基于ESP32的Python物联网开发实践 - 通过HTTP API控制LED灯

一个互联网技术玩家，一个爱聊技术的家伙。在工作和学习中不断思考，把这些思考总结出来，并分享，和大家一起交流进步。

一、Esp32

一时兴起买了一个 esp32 的小板子，想玩玩，此前主要使用Arduino进行开发，但受限于其缺乏原生蓝牙和WiFi模块，所以感觉还是不够好玩。现在 esp32 的板子便宜的 10 多块钱一个，基本都有集成的蓝牙和 wifi。我买的是这个板子。

昨晚到了之后直接拿一个数据线连接了 mac，使用 thonny 来测试连接，一切都很舒畅，在macOS系统上可便捷完成开发环境配置，而且可以使用 python 来开发。感觉也可以给小朋友来玩了。

今天先试试一个简单的例子：通过一个 http 接口的返回结果来控制一个 led 灯的明灭。

二、硬件准备与电路连接：

电路连接如下图所示，比较简单，采用一个电阻与LED灯串联电路设计（电阻用于限流保护LED）。led 要注意正负极。

三、LED基础控制实现：

使用 python 写非常简单，代码如下，基本流程：

1. 引入 GPIO 控制库

2. 初始化引脚，设置为输出模式

3. 对引脚进行 on() 函数和 off() 函数调用控制

4. 这里另外加了一个 time 控制延时

from machine import Pin
import time

def test_led():
    p5 = Pin(5, Pin.OUT)
    
    while True:
        p5.on()
        print("led on")
        time.sleep(1)
        p5.off()
        print("led off")
        time.sleep(1)

四、网络连接配置

这里的代码是网上直接找的，现成的，几乎没啥改动。

import network
import time

def connect():
    ssid = 'xxx'
    password = 'xxxx'
    wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
    wlan.active(True)
    wlan.connect(ssid, password)
    while wlan.isconnected() == False:
        print('Waiting for connection...')
        time.sleep(1)
    print('Connected on {ip}'.format(ip = wlan.ifconfig()[0]))

五、服务端API设计

编写一个简单的 api，设计随机响应逻辑：当随机值>50时返回成功状态码，否则返回错误状态。我是在我自己的服务中增加了一个 api：/api/test/led。我是属于 golang 的 gin 框架开发，也是非常简单，基本代码如下：

// 根据随机数返回结果
func CtrlLed(c *gin.Context) {
clientIP := c.ClientIP()
headers := c.Request.Header
funlog.SLoger.Info("led ctrl ip clientIP ", clientIP)
funlog.SLoger.Info("led ctrl headers ", headers)
tdata := rand.Intn(100)
if tdata > 50 {
funlog.SLoger.Info("led ctrl ok ", tdata)
response.OkWithMessage(clientIP+" ok", c)
} else {
funlog.SLoger.Info("led ctrl error ", tdata)
response.FailWithMessageCode(500, clientIP+" error", c)
}
}

五、客户端请求实现

import urequests
def check_ledAPI():
    ret = urequests.get("http://192.168.2.26/api/test/led")
    parsed = ret.json()
    print(parsed)
    print(type(parsed))
    if 0 == parsed["code"]:
        print("ret ok: " + parsed["msg"])
        return True
    else:
        print("ret error try again")
        return False

六、系统联调测试

def ctrl_led():
    p5 = Pin(5, Pin.OUT)
    
    while True:
        islight = check_ledAPI()
        if islight:
            p5.on()
            print("led on")
        else:
            p5.off()
            print("led off") 
        time.sleep(1)
        
if __name__ == "__main__":
    connect()
    ctrl_led()

测试日志如下:

MPY: soft reboot
Connected on 192.168.2.247
{'code': 0, 'data': {}, 'msg': '192.168.2.247 ok'}
<class 'dict'>
ret ok: 192.168.2.247 ok
led on
{'code': 500, 'data': {}, 'msg': '192.168.2.247 error'}
<class 'dict'>
ret error try again
led off
{'code': 500, 'data': {}, 'msg': '192.168.2.247 error'}
<class 'dict'>
ret error try again
led off
{'code': 0, 'data': {}, 'msg': '192.168.2.247 ok'}
<class 'dict'>
ret ok: 192.168.2.247 ok
led on

七、总结

整体效果还是挺好的，开发过程基本没啥卡点，使用 python 开发也非常方便丝滑，确实现在玩这类板子还是非常方便有趣的。该方案兼具趣味性和教学价值，适合作为青少年编程教育的实践案例。