模块用户基础手册.doc

ESP8266 WiFi模块顾客手册V1.0

目 录

¨ 术语和缩写 4
1. 产品简介 5
1.1. 概述 5
1.1.1 产品特性 5
1.1.2 模块封装 6
1.1.3 模块基本参数 7
1.2. 硬件简介 8
1.3. 功耗 11
1.4. 射频指标 12
1.5. 尺寸 13
1.6. WiFi 天线 14
1.7. 推荐炉温曲线 14
2. 功能描述 15
2.1. 重要功能 15
2.2. 工作模式 15
2.3. 应用领域 15
2.4. AiCloud 15
3. 全功能测试版简介 16
3.1. 测试环节 17
3.2. 基本AT指令 20
3.2.1 测试AT 20
3.3. WiFi功能AT指令 20
3.3.1 选取WiFi应用模式：AT+CWMODE 20
3.3.2 列出当前可用接入点:AT+CWLAP 21
3.3.3 加入接入点:AT+CWJAP 21
3.3.4 退出接入点:AT+CWQAP 22
3.3.5 设立AP模式下参数:AT+CWSAP 22
3.4. TCPIP AT指令 23
3.4.1 建立TCP/UDP连接：AT+CIPSTART 23
3.4.2 获得TCP/UDP连接状态：AT+CIPSTATUS 23
3.4.3 启动多连接：AT+CIPMUX 24
3.4.4 发送数据：AT+CIPSEND 25
3.4.5 关闭TCP/UDP连接：AT+CIPCLOSE 25
3.4.6 获取本地IP地址：AT+CIFSR 26
3.4.7 配备为服务器： 27
3.4.8 选取TCPIP应用模式：AT+CIPMODE 30
3.4.9 设立服务器积极断开超时时间：AT+CIPSTO 30
3.4.10 设立波特率：AT+CIOBAUD 30
4. 产品试用 31

表格目录

表格 1 术语和缩写 4
表格 2 模块技术规格 7
表格 3 Pin脚定义 10
表格 4 功耗数据 11
表格 5 射频指标 12

图 目录

图 2 模块管脚排列图 8
图 3 天线图 13
图 4 WiFi射频参照电路图 14
图 5 推荐回流曲线图 14
图 6 全功能测试板板正面视图 16

¨ 术语和缩写
缩写
描述
WiFi
Wireless Fidelity
UART
Universal Asynchronous Receiver & Transmitter
DTIM
Delivery Traffic Indication Message
SOC
System On a Chip
P2P
Point to Point
TCP
Transmission Control Protocol
IP
Internet Protocol
STBC
Space-Time Block Coding
MIMO
Multiple Input Multiple Output
MPDU
MAC Protocol Data Unit
MSDU
MAC Server Data Unit
IEEE
Institute Of Electrical And Electronics Engineers 
bps
Bits Per Second
CCK
Corporate Control Key
DQPSK
Differential Quadrature Phase Shift Keying
DBPSK
Differential Binary Phase Shift Keying
QAM
Quadrature Amplitude Modulation
OFDM
Orthogonal Frequency Division Multiplexing
WPA
Wi-Fi Protected Access
WPS
Wi-Fi Protected Setup
TKIP
Temporal Key Integrity Protocol
WAPI
Wlan Authentication And Privacy Infrastructure
WEP
Wired Equivalent Privacy
CRC
Cyclic Redundancy Check

表格 1 术语和缩写

1. 产品简介
1.1. 概述
ESP8266是一款超低功耗UART-WiFi 透传模块，拥有业内极富竞争力封装尺寸和超低能耗技术，专为移动设备和物联网应用设计，可将顾客物理设备连接到Wi-Fi 无线网络上，进行互联网或局域网通信，实现联网功能。
ESP8266封装方式多样，天线可支持板载PCB天线，IPEX接口和邮票孔接口三种形式；
ESP8266可广泛应用于智能电网、智能交通、智能家具、手持设备、工业控制等领域。
更多资料，请访问安信可开源社区 .com
1.1.1 产品特性
l 支持无线802.11 b/g/n 原则
l 支持STA/AP/STA+AP 三种工作模式
l 内置TCP/IP合同栈，支持多路TCP Client连接
l 支持丰富Socket AT指令
l 支持UART/GPIO数据通信接口
l 支持Smart Link 智能联网功能
l 支持远程固件升级（OTA）
l 内置32位MCU，可兼作应用解决器
l 超低能耗，适合电池供电应用
l 3.3V 单电源供电

1.1.2 模块封装
ESP8266支持五种封装形式，极大丰富了客户可选取性，以便应用于各种物联网硬件终端场合。

1. 2.54原则直插工艺
2. 贴片封装
3. 底贴工艺
4. 半孔贴片工艺
5. 超小体积封装，只有10*10毫米
1.1.3 模块基本参数
模块
型号
ESP8266-01
主芯片
ESP8266
无线参数
无线原则
IEEE 802.11b/g/n
频率范畴
2.412GHz-2.484GHz
发射功率
802.11b：+16 +/-2dBm (@11Mbps)
802.11g：+14 +/-2dBm (@54Mbps)
802.11n：+13 +/-2dBm (@HT20，MCS7)
接受敏捷度
802.11b：-93 dBm (@11Mbps ,CCK)
802.11g：-85dBm (@54Mbps，OFDM)
802.11n：-82dBm (@HT20，MCS7)
天线形式
外置：邮票孔接口
外置：I-PEX 连接器、SMA 连接器
内置：板载PCB 天线
硬件参数
硬件接口
UART，IIC，PWM，GPIO，ADC
工作电压
3.3V
GPIO驱动能力
Max：15ma
工作电流
持续发送下=>
平均值：~70mA,峰值：200mA
正常模式下=>
平均：~12mA,峰值：200mA
待机：<200uA，
工作温度
-40℃~125℃
存储环境
温度：<40℃，相对湿度：<90%R.H.
尺寸
板载PCB天线：14.3mm*24.8mm*1mm；
串口透传
传播速率
bps
TCP Client
5个
软件参数
无线网络类型
STA/AP/STA+AP
安全机制
WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK
加密类型
WEP64/WEP128/TKIP/AES
固件升级
本地串口，OTA远程升级
网络合同
IPv4，TCP/UDP/FTP/HTTP
顾客配备
AT+指令集，Web 页面 Android/iOS 终端，Smart Link 智能配备APP
表格 2 模块技术规格
1.2. 硬件简介
ESP8266硬件接口丰富，可支持UART，IIC，PWM，GPIO，ADC等，合用于各种物联网应用场合。

图 1 模块管脚排列图

PIN
Function
Description
1
URXD
1） UART_RXD，接受；
2） General Purpose Input/Output：GPIO3；
2
UTXD
1） UART_TXD，发送；
2）General Purpose Input/Output：GPIO1；
3）开机时禁止下拉；
5
RESET（GPIO 16）
外部Reset信号，低电平复位，高电平工作（默认高）；
6
GND
GND
8
VCC
3.3V，模块供电；
9
ANT
WiFi Antenna
11
GPIO0
1） 默认WiFi Status：WiFi工作状态批示灯控制信号；
2） 工作模式选取：
上拉：Flash Boot，工作模式；
下拉：UART Download，下载模式；
12
ADC
ADC，输入范畴：0V-1V；
13
GPIO15
下拉：工作模式；
14
CH_PD
1） 高电平工作；
2） 低电平模块供电关掉；
15
GPIO2
1） 开机上电时必要为高电平，禁止硬件下拉；
2） 内部默认已拉高
表格 3 Pin脚定义

1.3. 功耗
下列功耗数据是基于3.3V电源、25°环境温度下测得。
[1] 所有测量均在天线接口处完毕。
[2] 所有发射数据是基于 90% 占空比，在持续发射模式下测得。

模式
最小值
普通
最大值
单位
传送802.11b，CCK 1Mbps，Pout=+19.5dBm

215

mA
传送802.11b，CCK 11Mbps，Pout=+18.5dBm

197

mA
传送802.11g，OFDM54 Mbps，Pout=+16dBm

145

mA
传送802.11n，MCS7，Pout=+14dBm

135

mA
接受802.11b，包长1024字节，-80dBm

100

mA
接受802.11g，包长1024字节，-70dBm

100

mA
接受802.11n，包长1024字节，-65dBm

102

mA
系统待机模式

70

mA
关机

0.5

μA

表格 4 功耗数据

1.4. 射频指标
如下数据是在室内温度下，电压为3.3V时测得。

描述
最小值
普通
最大值
单位
输入频率
2412

2484
MHz
输入电阻

50

Ω
输入反射

-10
dB
72.2Mbps下，PA输出功率
14
15
16
dBm
802.11b模式下，PA输出功率
17.5
18.5
19.5
dBm
敏捷度
CCK 1Mbps

-98

dBm
CCK 11Mbps

-91

dBm
6Mbps(1/2BPSK)

-93

dBm
54Mbps(3/4 64-QAM)

-75

dBm
HT20，MCS7（65Mbps，72.2Mbps）

-71

dBm
邻频抑制
OFDM，6Mbps

37

dB
OFDM，54Mbps

21

dB
HT20，MCS0

37

dB
HT20，MCS7

20

dB

表格 5 射频指标

注：
1）72.2Mbps是在802.11n模式下，MCS=7，GI=200uS时测得；
2）802.11b模式下最高可达+19.5dBm输出功率；

1.5. 尺寸

图 2 天线图

1） ESP8266模块PCB封装可以提供，请联系客服索取；

1.6. WiFi 天线
ESP8266支持三种天线接口形式：板载PCB天线、IPEX接口和邮票孔接口，板载PCB天线和IPEX接口天线客户可直接使用，无需添加任何匹配电路。如果客户需要在大板上设计天线某些，可使用ESP8266邮票孔天线接口，这种设计时大板需要预留匹配电路，如下：

图 3 WiFi射频参照电路图
注：
1、以上虚线框某些需要进行天线匹配，以实际天线匹配电子元器件参数为准；
2、以上为RF走线要做50欧姆阻抗，禁止90度直角走线，长度不能超过15mm；
1.7. 推荐炉温曲线
Refer to IPC/JEDEC standard；Peak Temperature ：<250°C；Number of Times：≤2 times；

图 4 推荐回流曲线图
2. 功能描述
2.1. 重要功能
ESP8266可以实现重要功能涉及：串口透传，PWM 调控，GPIO控制。
串口透传：数据传播，传播可靠性好，最大传播速率为：460800bps。
PWM 调控：灯光调节，三色LED 调节，电机调速等。
GPIO控制：控制开关，继电器等。
2.2. 工作模式
ESP8266模块支持STA/AP/STA+AP 三种工作模式。
¨ STA 模式：ESP8266模块通过路由器连接互联网，手机或电脑通过互联网实现对设备远程控制。
¨ AP 模式：ESP8266模块作为热点，实现手机或电脑直接与模块通信，实现局域网无线控制。
¨ STA+AP 模式：两种模式共存模式，即可以通过互联网控制可实现无缝切换，以便操作。
2.3. 应用领域
¨ 串口CH340 转Wi-Fi；
¨ 工业透传DTU；
¨ Wi-Fi 远程监控/控制；
¨ 玩具领域；
¨ 色LED 控制；
¨ 消防、安防智能一体化管理；
¨ 智能卡终端，无线POS 机，Wi-Fi 摄像头，手持设备等。
2.4. AiCloud
AiCloud为安信可科技（Ai-Thinker）推出互联网云平台服务。顾客可以在平台上对设备进行监控和管理，实现大数据管理和分析，使设备真正实现智能化。
AiCloud可将打包全套服务器解决方案，为客户省去成本，加快开发进度。
AiCloud可接受客户定制化需求，Web 页面配备，Android/iOS 平台App均可支持。

3. 全功能测试版简介
Ai-Thinker可提供专门UART_WiFi全功能测试板供客户研发测试ESP8266使用，通过该开发板，老式串口设备或MCU设备可以以便接入WiFi网络，通过网络实现对设备管理与控制。
该开发板可提供UART串口数据传播解决方案、RGB灯光调节、智能插座等硬件演示方案；

图 5 全功能测试板板正面视图
Notice：
由于本全功能测试板运用模块外围管脚兼容设计了不同应用，故需要通过拨码开关选取和区别；
1） 011010,110000 默认模式，可直接用手机app控制；
2） 011010,001010 串口调试模式；
3） 011110,001010 串口下载模式；
4） 011010,000101 单片机下载模式；

3.1. 测试环节
服务器和客户端要搭载在同一种网络上（要么同步搭载在路由器上要么同步搭载在模块上，）
1.搭载在路由器上（手机/PC直接连接到路由器，模块通过AT+CWJAP="SSID","PWD"链接到路由器）
2.搭载在模块上（手机/PC连接到模块wifi上即Esp8266，模块不用设立）
一方面要设立服务器（手机、PC、模块都可以模仿服务器）
1.模块作为服务器，AT指令设立模块进入server模式，tcp调试助手连接模块。

2.PC作为服务器，设立pc端为tcp server模式，模块作为客户端向pc申请端口（AT+CIPSTART="pc端IP",端口）

3.手机作为服务器和pc作为服务器原理相似（手机默认server模式，等待模块连接）

4.透传模式测试
  上电之后，执行AT指令
（
AT+CWMODE=3
AT+RST
AT+CIPMODE=1            "设立透传模式"
......                             "正常tcp连接测试"
注：透传只能在单连接模式下进行，因此在建立连接之前一定要用（AT+CIPMUX=0 设立单连接）

3.2. 基本AT指令
1
2
3
4
5
5.1
3.2.1 测试AT
语法规则：
命令类型
语法
返回和阐明
执行命令
AT
OK

3.3. WiFi功能AT指令
3.3.1 选取WiFi应用模式：AT+CWMODE
语法规则：
命令类型
语法
返回和阐明
设立命令
AT+CWMODE = <mode>
OK
此指令需重启后生效(AT+RST)
查询命令
AT+CWMODE?
+CWMODE:<mode>

OK
当前处在哪种模式？
测试命令
AT+CWMODE?
+CWMODE:(<mode>取值列表)

OK
当前可支持哪些模式？

参数定义：
参数
定义
取值
对取值阐明
<mode>
WiFi应用模式
1
Station模式
2
AP模式
3
AP+Station模式

3.3.2 列出当前可用接入点:AT+CWLAP
语法规则：
命令类型
语法
返回和阐明
执行命令
AT+CWLAP
+CWLAP：<ecn>,<ssid>,<rssi>[,<mode>]

OK
此指令返回AP列表

参数定义：
参数
定义
取值
对取值阐明
<ecn>
加密方式
0
OPEN
1
WEP
2
WPA_PSK
3
WPA2_PSK
4
WPA_WPA2_PSK
<ssid>
接入点名称

字符串参数
<rssi>
信号强度

<mode>
连接模式
0
手动连接
1
自动连接

3.3.3 加入接入点:AT+CWJAP
语法规则：
命令类型
语法
返回和阐明
设立命令
AT+CWJAP=<ssid>,<pwd>

OK 或 ERROR
加入该AP成功则返回OK，失败则返回ERROR
查询命令
AT+CWJAP?
+CWJAP:<ssid>

OK
返回当前选取AP

参数定义：
参数
定义
取值
对取值阐明
<ssid>
接入点名称

字符串型
<pwd>
密码

字符串型，最长64字节，ASCII编码

3.3.4 退出接入点:AT+CWQAP
语法规则：
命令类型
语法
返回和阐明
执行命令
AT+CWQAP
OK
表达到功退出该AP
测试命令
AT+CWQAP=?
OK
查询该命令与否支持

3.3.5 设立AP模式下参数:AT+CWSAP
语法规则：
命令类型
语法
返回和阐明
设立命令
AT+CWSAP=<ssid>,<pwd>,<chl>，<ecn>
OK
设立参数成功
查询命令
AT+CWSAP?
OK
查询当前AP参数

参数定义：
参数
定义
取值
对取值阐明
<ecn>
加密方式
0
OPEN
1
WEP
2
WPA_PSK
3
WPA2_PSK
4
WPA_WPA2_PSK
<ssid>
接入点名称

字符串参数
<pwd>
密码

字符串型，最长64字节，ASCII编码
<chl>
通道号

3.4. TCPIP AT指令
3.4.1 建立TCP/UDP连接：AT+CIPSTART
语法规则：
命令类型
语法
返回和阐明
设立命令
单 路 连 接 (+CIPMUX=0)时：

AT+CIPSTART=<type>,<addr>,<port>

多路连接(+CIPMUX=1)时：

AT+CIPSTART=<id>,<type>,<addr>,<port>
如果格式对的，返回：
OK

否则返回：
+CME ERROR：invalid input value

连接成功，返回：
CONNECT OK (CPIMUX=0)
<id>，CONNECT OK (CIPMUX=1)

如果连接已经存在，返回：
ALREADY CONNECT

连接失败返回：
CONNECT FAIL (CIPMUX=0)
<id>，CONNECT FAIL (CIPMUX=1)

参数定义：
参数
定义
取值
对取值阐明
<id>
Link No.
0~4
表达连接序号
0号连接可client或server连接，其她id只能用于连接远程server
<type>
连接类型
“TCP”/”UDP”

<addr>
远程服务器IP地址

字符串型
<port>
远程服务器端标语

3.4.2 获得TCP/UDP连接状态：AT+CIPSTATUS
语法规则：
命令类型
语法
返回和阐明
执行命令
AT+CIPSTATUS
如果是单路连接(AT+CIPMUX=0)，返回：
OK

STATE：<sl_state>
如果是多路连接 (AT+CIPMUX=1)，返回：
OK

STATE:<ml_state>
如果配备为服务器：
STATE:IP STATUS
S：<sid>,<port>,<server state>
C:<cid>，<TCP/UDP>，<IP address>，<port>，<client state>
测试命令
AT+CIPSTATUS=?
返回：
OK

参数定义：
参数
定义
取值
对取值阐明
<sl_state>

单连接状态

IP INITIAL
初始化
IP STATUS
获得本地 IP 状态
TCP CONNECTING/UDP CONNECTING
TCP 连接中/UDP 端口注册中
CONNECT OK
连接建立成功
TCP CLOSING/UDP CLOSING
正在关闭 TCP 连接，正在注销 UDP 端口
<ml_state>
多链接状态
IP INITIAL
初始化
IP STATUS
获得本地 IP 状态
<sid>
服务器id
0~1
取值为0和1
<server state>
服务器状态
OPENING
正在打开
LISTENING
正在监听
CLOSING
正在关闭
<cid>
客户端id
0~4
取值为0,1,2,3,4
<IP address>
IP 地址
-
字符串参数(字符串需要加引号)
<port>
服务器监听端标语
-
整数型
<client state>
客户端状态
CONNECTED
已连接
CLOSED
已关闭

3.4.3 启动多连接：AT+CIPMUX
语法规则：
命令类型
语法
返回和阐明
设立命令
AT+CIPMUX=<mode>

OK

如果已经处在多连接模式，则返回
Link is builded
启动多连接成功
查询命令
AT+CIPMUX?
+CIPMUX:<mode>

OK
查询当前与否处在多连接模式

参数定义：
参数
定义
取值
对取值阐明
<mode>
与否处在多连接模式
0
单连接模式
1
多连接模式

3.4.4 发送数据：AT+CIPSEND
语法规则：
命令类型
语法
返回和阐明
设立命令
单 路 连 接 (+CIPMUX=0)时：
AT+CIPSEND=<length>

多路连接(+CIPMUX=1)时：
AT+CIPSEND=<id>,<length>
响应
模块收到指令后先换行返回”>”，然后开始接受串口数据，当数据长度满length时发送数据

如果未建立连接或连接被断开，返回ERROR如果数据发送成功，返回SEND OK

阐明
发送指定长度数据
测试指令
AT+CIPSEND?
响应
单路连接(AT+CIPMUX=0)返回：
+CIPSEND：<length>

OK
多路连接(AT+CIPMUX=1)返回：
+CIPSEND：<0-7>,<length>

OK
执行命令
AT+CIPSEND
阐明
AT+CIPMODE=1并且作为客户端模式下，进入透传模式(需要支持硬件流控，否则大量数据状况下会丢数据)

模块收到指令后先换行返回”>”，然后会发送串口接受到数据。

参数定义：
参数
定义
取值
对取值阐明
<length>
数据长度

单位：字节
<id>
Link No.
0~4
连接序号

3.4.5 关闭TCP/UDP连接：AT+CIPCLOSE
语法规则：
命令类型
语法
返回和阐明
设立命令
单路连接时

AT+CIPCLOSE=<id>
返回：
CLOSE OK
多路连接时

AT+CIPCLOSE=<n>[,<id>]
返回：
<n>,CLOSE OK
执行命令
AT+CIPCLOSE

如果关闭成功，返回：
CLOSE OK

如果关闭失败，返回：
ERROR
测试命令
AT+CIPCLOSE?
返回：
OK
注意事项
l 执行命令只对单链接有效，多链接模式下返回ERROR
l 执行命令AT+CIPCLOSE 只有在TCP/UDP CONNECTING或CONNECT OK状态下才会关闭连接，否则会以为关闭失败返回ERROR
l 单路连接模式下，关闭后状态为IP CLOSE

参数定义：
参数
定义
取值
对取值阐明
<id>
关闭模式
0
慢关（缺省值）
1
快关
<n>
Link No.
0~7
整数型，表达连接序号

3.4.6 获取本地IP地址：AT+CIFSR
语法规则：
命令类型
语法
响应和阐明
执行命令
AT+CIFSR
响应
+ CIFSR:<IP address>

OK
或者
ERROR
测试命令
AT+CIFSR=?
响应
OK

参数定义：
参数
定义
取值
对取值阐明
<IP address>
本机当前IP地址(station)

3.4.7 配备为服务器：

3.4.8 选取TCPIP应用模式：AT+CIPMODE
语法规则：
命令类型
语法
返回
设立命令
AT+CIPMODE=<mode>
OK
查询命令
AT+CIPMODE?
+CIPMODE：<mode>

OK

参数定义：
参数
定义
取值
对取值阐明
<mode>
TCPIP应用模式
0
非透明传播模式，缺省模式
1
透明传播模式

3.4.9 设立服务器积极断开超时时间：AT+CIPSTO
命令类型
语法
返回和阐明
设立命令
AT+CIPSTO=<server timeout >
OK
查询命令
AT+CIPSTO?
+ CIPSTO:<server timeout>

OK

参数定义：
参数
定义
取值
对取值阐明
<server timeout >
用来设立服务器积极断开连接超时时间
0~28800(s)
用本命令设立好超时时间后，服务器届时间就断开连接。

3.4.10 设立波特率：AT+CIOBAUD
语法规则：
命令类型
语法
返回和阐明
设立命令
AT+CIOBAUD=<rate>
返回：
OK

默认波特率是9600

参数定义：
参数
定义
取值
对取值阐明
< rate >
波特率，
单位bps
0
自适应波特率
110

300

1200

2400

4800

9600

14400

19200

28800

38400

57600

115200

230400

460800

921600

4. 产品试用
（1） 淘宝店铺：深圳市安信可科技
（2） 技术讨论QQ群：
（3） 技术支持论坛：物联世界