【史上最全面ESP32教程】http通信

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前言

随着物联网（IoT）的快速发展，ESP32作为一款高性能、低功耗的Wi-Fi和蓝牙双模芯片，受到了广泛的关注和应用。在物联网设备中，HTTP协议是实现设备与服务器之间通信的常用协议。本文将介绍HTTP协议的基本概念及其常见应用场景。

HTTP协议是什么？

HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是一种用于传输超文本的应用层协议。它是万维网（WWW）的基础，定义了客户端（如浏览器）与服务器之间的通信规则。HTTP协议采用请求-响应模式，客户端发送请求，服务器返回响应。

HTTP协议的特点

  • 无状态：每次请求都是独立的，服务器不会保留之前请求的状态。
  • 灵活性：支持多种数据格式，如HTML、JSON、XML等。
  • 简单性：易于实现和使用，广泛应用于Web开发。

HTTP协议的常见应用

  • Web浏览：浏览器通过HTTP协议请求网页内容，服务器返回HTML页面。
  • API通信：物联网设备通过HTTP协议与服务器进行数据交互，如上传传感器数据或获取控制指令。
  • 文件传输：通过HTTP协议下载或上传文件，如软件更新或日志文件。

esp32 使用http通信

通信流程

  1. 连接网络
  2. 开始http通信
  3. 发送请求并获取响应
  4. 关闭连接

基础使用

我们需要使用HTTPClient类来进行通信
如果我们要开启一个http通信使用下面这个函数，参数为你要http通信的url：

bool begin(String url);

如果我们要GET一个内容，我们可以使用下面这个函数：

int GET();

他的返回值为状态码。
状态码有下面这些取值：

  • 200 OK：请求成功。具体的含义取决于HTTP方法。例如，GET方法表示资源已被获取并在消息体中传输。
  • 201 Created：请求成功，并且新的资源已经作为结果创建。这通常是在POST请求或某些PUT请求后发送的响应。
  • 204 No Content：没有要发送的内容，但头部可能有用。用户代理可能会使用新的头部更新此资源的缓存头部。
  • 301 Moved Permanently：请求的URL已永久移动到新位置，并且将来的引用应使用新的URL。
  • 400 Bad Request：服务器无法理解请求的语法。
  • 401 Unauthorized：请求需要用户验证。
  • 403 Forbidden：服务器理解请求，但拒绝执行它。
  • 404 Not Found：服务器找不到请求的资源。
  • 500 Internal Server Error：服务器遇到错误，无法完成请求

我们可以通过下面这个函数来获取GET的返回值：

String getString(void);

我们可以使用下面这个函数来关闭http连接：

void end(void);

#include <WiFi.h>
#include <HTTPClient.h>

const char* ssid = ".......";        // WiFi网络名称
const char* password = ".......";  // WiFi网络密码

void setup() {
  Serial.begin(115200);  // 初始化串口通信
  
  // 连接到WiFi网络
  WiFi.begin(ssid, password);
  
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.println("Connecting to WiFi...");
  }
  Serial.println("Connected to WiFi");

  // 设置HTTPClient对象
  HTTPClient http;
  
  // 为GET请求设置目标URL
  String url = "http://example.com/api/data"; // 替换为你的目标URL
  
  // 发送GET请求
  http.begin(url);
  
  // 发送请求并获取响应
  int httpResponseCode = http.GET();
  
  if (httpResponseCode > 0) { // 如果收到响应
    Serial.print("HTTP Response code: ");
    Serial.println(httpResponseCode); // 打印响应代码
    
    String payload = http.getString(); // 获取响应内容
    Serial.println(payload); // 打印响应内容
  } else {
    Serial.print("Error code: ");
    Serial.println(httpResponseCode); // 打印错误代码
  }
  
  http.end(); // 关闭连接
}

void loop() {
  // 程序主循环，此处不需要添加其他代码
}

HTTPClient 常用的函数

函数介绍：

void end(void);
  • 函数原型： void end(void);
  • 函数作用： 关闭HTTPClient对象，释放资源。
  • 函数参数： 无。
  • 返回值的作用： 无返回值。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.begin("http://example.com/api/data");
int httpResponseCode = http.GET();
// 处理响应
http.end(); // 关闭HTTP连接
bool connected(void);
  • 函数原型： bool connected(void);
  • 函数作用： 检查HTTPClient对象是否已连接到服务器。
  • 函数参数： 无。
  • 返回值的作用： 返回true表示连接成功，返回false表示未连接或连接已断开。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
if (http.connected()) {
  // 执行请求操作
} else {
  // 重新连接或处理断开连接情况
}
void setReuse(bool reuse);
  • 函数原型： void setReuse(bool reuse);
  • 函数作用： 设置是否启用HTTP keep-alive功能，允许多次复用同一TCP连接。
  • 函数参数：
    • reuse：布尔值，true表示启用keep-alive，false表示禁用。
  • 返回值的作用： 无返回值。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.setReuse(true); // 启用keep-alive
void setUserAgent(const String& userAgent);
  • 函数原型： void setUserAgent(const String& userAgent);
  • 函数作用： 设置HTTP请求的用户代理（User-Agent）标头。
  • 函数参数：
    • userAgent：String类型，要设置的用户代理字符串。
  • 返回值的作用： 无返回值。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.setUserAgent("ESP32 Client");
void setAuthorization(const char * user, const char * password);
  • 函数原型： void setAuthorization(const char * user, const char * password);
  • 函数作用： 设置基本身份验证的用户名和密码。
  • 函数参数：
    • user：用户名字符串。
    • password：密码字符串。
  • 返回值的作用： 无返回值。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.setAuthorization("username", "password");
int GET();
  • 函数原型： int GET();
  • 函数作用： 发送HTTP GET请求并接收响应。
  • 函数参数： 无。
  • 返回值的作用： 返回HTTP响应状态代码（例如200表示成功）。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.begin("http://example.com/api/data");
int httpResponseCode = http.GET();
// 处理响应
String getString(void);
  • 函数原型： String getString(void);
  • 函数作用： 获取HTTP响应的正文内容。
  • 函数参数： 无。
  • 返回值的作用： 返回包含HTTP响应正文内容的String对象。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.begin("http://example.com/api/data");
int httpResponseCode = http.GET();
if (httpResponseCode > 0) {
  String response = http.getString();
  Serial.println(response);
}
int PATCH(uint8_t * payload, size_t size);
  • 函数原型： int PATCH(uint8_t * payload, size_t size);
  • 函数作用： 发送HTTP PATCH请求并附带数据。
  • 函数参数：
    • payload：指向要发送数据的字节数组的指针。
    • size：要发送数据的大小（字节数）。
  • 返回值的作用： 返回HTTP响应状态代码。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
uint8_t data[] = { 0x01, 0x02, 0x03 };
int httpResponseCode = http.PATCH(data, sizeof(data));
int PATCH(String payload);
  • 函数原型： int PATCH(String payload);
  • 函数作用： 发送HTTP PATCH请求并附带数据（字符串形式）。
  • 函数参数：
    • payload：要发送的数据字符串。
  • 返回值的作用： 返回HTTP响应状态代码。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
String data = "key=value";
int httpResponseCode = http.PATCH(data);
int POST(uint8_t * payload, size_t size);
  • 函数原型： int POST(uint8_t * payload, size_t size);
  • 函数作用： 发送HTTP POST请求并附带数据。
  • 函数参数：
    • payload：指向要发送数据的字节数组的指针。
    • size：要发送数据的大小（字节数）。
  • 返回值的作用： 返回HTTP响应状态代码。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
uint8_t data[] = { 0x01, 0x02, 0x03 };
int httpResponseCode = http.POST(data, sizeof(data));
int POST(String payload);
  • 函数原型： int POST(String payload);
  • 函数作用： 发送HTTP POST请求并附带数据（字符串形式）。
  • 函数参数：
    • payload：要发送的数据字符串。
  • 返回值的作用： 返回HTTP响应状态代码。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
String data = "key=value";
int httpResponseCode = http.POST(data);
int PUT(uint8_t * payload, size_t size);
  • 函数原型： int PUT(uint8_t * payload, size_t size);
  • 函数作用： 发送HTTP PUT请求并附带数据。
  • 函数参数：
    • payload：指向要发送数据的字节数组的指针。
    • size：要发送数据的大小（字节数）。
  • 返回值的作用： 返回HTTP响应状态代码。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
uint8_t data[] = { 0x01, 0x02, 0x03 };
int httpResponseCode = http.PUT(data, sizeof(data));
int PUT(String payload);
  • 函数原型： int PUT(String payload);
  • 函数作用： 发送HTTP PUT请求并附带数据（字符串形式）。
  • 函数参数：
    • payload：要发送的数据字符串。
  • 返回值的作用： 返回HTTP响应状态代码。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
String data = "key=value";
int httpResponseCode = http.PUT(data);
int sendRequest(const char * type, String payload);
  • 函数原型： int sendRequest(const char * type, String payload);
  • 函数作用： 发送自定义类型的HTTP请求，并附带数据（字符串形式）。
  • 函数参数：
    • type：HTTP请求类型，例如 “GET”, “POST”, “PUT” 等。
    • payload：要发送的数据字符串。
  • 返回值的作用： 返回HTTP响应状态代码。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
int httpResponseCode = http.sendRequest("POST", "key=value");
void addHeader(const String& name, const String& value, bool first = false, bool replace = true);
  • 函数原型： void addHeader(const String& name, const String& value, bool first = false, bool replace = true);
  • 函数作用： 添加HTTP请求头。
  • 函数参数：
    • name：头部字段的名称。
    • value：头部字段的值。
    • first：可选参数，默认为false。如果为true，则将新头部添加到头部列表的开头。
    • replace：可选参数，默认为true。如果为true，则替换现有的同名头部；如果为false，则添加到现有同名头部后面。
  • 返回值的作用： 无返回值。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.addHeader("Content-Type", "application/json");
void collectHeaders(const char* headerKeys[], const size_t headerKeysCount);
  • 函数原型： void collectHeaders(const char* headerKeys[], const size_t headerKeysCount);
  • 函数作用： 指定要收集的HTTP响应头。
  • 函数参数：
    • headerKeys：指向包含要收集的头部字段名称的数组。
    • headerKeysCount：数组中头部字段名称的数量。
  • 返回值的作用： 无返回值。
  • 示例代码：
    const char* headersToCollect[] = { "Content-Length", "Content-Type" };
HTTPClient http;
http.collectHeaders(headersToCollect, sizeof(headersToCollect) / sizeof(headersToCollect[0]));
String header(const char* name);
  • 函数原型： String header(const char* name);
  • 函数作用： 获取指定名称的HTTP响应头值。
  • 函数参数：
    • name：要获取的头部字段名称。
  • 返回值的作用： 返回包含头部字段值的String对象。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.begin("http://example.com/api/data");
int httpResponseCode = http.GET();
String contentType = http.header("Content-Type");
String header(size_t i);
  • 函数原型： String header(size_t i);
  • 函数作用： 获取指定索引位置的HTTP响应头值。
  • 函数参数：
    • i：要获取的头部字段的索引（从0开始）。
  • 返回值的作用： 返回包含头部字段值的String对象。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.begin("http://example.com/api/data");
int httpResponseCode = http.GET();
String firstHeader = http.header(0);
String headerName(size_t i);
  • 函数原型： String headerName(size_t i);
  • 函数作用： 获取指定索引位置的HTTP响应头名称。
  • 函数参数：
    • i：要获取的头部字段的索引（从0开始）。
  • 返回值的作用： 返回包含头部字段名称的String对象。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.begin("http://example.com/api/data");
int httpResponseCode = http.GET();
String firstName = http.headerName(0);
int headers();
  • 函数原型： int headers();
  • 函数作用： 获取HTTP响应中头部字段的数量。
  • 函数参数： 无。
  • 返回值的作用： 返回头部字段的数量。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.begin("http://example.com/api/data");
int httpResponseCode = http.GET();
int numHeaders = http.headers();
bool hasHeader(const char* name);
  • 函数原型： bool hasHeader(const char* name);
  • 函数作用： 检查HTTP响应中是否存在指定名称的头部字段。
  • 函数参数：
    • name：要检查

的头部字段名称。

  • 返回值的作用： 如果存在指定名称的头部字段，则返回true；否则返回false。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.begin("http://example.com/api/data");
int httpResponseCode = http.GET();
if (http.hasHeader("Content-Type")) {
  // 处理存在Content-Type头部的情况
}
int getSize(void);
  • 函数原型： int getSize(void);
  • 函数作用： 获取HTTP响应正文的大小（字节数）。
  • 函数参数： 无。
  • 返回值的作用： 返回HTTP响应正文的大小。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.begin("http://example.com/api/data");
int httpResponseCode = http.GET();
int contentSize = http.getSize();
const String &getLocation(void);
  • 函数原型： const String &getLocation(void);
  • 函数作用： 获取HTTP响应中的 Location 头部字段的值，用于处理重定向。
  • 函数参数： 无。
  • 返回值的作用： 返回包含 Location 头部字段值的String对象的引用。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.begin("http://example.com/api/data");
int httpResponseCode = http.GET();
String redirectLocation = http.getLocation();
WiFiClient& getStream(void);
  • 函数原型： WiFiClient& getStream(void);
  • 函数作用： 获取底层的WiFiClient对象，用于直接访问底层网络连接。
  • 函数参数： 无。
  • 返回值的作用： 返回一个WiFiClient对象的引用。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.begin("http://example.com/api/data");
int httpResponseCode = http.GET();
WiFiClient& stream = http.getStream();
WiFiClient* getStreamPtr(void);
  • 函数原型： WiFiClient* getStreamPtr(void);
  • 函数作用： 获取底层的WiFiClient对象指针，用于直接访问底层网络连接。
  • 函数参数： 无。
  • 返回值的作用： 返回一个指向WiFiClient对象的指针。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.begin("http://example.com/api/data");
int httpResponseCode = http.GET();
WiFiClient* streamPtr = http.getStreamPtr();
int writeToStream(Stream* stream);
  • 函数原型： int writeToStream(Stream* stream);
  • 函数作用： 将HTTP响应内容写入给定的流（Stream）对象。
  • 函数参数：
    • stream：指向目标流对象的指针。
  • 返回值的作用： 返回写入流的字节数。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.begin("http://example.com/api/data");
int httpResponseCode = http.GET();
WiFiClient client;
int bytesWritten = http.writeToStream(&client);
String getString(void);
  • 函数原型： String getString(void);
  • 函数作用： 获取HTTP响应的正文内容。
  • 函数参数： 无。
  • 返回值的作用： 返回包含HTTP响应正文内容的String对象。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.begin("http://example.com/api/data");
int httpResponseCode = http.GET();
String response = http.getString();
static String errorToString(int error);
  • 函数原型： static String errorToString(int error);
  • 函数作用： 将HTTPClient库中的错误代码转换为对应的错误消息字符串。
  • 函数参数：
    • error：HTTPClient库中定义的错误代码。
  • 返回值的作用： 返回表示错误消息的String对象。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.begin("http://example.com/api/data");
int httpResponseCode = http.GET();
if (httpResponseCode < 0) {
  String errorMessage = HTTPClient::errorToString(httpResponseCode);
  Serial.println(errorMessage);
}
void setCookieJar(CookieJar* cookieJar);
  • 函数原型： void setCookieJar(CookieJar* cookieJar);
  • 函数作用： 设置用于管理HTTP请求和响应中Cookie的CookieJar对象。
  • 函数参数：
    • cookieJar：指向CookieJar对象的指针。
  • 返回值的作用： 无返回值。
  • 示例代码：
    CookieJar cookieJar;
HTTPClient http;
http.setCookieJar(&cookieJar);
void resetCookieJar();
  • 函数原型： void resetCookieJar();
  • 函数作用： 重置CookieJar，清除所有保存的Cookie。
  • 函数参数： 无。
  • 返回值的作用： 无返回值。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.resetCookieJar();
void clearAllCookies();
  • 函数原型： void clearAllCookies();
  • 函数作用： 清除所有保存的Cookie，无论它们是否过期。
  • 函数参数： 无。
  • 返回值的作用： 无返回值。
  • 示例代码：
    HTTPClient http;
http.clearAllCookies();

总结

本文简要介绍了HTTP协议的基本概念及其在物联网设备中的常见应用。HTTP协议作为一种简单、灵活的通信协议，广泛应用于Web开发和物联网设备中。希望本文能帮助读者更好地理解HTTP协议及其在ESP32中的应用。

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