基于ESP8266微控制器的簡單的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)掃描器制作

ESP8266微控制器內(nèi)置一個(gè)集成無線芯片，能夠從Wi-Fi路由器接收無線信號(hào)。通過這項(xiàng)功能，我們可以制作各種電子設(shè)備，例如機(jī)器人控制器、互動(dòng)游戲和智能玩具等。盡管這些功能非常有趣，但是您也可以制作一些比較實(shí)用的無線電設(shè)備，例如Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)掃描器。

圖1. Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)掃描器的概念圖。

在本篇文章中，我們將主要介紹ESP8266微控制器的內(nèi)部工作原理，以及如何僅使用幾個(gè)現(xiàn)成的電子組件來制作一個(gè)簡單的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)掃描器。

所需的組件

● ESP8266 Node MCU開發(fā)板

● 22K電阻

● 330歐電阻

● 紅色LED燈

● 0 – 1mA模擬面板儀表

● 面包板

● 連接導(dǎo)線

在討論項(xiàng)目制作之前，讓我們快速回顧一下ESP8266微控制器的基礎(chǔ)知識(shí)。

ESP8266微控制器

ESP8266微控制器是由Espressif Systems開發(fā)，它是一個(gè)32引腳四方無引線扁平封裝（QFN）的Wi-Fi片上系統(tǒng)（SOC）。它集成了一個(gè)無線電路，該無線電路包括天線開關(guān)、功率放大器、低噪聲接收器放大器、濾波器、電源管理模塊和RF不平衡轉(zhuǎn)換器（射頻巴倫）。

射頻不平衡轉(zhuǎn)換器（RF balun）是一種電子組件，能夠獲取平衡信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為不平衡信號(hào)。平衡信號(hào)具有相等的線路阻抗。不平衡的信號(hào)具有不相等的阻抗。射頻不平衡轉(zhuǎn)換器通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)開關(guān)確保天線與射頻發(fā)射器和接收器電路正常工作。

ESP8266的內(nèi)核是Tensilica制造的32位微處理器。 Tensilica微處理器管理與ESP8266的電氣接口配合使用所需的二進(jìn)制數(shù)據(jù)和編碼語言信息。此類電氣接口包括通用輸入/輸出（GPIO）、通用異步接收器發(fā)送器（UART）、脈寬調(diào)制（PWM）、串行外設(shè)接口（SPI）和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。借助這些接口，ESP8266可以連接至外部傳感器、晶體管驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器、分立的LED和顯示器（LCD、OLED和LED）。

此外，ESP8266微控制器還支持802.11 b / g / n和2.4 GHz工作頻譜的Wi-Fi規(guī)范。除了支持各種電氣接口之外，小型QFN封裝的Wi-Fi SoC微控制器還可以在2.5V-3.6V的電壓范圍內(nèi)工作。 SoC微控制器的平均工作電流為80毫安（mA）。圖2展示了ESP8266系統(tǒng)框圖架構(gòu)。

圖2. ESP8266 SBD架構(gòu)。

為了幫助開發(fā)無線傳感器和控制應(yīng)用的原型，ESP8266封裝為小型PCB模塊或雙列直插（DIL）開發(fā)板。

圖3. ESP8266的原型：PCB模塊和DIP開發(fā)板。

以下是其他參考信息，圖4是ESP8266的電路原理圖，圖5是管腳圖。

圖4. ESP8266 PCB模塊電路原理圖。

圖5. ESP8266引腳分布。

基本了解ESP8266之后，我們可以開始制作網(wǎng)絡(luò)掃描儀了！

連線ESP82266 Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)掃掃描器電路

Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)掃描器可以從附近的路由器接收無線數(shù)據(jù)，并在監(jiān)視器上顯示其服務(wù)集標(biāo)識(shí)符（SSID）內(nèi)容數(shù)據(jù)。此類設(shè)備可用作故障診斷工具，以確定可疑路由器是否正在發(fā)送無線信號(hào)。

掃描儀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，僅需三個(gè)主要組件：ESP8266 Wi-Fi SoC微控制器、一個(gè)模擬儀表（安培表）和一個(gè)LED。

圖6. ESP8266 Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)掃描器系統(tǒng)框圖。

掃描器通過在ESP8266上運(yùn)行基于MicroPython的基本腳本來啟動(dòng)。一旦微控制器接收到路由器的SSID內(nèi)容數(shù)據(jù)，模擬儀表就會(huì)擺動(dòng)到預(yù)定角度。

模擬電流表的運(yùn)動(dòng)基于流過其內(nèi)部線圈繞組的電流量。串聯(lián)限流電阻用于為模擬儀表的指針運(yùn)動(dòng)建立足夠的電流。分立的LED提供輔助的視覺指示器。

您可以使用本文開始時(shí)列出的組件來制作Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)掃描儀，并使用圖7中所示的Fritzing創(chuàng)建的電氣接線圖來輔助接線。

圖7. ESP8266 WiFi網(wǎng)絡(luò)掃描儀電氣接線圖。

LED的方向非常重要。您需要將組件放在面包板上，如圖7所示，確保這些組件正常工作。

您可以使用模擬伏安毫安表（VOM）代替模擬面板儀表?？梢允褂脠D8所示的電路原理圖。

圖8. ESP8266 WiFi網(wǎng)絡(luò)掃描儀電路原理圖。

以下是在一個(gè)電子項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室中使用復(fù)古的Radio Shack Science Fair 200的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)掃描儀的示例。

圖9. Retro Electronics的Radio Shack科學(xué)博覽會(huì)ESP8266 WiFi網(wǎng)絡(luò)掃描儀。

您可以使用MicroPython編寫掃描器的代碼。掃描儀代碼如圖10所示。

圖10. Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)掃描器MicroPython代碼。

將代碼上傳到ESP8266的RAM中。運(yùn)行該代碼后，附近路由器的SSID內(nèi)容數(shù)據(jù)將立即顯示在您的開發(fā)系統(tǒng)的監(jiān)視器上，并且模擬儀表將擺動(dòng)至適當(dāng)?shù)淖x數(shù)水平。同樣，板載和外部LED將同時(shí)點(diǎn)亮。您也可以修改MicroPython代碼，將SSID內(nèi)容數(shù)據(jù)記錄到文件中。

編輯：hfy