Microsoft Word WIFI第一步V3

智慧家庭 : 如何使用 AMEBA 的 WIFI 模組連上網際網路 2016 年 3 月 31 日 三月, 2016 文 \ 曹永忠 前言 智慧家庭的核心技術就是網際網路, 而連上網際網路最簡單的解 決方案無線網路 所以如何讓物聯網神器 Ameba 來連上網際網路, 就 是一件最重要的事, 所幸物聯網神器 Ameba 開發版本身就內含 Wifi 無 線網路模組, 所以連接上網際網路是一件非常簡單的事, 所以本文就 要告訴讀者, 如何簡單 快速 有效的連上網際網路 Ameba Wifi 功能 Ameba 開發板是一塊 IOT Wi-Fi 微型化模組 (RTL8711AF and RTL8195AM), 內建 ARM Cortex-M3 CPU 記憶體, 同時還配置了完整 的無線網路協議, 包含 SSL 硬體加速電路以及 UART I2C SPI PWM

高速的 SDIO 接口等各式序列介面 ( 如下圖所示 )( 曹永忠, 許智誠, & 蔡英德, 2015a, 2015b) 圖 1 Ameba 開發板模組一覽圖 Ameba 開發板使用 RTL8195AM 為開發板核心晶片, 功能強大, 其下 為晶片的基本規格 :

Ameba 開發板核心晶片 RTL8195AM 規格 32-bit 166MHz ARM Cortex-M3 CPU 內建低功耗 802.11 b/g/n 2.4G 無線 Wi-Fi 內建 NFC 介面支援 : GPIO / PWM / SPI / I2C / ADC / DAC / UART Crypto HW engine : 可做硬體加解密, 支援 MD5/ SHA-1 / SHA2-256 / DES / 3DES / AES IC 本身有 512K RAM, 另外模組有包 2M SDRAM / 16M bit flash Ameba 開發板具有強大的功能, 並內含 WIFI 上網的功能, 功能十分強大, 其下為開發板的基本規格 : Ameba 開發板規格 與 Arduino UNO 開發版相容, 可支援大多數 Arduino 擴充板 (Shield), 如 DfRobot 的 LCD Keypad shield 等等 含一個 NXP LPC11U35 cortex-m0 IC, 具備下列功能 不須使用 JLINK 可直接透過 USB 傳入程式 image 檔 不須使用 USB 序列傳輸線,UART 即可使用將訊息傳給開發用的電腦

在許多無線網路的地方, 由於安全性 保密性的因素, 會採用權限管理, 而最簡單 有效的方式, 就是使用網路裝置的 MAC Address, 一般稱稱為 MAC 每一個網路介面卡都有一個獨一無二的識別碼, 這個識別碼是由六組 16 進位數字組成的物理位置 (Physical Address), 也稱為 MAC (Media Access Control)Address 這個位址分為兩個部分, 前三組數字為 Manufacture ID, 就是廠商 ID; 後三組數字為 Card ID, 就是網路卡的卡號, 透過這兩組 ID, 我們可以在實體上區分每一張網路卡, 理論上, 全世界沒有兩張卡的 MAC Address 是相同的 基於這個物理位址, 就可以在網路上區分每一個裝置 ( 電腦或網路產品 ), 將資料傳輸到正確的位址而不會搞混 MAC Address 是 12 碼的 16 進位數字, 每兩個數字中間有 - 或 : 間隔, 例如 : 00-F1-EE-50-DC-92 取得網路 MAC 資料 所以第一步, 我們就是要教讀者如何取得 MAC 資料, 我們將 Ameba 開發板的驅動程式安裝好之後, 我們打開 Ameba 開發板的開發工具 : Sketch IDE 整合開發軟體, 攥寫一段程式, 如下表所示之取得 MAC 資

料測試程式, 我們就可以透過 Ameba Wifi 模組取得 MAC 資料 表 1 取得 MAC 資料測試程式 取得 MAC 資料測試程式 (CheckMac) #include <WiFi.h> uint8_t MacData[6]; String MacAddress ; void setup() MacAddress = GetWifiMac() ; ShowMac() ; void loop() // run over and over void ShowMac() Serial.print("MAC:"); Serial.print(MacAddress); Serial.print("\n"); String GetWifiMac() String tt ; String t1,t2,t3,t4,t5,t6 ; WiFi.status(); //this method must be used for get MAC

WiFi.macAddress(MacData); Serial.print("Mac:"); Serial.print(MacData[0],HEX) ; Serial.print(MacData[1],HEX) ; Serial.print(MacData[2],HEX) ; Serial.print(MacData[3],HEX) ; Serial.print(MacData[4],HEX) ; Serial.print(MacData[5],HEX) ; Serial.print("~"); t1 = print2hex((int)macdata[0]); t2 = print2hex((int)macdata[1]); t3 = print2hex((int)macdata[2]); t4 = print2hex((int)macdata[3]); t5 = print2hex((int)macdata[4]); t6 = print2hex((int)macdata[5]); tt = (t1+t2+t3+t4+t5+t6) ; Serial.print(tt); Serial.print("\n"); return tt ; String print2hex(int number) String ttt ; if (number >= 0 && number < 16) ttt = String("0") + String(number,HEX); else ttt = String(number,HEX);

return ttt ; 下載網址 : https://github.com/brucetsao/makerpro/tree/master/checkmac 如下圖所示, 讀者可以看到本次實驗 - 取得 MAC 資料測試程式結果 畫面 圖 2 取得 MAC 資料測試程式結果畫面 透過 WIFI 模組登連接無線基地台 整合上述程式, 我們可以輕易取得 MAC 資料, 下一步我們就要教 導讀者如何連到無線基地台 (Access Point) 我們打開 Ameba 開發板的開發工具 :Sketch IDE 整合開發軟體,

攥寫一段程式, 如下表所示之連接無線基地台測試程式, 我們就可以 透過 Ameba Wifi 模組連到無線基地台 (Access Point) 表 2 連接無線基地台測試程式 連接無線基地台測試程式 (CheckAP) #include <WiFi.h> uint8_t MacData[6]; char ssid[] = "TSAO"; char pass[] = "TSAO1234"; // your network SSID (name) // your network password IPAddress Meip,Megateway,Mesubnet ; String MacAddress ; int status = WL_IDLE_STATUS; void setup() MacAddress = GetWifiMac() ; ShowMac() ; initializewifi(); printwifidata() ; void loop() // run over and over void ShowMac() Serial.print("MAC:"); Serial.print(MacAddress); Serial.print("\n");

String GetWifiMac() String tt ; String t1,t2,t3,t4,t5,t6 ; WiFi.status(); //this method must be used for get MAC WiFi.macAddress(MacData); Serial.print("Mac:"); Serial.print(MacData[0],HEX) ; Serial.print(MacData[1],HEX) ; Serial.print(MacData[2],HEX) ; Serial.print(MacData[3],HEX) ; Serial.print(MacData[4],HEX) ; Serial.print(MacData[5],HEX) ; Serial.print("~"); t1 = print2hex((int)macdata[0]); t2 = print2hex((int)macdata[1]); t3 = print2hex((int)macdata[2]); t4 = print2hex((int)macdata[3]); t5 = print2hex((int)macdata[4]); t6 = print2hex((int)macdata[5]); tt = (t1+t2+t3+t4+t5+t6) ; Serial.print(tt); Serial.print("\n"); return tt ; String print2hex(int number) String ttt ;

if (number >= 0 && number < 16) ttt = String("0") + String(number,HEX); else ttt = String(number,HEX); return ttt ; void printwifidata() // print your WiFi shield's IP address: Meip = WiFi.localIP(); Serial.print("IP Address: "); Serial.println(Meip); Serial.print("\n"); // print your MAC address: byte mac[6]; WiFi.macAddress(mac); Serial.print("MAC address: "); Serial.print(mac[5], HEX); Serial.print(":"); Serial.print(mac[4], HEX); Serial.print(":"); Serial.print(mac[3], HEX); Serial.print(":"); Serial.print(mac[2], HEX); Serial.print(":"); Serial.print(mac[1], HEX); Serial.print(":"); Serial.println(mac[0], HEX);

// print your subnet mask: Mesubnet = WiFi.subnetMask(); Serial.print("NetMask: "); Serial.println(Mesubnet); // print your gateway address: Megateway = WiFi.gatewayIP(); Serial.print("Gateway: "); Serial.println(Megateway); void ShowInternetStatus() if (WiFi.status()) Meip = WiFi.localIP(); Serial.print("Get IP is:"); Serial.print(Meip); Serial.print("\n"); else Serial.print("DisConnected:"); Serial.print("\n"); void initializewifi() while (status!= WL_CONNECTED) Serial.print("Attempting to connect to SSID: "); Serial.println(ssid); // Connect to WPA/WPA2 network. Change this line if using open or WEP network: status = WiFi.begin(ssid, pass);

// status = WiFi.begin(ssid); // wait 10 seconds for connection: delay(10000); Serial.print("\n Success to connect AP:") ; Serial.print(ssid) ; Serial.print("\n") ; 下載網址 : https://github.com/brucetsao/makerpro/tree/master/checkap 如下圖所示, 讀者可以看到本次實驗 - 連接無線基地台測試程式 結果畫面, 可以成功連上無線基地台 (Access Point), 並透過 DHCP 伺服器取得網路位址, 並可以顯示閘道器, 網路遮罩等資訊

圖 3 連接無線基地台測試程式結果畫面 本文主要介紹物聯網神器 Ameba 開發板, 透過 Wifi 模組連接上網 際網路, 取得 MAC 資料 取得 IP 位址, 閘道器, 網路遮罩等資訊 透過本文的解說, 相信讀者更可以更了解物聯網神器 Ameba 開發 板如何使用物聯網的核心技術, 連接網際網路 後續筆者還會繼續發表智慧家庭相關的文章, 讓我們在未來可以 創造出更優質 智慧化的家庭 敬請期待更多的文章 筆者介紹 曹永忠 (Yung-Chung Tsao): 目前為自由作家, 已有二十多年的開發資訊 系統經驗, 專長為於軟體工程 軟體開發與設計 物件導向程式設計 Arduino/Ameba/LinkIt ONE 等開發版開發與應用 嵌入式系統開發, 商品攝影及人像攝影 長期投入資訊系統設計與開發 企業應用系統 開發 軟體工程 新產品開發管理 商品及人像攝影等領域, 並持續 發表作品及相關專業著作 Email:prgbruce@gmail.com Line ID:dr.brucetsao 部落格 :http://taiwanarduino.blogspot.tw/

原始碼網址 :https://github.com/brucetsao/ 臉書社群 (Arduino.Taiwan):https://www.facebook.com/groups/Arduino.Taiwan/ 活動官網 :http://arduino.kktix.cc/ Youtube:https://www.youtube.com/channel/UCcYG2yY_u0m1aotcA4hrRgQ 參考文獻 : 曹永忠, 許智誠, & 蔡英德. (2015a). Ameba 空气粒子感测装置设计与开发 (MQTT 篇 ):Using Ameba to Develop a PM 2.5 Monitoring Device to MQTT ( 初版 ed.). 台湾 彰化 : 渥瑪數位有限公司. 曹永忠, 許智誠, & 蔡英德. (2015b). Ameba 空氣粒子感測裝置設計與開發 (MQTT 篇 )):Using Ameba to Develop a PM 2.5 Monitoring Device to MQTT ( 初版 ed.). 台湾 彰化 : 渥瑪數位有限公司.