ESP8266使用AJAX实现动态更新网页

2022-10-04 16:26:24 浏览数 (1)

在许多物联网应用中，有些情况下需要连续监控传感器数据，而最简单的方法是通过使用ESP8266 Web服务器来提供HTML网页服务。但是这种方法的问题在于，必须以特定的时间间隔刷新Web浏览器才能获取更新的传感器数据。这不仅效率低下，而且需要很多时钟周期才能执行其他任务。该问题的解决方案称为“Asynchronous JavaScript and XML ”或简称AJAX。使用AJAX技术，我们可以监视实时数据而无需刷新整个网页，这不仅节省了时间，而且还节省了宝贵的时钟周期。通过本文，您将学习如何在ESP8266上实现基于AJAX的网络服务器。 什么是AJAX？

如前所述，AJAX表示“Asynchronous JavaScript and XML”，可用于更新网页的一部分，而无需重新加载所需页面。它通过自发地请求和接收来自服务器的数据来实现。 AJAX的功能是异步更新网页内容。这意味着，仅需要更新页面上的一部分内容时，用户的网络浏览器就无需刷新整个网页。

AJAX的日常示例就是Google的建议功能，当我们在Google搜索栏中键入内容时，Google会开始建议相关的搜索字符串。在此过程中，网页不会重新加载，但是需要更改的信息会使用AJAX在后台更新。

AJAX是如何工作的？

AJAX使用两种方法的组合：XML（可扩展标记语言）和 JavaScript和HTML。

XML (Extensible Markup Language)

XML是一种标记语言。 XML主要用于接收具有特定格式的服务器数据。尽管它可以接收纯文本形式的数据。当用户访问网页并发生事件（在我们的例子中是“按下按钮”）时，JavaScript创建一个XMLHttpRequest对象，该对象随后以XML格式在网络浏览器和网络服务器之间传输信息。 XMLHttpRequest对象将对更新后的页面数据的请求发送到Web服务器，服务器处理该请求，在服务器端创建一个响应，然后将其发送回浏览器，然后浏览器使用JavaScript处理该响应并将其显示在网页上。

JavaScript和HTML

JavaScript在AJAX中执行更新过程。对更新内容的请求以XML进行格式化，以使其易于理解，然后JavaScript刷新了该内容，供用户查看更新的页面。

AJAX工作过程

如上图所示，对于AJAX请求，浏览器使用JavaScript将XMLHttpRequest发送到服务器。该对象包含告诉服务器正在请求什么的数据。服务器仅响应从客户端请求的数据。然后，浏览器接收数据，仅更新页面中需要更新的部分，而不是重新加载整个网页。

构建基于AJAX和ESP8266的Web服务器所需的组件

由于我们正在构建项目以演示esp8266处理AJAX的功能，因此组件要求非常少。

● NodeMCU开发板

● LM35温度传感器

● LED指示灯

● 面包板

● 跳线

Ajax和ESP8266 Web服务器的电路图

基于AJAX的Web服务器的电路图如下所示。

由于电路非常简单，因此无需多解释。我们通过150欧姆限流电阻的LED连接到ESP8266的D0引脚，如您所见，我们可以使用网络服务器对其进行闪烁。接下来，我们使用LM35温度传感器，通过它我们将读取温度值并将其更新到网页。温度传感器由3.3V电源供电，由于LM35是模拟传感器，因此我们使用ESP8266板的A0引脚测量数据。

基于AJAX的Web服务器代码

在继续进行之前，让我们直接深入了解该程序，以了解NodeMCU Web服务器将如何工作。但在此之前，请确保已为ESP8266设置了Arduino IDE，如果没有设置，则可以继续下一部分，否则可以跳过此部分。

设置NodeMCU上传代码

如果您是第一次将代码上传到nodeMCU，则必须首先使用以下步骤将电路板包括到Arduino IDE中。

要将代码上传到NodeMCU，请按照以下步骤操作：

  1. 打开Arduino IDE，然后转到File–>;Preferences–>Settings 。
  1. 在"Additional Board Manager URL "字段中输入https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json，然后单击“OK”。
  1. 现在，转到“Tool”>“ Board”>“ Boards Manager”，打开“Boards Manager”窗口。在搜索框中输入ESP8266，选择最新版本的开发板，然后单击安装。
  1. 安装完成后，转到Tools ->Board并选择NodeMCU 1.0（ESP-12E模块）。现在，您可以使用Arduino IDE编程NodeMCU。

完成上述对NodeMCU的编程设置后，需要将完整的代码上传到NodeMCU。首先，在代码中包含所有必需的库。

为HTML页面创建头文件

首先，用于显示传感器值和LED控制按钮的HTML页面需要转换为头文件（.h文件），该文件将包含在我们的主代码中。这纯粹是为了方便。整个网页的HTML代码如下所示：

代码语言：javascript复制
const char webpage[] PROGMEM = R"=====(
<!DOCTYPE html>
<html>
<style type="text/css">
.button {
  background-color: #4CAF50; /* Green */
  border: none;
  color: white;
  padding: 15px 32px;
  text-align: center;
  text-decoration: none;
  display: inline-block;
  font-size: 16px;
}
</style>
<body style="background-color: #f9e79f ">
<center>
<div>
<h1>AJAX BASED ESP8266 WEBSERVER</h1>
  <button class="button" onclick="send(1)">LED ON</button>
  <button class="button" onclick="send(0)">LED OFF</button><BR>
</div>
 <br>
<div><h2>
  Temp(C): <span id="adc_val">0</span><br><br>
  LED State: <span id="state">NA</span>
</h2>
</div>
<script>
function send(led_sts) 
{
  var xhttp = new XMLHttpRequest();
  xhttp.onreadystatechange = function() {
    if (this.readyState == 4 && this.status == 200) {
      document.getElementById("state").innerHTML = this.responseText;
    }
  };
  xhttp.open("GET", "led_set?state=" led_sts, true);
  xhttp.send();
}
setInterval(function() 
{
  getData();
}, 2000); 
function getData() {
  var xhttp = new XMLHttpRequest();
  xhttp.onreadystatechange = function() {
    if (this.readyState == 4 && this.status == 200) {
      document.getElementById("adc_val").innerHTML =
      this.responseText;
    }
  };
  xhttp.open("GET", "adcread", true);
  xhttp.send();
}
</script>
</center>
</body>
</html>
)=====";

首先，使用记事本创建一个新文件，并将其另存为.h扩展名。将头文件命名为“ index.h”，然后复制以上代码，然后粘贴到创建的头文件中。

代码的上述部分负责设置网页的所有视觉部分。

将代码上传到NodeMCU模块

我们首先包含所有必需的头文件，这里我们包含了“ ESP8266WiFi.h”、“ WiFiClient.h”和“ ESP8266WebServer.h”头文件。

代码语言：javascript复制
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <WiFiClient.h>
#include <ESP8266WebServer.h>

然后，我们包含先前编写的头文件。不要忘记将文件保存在ESP8266 Code文件夹中。

代码语言：javascript复制
#include "index.h"

现在，声明网络凭据-即SSID和密码。需要将NodeMCU连接到互联网。

代码语言：javascript复制
const char* ssid = "admin";
const char* password = "12345678";

然后我们用名称服务器和默认端口号80定义ESP8266WebServer对象。

代码语言：javascript复制
ESP8266WebServer server(80);

定义了handleRoot() 函数来处理HTML网页，并在请求时将整个网页发送到客户端。

代码语言：javascript复制
void handleRoot() 
{
 String s = webpage;
 server.send(200, "text/html", s);
}

sensor_data() 函数读取温度传感器数据，并在进行必要的转换后将其发送到网页。

代码语言：javascript复制
void sensor_data() 
{
 int a = analogRead(A0);
 int temp= a/4.35;
 String sensor_value = String(temp);
 server.send(200, "text/plane", sensor_value);
}

在led_control函数中，接收来自网页的信息并进行比较，以控制LED状态，如下所示。

代码语言：javascript复制
void led_control() 
{
 String state = "OFF";
 String act_state = server.arg("state");
 if(act_state == "1")
 {
  digitalWrite(LED,HIGH); //LED ON
  state = "ON";
 }
 else
 {
  digitalWrite(LED,LOW); //LED OFF
  state = "OFF";
 }
 server.send(200, "text/plane", state);
}

然后，为了将NodeMCU连接到互联网，我们调用WiFi.begin()函数并传递网络SSID和密码作为其参数。使用WiFi.status()检查网络连接是否成功，连接成功后，在串口监视器上打印一条消息，显示连接设备的IP地址。

代码语言：javascript复制
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
  {
    Serial.print("Connecting...");
  }
  Serial.println("");
  Serial.print("Connected to ");
  Serial.println(ssid);
  Serial.print("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());

然后，当客户端请求索引为“ /”，“ / led_set”和“ / adcread”的URL时，为了调用诸如“ handleRoot”、“ led_control”和“ sensor_data”之类的已定义函数，定义了以下代码块。

代码语言：javascript复制
server.on("/", handleRoot);
  server.on("/led_set", led_control);
  server.on("/adcread", sensor_data);
  server.begin();

上传代码后，就该测试项目了。首先，请确保您的热点已打开。然后在接通电路之前检查连接。然后，接通电路电源。在本例中，我们使用USB为项目供电，但也可以为NodeMCU提供外部5v DC电源。

接通电源后，就该获取nodeMCU的IP地址了。这可以使用Arduino IDE的串口监视器找到。打开串口监视器，然后按一下NodeMCU的Reset按钮，NodeMCU的IP地址应打印在串口监视器上。记下IP地址并将其粘贴到Web浏览器的URL栏上。

请注意，您的设备必须连接到与Nodemcu连接的同一网络。 在地址栏中输入IP后，您会在浏览器中得到网页。获取网页后，现在可以在此处监视传感器值，还可以从浏览器控制LED灯的状态。

参考文章：「https://www.yiboard.com/thread-1559-1-1.html」

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