声明的证书将ESP32连接到WiFi网络。关于如何将ESP32连接至WiFi网络的详细信息，请参阅先前的教程。 请注意，在连接完成后，我们将把分配给ESP32的本地IP地址打印出来，以便稍后可以使用它来向我们的服务器发出请求。 现在，我们将配置服务器侦听HTTP请求的路由，并调用一个在该路由上收到请求时将执行的函数。 我们将通过调用服务器对象的on方法来配置路由。此方法的第一个参数是一个包含了侦听路径的字符串。 将其设置为侦听“/ hello”路由上的请求。 它的第二个参数是一个类型为WebRequestMethod（此处定义）的枚举数据，用于指定在该路由上允许哪种类型的HTTP请求。我们将指定只接收HTTP GET请求，因此将此参数值设定为HTTP_GET。 第三个参数是一个函数，由ArRequestHandlerFunction类型定义签名，如下所示。 这个处理函数必须返回void并将指向AsyncWebServerRequest类对象的指针作为其参数。每个连接的客户端都将被封装在此类对象中，客户端与AsyncWebServerRequest类对象相互依存直至连接断开[3]。 为了保持语法紧凑，我们将此处理函数声明为C ++ lambda函数。因此，我们可以指定一个本地声明的无名函数。对于具有多个路由的服务器，这种代码编写方式比必须为每个路由声明命名函数更清晰和紧凑。 点击此处了解更多关于lambdas函数的信息。
我们将使用以下lambda语法：
[mw_shl_code=applescript,true][captures](params){body}[/mw_shl_code]
在此示例中，我们不会使用任何captures，所以我们只需使用空的方括号[]即可。对于参数，我们需要遵守前面所述处理函数定义的签名，即由ArRequestHandlerFunction指定的类型。因此，我们的lambda函数将把一个指向AsyncWebServerRequest类对象的指针作为其参数。
[mw_shl_code=applescript,true]server.on("/hello", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){
// Lambda body implementation
});[/mw_shl_code]
在执行处理函数时，我们希望向客户端返回一个简单的“hello world”消息。如前所述，每个客户端都与一个AsyncWebServerRequest对象相关联，该对象的send方法可用于指定要返回的HTTP响应。 send方法将HTTP响应代码作为其第一个输入参数，在我们的示例中，此参数为200，即表示“确定”的HTTP响应代码。 send方法的第二个输入参数为响应的应答内容类型。我们将使用参数值“text / plain（纯文本）”，因为我们只需要返回“hello world”消息。 最后，我们将需要发送的实际内容传递给第三个参数，在此示例中，第三个参数为“hello world”消息。 请注意，由于我们使用的是指向对象的指针而不是对象本身，所以我们需要使用箭头操作符来调用AsyncWebServerRequest对象的send方法。
[mw_shl_code=applescript,true]server.on("/hello", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){
request->send(200, "text/plain", "Hello World");
});[/mw_shl_code]
在setup函数的最后，我们将调用服务器对象的begin方法。此方法调用将启动服务器。 [mw_shl_code=applescript,true]server.begin();[/mw_shl_code] 由于我们的服务器是异步服务器，正如前面所述，我们不需要在主循环上调用任何客户端处理函数。因此，在接收到来自客户端的请求时，程序将异步调用和执行刚刚定义的路由处理函数。最终代码如下所示。
[mw_shl_code=applescript,true]#include <WiFi.h>
#include <FS.h>
#include <AsyncTCP.h>
#include <ESPAsyncWebServer.h>
const char* ssid = "yourNetworkName";
const char* password = "yourNetworkPassword";
AsyncWebServer server(80);
void setup(){
Serial.begin(115200);
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(1000);
Serial.println("Connecting to WiFi..");
}
Serial.println(WiFi.localIP());
server.on("/hello", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){
request->send(200, "text/plain", "Hello World");
});
server.begin();
}
void loop(){
}
[/mw_shl_code]
测试代码 为了测试代码，只需使用Arduino IDE对代码进行编译并上传到ESP32即可。该过程完成后，打开串口监视器并复制当ESP32连接到WiFi网络后打印出来的IP地址。 然后，打开Web浏览器并在地址栏中键入以下内容，用刚刚复制的IP地址替代{yourEspIp}。 您将得到一个类似于图2的输出结果，即我们在代码中设定的打印消息“hello world”。
图2 - ESP32 HTTP Web服务器hello world
注：本文作者是Nuno Santos，他是一位和蔼可亲的电子和计算机工程师，住在葡萄牙里斯本 (Lisbon)。 他写了200多篇有关ESP32、ESP8266的有用的教程和项目。
查看更多ESP32/ESP8266教程和项目，请点击 ： ESP32教程汇总贴
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发表于 2019-5-30 18:07
