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05 Wi-Fi 無線 通訊技術. 5-1 認識 電腦網路 5-2 認識 ESP8266 模組. 5-1 認識 電腦網路. 5-1-1 區域網路. 所謂電腦網路（ computer network ）是指電腦與電腦之間利用纜線連結，以 達到 資料傳輸 及 資源共享 的目的。依網路連結的方式可以分為 有線電腦網路 及 無線 電腦網路 。
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05 Wi-Fi 無線通訊技術 5-1 認識電腦網路 5-2 認識ESP8266 模組
5-1 認識電腦網路 5-1-1 區域網路 所謂電腦網路（computer network）是指電腦與電腦之間利用纜線連結，以達到資料傳輸及資源共享的目的。依網路連結的方式可以分為有線電腦網路及無線電腦網路。 如圖5-1 所示區域網路（Local Area Network，簡記LAN），使用寬頻分享器或集線器（Hub）將家庭或公司的內部裝置連結起來，再由寬頻分享器或集線器自動為網內的每部電腦配置一個私用（private）的IP 位址。
5-1-2 廣域網路 如圖5-2 所示廣域網路WAN，是由全世界各地的LAN 網路互相連接而成，WAN網路必須向網際網路服務商（Internet Service Provider，簡記ISP）租用長距離纜線，再由ISP 服務商配置一個固定IP 位址或浮動IP 位址給用戶端，使用者才能連上網際網路。
5-1-3 無線區域網路 所謂無線區域網路（Wireless Local Area Network，簡記WLAN）是指由無線基地台（Access Point，簡記AP）連結電信服務商的數據機（modem）發射無線電波訊號，再由使用者電腦所裝設的無線網卡來接收訊號。
5-1-4 何謂IP？ 常見的IP 位址可以分為IPv4 及IPv6 兩大類，其中IPv4 是由四個8 位元所組成的32 位元二進位陣列， 彼此之間再以點符號"." 做為區隔， 表示成xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx形式，其中x 代表0 或1 的1 位元二進位數。 如表5-2 所示為IPv4 位址的分類及規模，可分為A、B、C、D、E 五大類。其中A 類是政府、研究機構及大型企業使用，B 類是中型企業使用，C 類是ISP 服務商及小型企業使用，D 類是多點廣播（Multicast）用途，而E 類保留作為研究用途。
5-1-5 建立可以連上網際網路的私用IP 第一步是在Microsoft IE 或Google Chrome 瀏覽器中輸入網址192.168.0.1 進入如圖5-4 所示『網路管理頁面』。第二步是在該頁面中找到『虛擬伺服器規則』頁面，設定應用程式名稱為『HTTP』、電腦名稱為Wi-Fi 模組所使用的私用IP 位址『192.168.0.170』（依實際配置的IP 位址設定），並指定公用服務埠為80（或其它埠）及私人服務埠。為80（或其它埠）。
5-1-6 取得自己的公用IP 位址 要由網際網路遠端控制區域網路中的物聯網設備時，只要輸入家中寬頻分享器的公用IP 位址，並且在後面加上冒號":"後，緊接著再輸入虛擬伺服器的公用服務埠號碼即可連線，以筆者所使用的電腦為例，輸入格式如下：
5-2 認識ESP8266 模組 如圖5-6 所示ESP8266 ESP-01 模組（本文簡稱ESP8266 模組），由深圳安信可（Ai-Thinker）科技所生產製造，是最受歡迎的ESP8266 模組，價格不到百元。
ESP8266 模組是一個體積小、功能強、價位低的Wi-Fi 模組，工作電壓3.3V，內部沒有穩壓IC，所以不可以直接連接5V，以免燒毀ESP8266 晶片。在睡眠模式下的消耗電流小於10A，在工作模式下平均消耗電流80mA，最大消耗電流300mA。ESP8266 模組使用2.4GHz 工作頻段，內建TCP/IP 協定套件，在空曠地方傳輸距離可達400 公尺。支援802.11b/g/n 無線網路協定及WPA/WPA2 加密模式，可以設定為無線網路基地台（Access Point，簡記AP），或是直接連線到無線網路（Wi-Fi Direct，簡記P2P）。
5-2-1 ESP8266 模組常用AT 指令 我們可以使用AT 指令來設定ESP8266 模組的參數。AT 指令沒有大、小寫之分，在使用AT 指令設定ESP8266 模組參數前，須先設定與ESP8266 模組相同的序列埠鮑率（baudrate），舊版為57600bps，新版為9600bps 或115200bps。 在AT 指令的結尾必須加上換行（newline，簡記NL）及歸位（carriage return，簡記CR）兩個字符作為結束，模組才會有所回應，一般是按下 鍵來產生結束字符"\r\n"。
動手做：ESP8266 模組參數設定電路 • 功能說明 如圖5-7 所示ESP8266 模組參數設定電路接線圖，將ESP8266 模組CH_PD 腳連接至3.3V，致能ESP8266 工作。上傳ch5-1.ino 檔案至Arduino 控制板，打開『序列埠監控視窗』，即可開始執行AT 指令來設定ESP8266 模組的參數。ESP8266 模組在一般工作模式時，GPIO0 接腳必須接至高電位或空接，使用Arduino 板上的3.3V電源即可提供足夠電流。如果是要進行韌體更新時，GPIO0 接腳必須接地才能進入韌體更新模式，最大工作電流可達200~300mA，因此必須使用獨立3.3V 電源，才能確保模組的工作正常。 • 電路接線圖
一、ESP8266 模組測試 • 開啟並上傳ch5-1.ino。 • ESP8266 模組出廠預設UART鮑率為9600bps 或是115200bps，如果9600bps 沒有反應，則改為115200bps。 • 開啟『序列埠監控視窗』。 • 設定Arduino 控制板的序列埠傳輸速率為9600bps。 • 結尾符號必須為【NL&CR】，才能執行AT 指令。 • 在傳送欄位中輸入AT 指令測試ESP8266 模組，如果連線正確，模組回應OK。如果沒有回應，表示所設定的模組鮑率不正確。 • 在傳送欄位中輸入AT+GMR指令，查詢韌體版本及序號。
二、設定UART 參數 • 在傳送欄位中輸入AT+UART_DEF=9600,8,1,0,0 指令，將模組鮑率改為9600bps，8 個資料位元，1 個停止位元，無同位元。必須同時更改ch5-1.ino 程式中指令ESP8266.begin(9600)括號內的傳輸速率。 • 設定成功，模組回應OK。
三、加入AP • 輸入AT+CWMODE 指令，並且按下 鈕，將模組設定為STA 模式。 • 輸入AT+CWLAP 指令，列出目前可用的AP。 • 輸入AT+CWJAP 指令，加入AP
四、遠端連線 • 輸入AT+CIFSR 指令，取得本地IP 位址。 • 輸入AT+CIPMUX=1 指令，設定為多路連線模式。 • 輸入AT+CIPSERVER 指令，開啟server，並且設定通訊埠為8000。
安裝並開啟telnet/SSH 伺服器連線工具PuTTY進入Configuration 視窗。 • 在主機(Host Name)欄位中輸入IP 位址192.168.0.104。 • 在埠號(Port) 欄位中輸入8000。 • 選擇連線方式(Connectiontype)為Telnet。 • 按下 開啟遠端連線。
如果在『序列埠監控視窗』中出現0,CONNECT， 表示與server 連線成功。 • 在PuTTY終端機視窗中輸入hello 字串傳送給ESP8266 模組。 • 模組正確收到數據後，模組串口輸出+IPD,0,5:hello，表示在通道0 收到5 個字元”hello”。 • 關閉PuTTY程式，結束遠端連線，序列埠出現0,CLOSED，表示與server 斷線。
動手做：Wi-Fi 燈光控制電路(使用序列埠視窗顯示IP 位址) • 功能說明 如圖5-9 所示Wi-Fi 燈光控制電路（使用序列埠視窗顯示IP 位址）接線圖，利用Wi-Fi 模組加入家用AP，並且設為伺服器角色，所取得的私用IP 位址會顯示在圖5-8 所示『序列埠監控視窗』中。當系統重置時，Wi-Fi 連線指示燈L5 快閃三下，成功與Wi-Fi 建立連線後，DHCP 伺服器會配置一個私用IP 位址給ESP8266 模組，同時點亮L5。成功連線後，用戶端開啟手機App 程式APP/ch5/WiFiled.aia，輸入所取得的IP 位址後即可遠端控制燈光的開(ON)與關(OFF)。
動手做：Wi-Fi 燈光控制電路(使用LCD 顯示IP 位址) • 功能說明 如圖5-11 所示Wi-Fi 燈光控制電路（使用LCD 顯示IP 位址）接線圖，利用ESP8266 模組加入家用AP，並且將ESP8266 模組設定為伺服器角色，取得私用IP位址顯示於LCD 中。連線成功後，用戶端再開啟App 程式APP/ch5/WiFiled.aia，輸入伺服器的IP 位址後，就可以遠端控制LED 燈的開(ON)與關(OFF)。 • 電路接線圖
