プログラム構成の基本的なところは「ESP32を使ったSTM32のTCP通信(WiFi)受信編」 と似ていますが、ESP32をHTTPプロトコルで受信する場合に特有なクセに注意する必要があります。

通信条件がTCPからHTTPに変更になったことに応じてプログラムの基本構成はTCP通信の場合とほとんど同じままで、サーバーのポート番号とプロトコルフォーマットを変更しただけのものであると、ターミナルからでは正常に動作するのにブラウザから WEBサーバー化したESP32へのHTTP通信はうまくいきませんでした。

TCP通信プロトコルでPCやスマホのターミナルソフトからSTM32へコードを送るのと、HTTP通信プロトコルでウェブブラウザからSTM32へコードを送るのは一見ほぼ同じに思えますが、中間にあるESP32の挙動がかなり違うために動作を理解しないままではうまくいきません。

相違点をまとめると以下のようになります。

つまり、ブラウザから文字コードを送信すると、想定以上にESP32は応答を返すので予め想定しておかなければマイコン側では多くのものを予期せぬタイミングで受信することになります。これが時にフリーズの原因にもなりえます。

そういうものであることを分かってしまえば対処のしようもあるのですが、はじめは原因がわからなかったために問題解決に至り安定した通信を実現できるようになるまでかなり時間を要しました。

以下に、ESP32をHTTP通信プロトコルで安定して文字コードを送るコツを解説します。

受信構成はTCP通信の場合と同じでもよいのですが、サンプルアプリでは割り込み受信を使用しており、割り込みが入った時点が分かるようにLEDを点灯させています。

不定のタイミングで受信が発生する場合はポーリングによるものよりも割り込みにした方が確実です。ポーリング方式でも試してみましたが安定した動作を得ることはできませんでした。

このアプリの特徴は割り込みが発生して受信処理をする度に一旦USARTを初期化してレジスタをクリアにすることです。クリアにはいろいろな方法があるとは思いますが、ここでは最も初歩的で簡単なクリアを実現するために、リセット関数を下記のようにまとめて実行させています。

リセット処理を受信のたびにきっちり施すことで、通信エラーなどがクリアされ動作が安定しました。これで、ブラウザからコードにより処理を分岐させることができるようになりましたので、さまざまなリモートアプリに発展させることが可能になります。

種々のコードを含んだIPアドレスをリンクとしてHTMLページに貼り付けておけば、それをクリックするとコードがブラウザからマイコン側に転送されることになります。

ここで紹介するアプリはESP32でWiFi化しWEBサーバーを構成したNucleo(STM32) からクライアント側のPCやスマホのウェブブラウザへ文字列を送る基本的なものですが、ここでしっかり理解して使いこなせるようになると、いろいろ応用できるようになります。

基本的にはTCPサーバーの送信と同じです。配線も同じ構成です。

アプリプログラム構成も基本的にTCPサーバーの送信と同じです。

相違点はサーバー生成時にウェブサーバー用にポート番号を80に指定し、送信するときにHTTPプロトコルにしたがっているところです。ESP32からの応答でHTTPプロトコルの場合は冗長な文字列が返されるため、待ち時間を大きめに設定しています。

サンプルプログラムではウェブブラウザからWEBサーバーのIPアドレスを指定してからSTM32側をリセットで再起動させるとつながることが多いです。

TCPサーバーを構成してPC、スマホなどクライアントのターミナルアプリで接続するところまでは 「ESP32を使ったSTM32のTCP通信(WiFi)送信編」と 共通です。

クライアント側からのコマンドコードによりマイコンをコントロールするには文字コードの受信処理およびコードに応じて処理させたい内容を追加すればよいのです。

ESP32 とターミナルアプリを接続して ”depfields”の9文字を入力してEnterキーを押すと、改行コードを含めて11文字を送信したことになります。 ターミナルをローカルエコーに設定していると入力した文字が現れます。

TCPサーバー側ではクライアント側からの文字を受信すると"+IPD,0,11:depfields"と表示されます。＋IPDは受信データであることを示し、コネクションIDが0に文字列と改行コードを含んだ合計11文字を受信したことを意味しています 。応答文字列には改行コードCR+LFが含まれています。

上述のPCのターミナルソフトからの操作を Nucleo(STM32) に置き換えたESP32とマイコン間での通信をする場合のアプリを紹介します。あらかじめ、登録しておいたコード"ABC"と受信コードが一致・不一致で処理を分けるアプリです。 受信コードを含む文字列は終端が分かるように入力コードには"＠"を最後に含めています。

PCやスマホなどのTCP通信ターミナルでESP32でWiFi化したNucleo(STM32)のTCPサーバー側に接続した状態で"ABC@"を入力します。ESP32では文字列を受信すると”+IPD,0,6:ABC@" をUART通信で文字列の応答として返すのでSTM32側でコード部分"ABC"を取り出せばよいのです。 

受信コードが取得できればあとはシリアル通信と同様にアプリ側で処理したい内容を作成すればよいわけです。
例えば、コードを"ON"や"OFF"などに登録しておき、これらと一致した場合にそれぞれ処理を分ければソフトウェアスイッチとしてリモートコントロールできるようになります。
 

ここで紹介するアプリはESP32でWiFi化しTCPサーバーを構成したNucleo(STM32) からクライアント側のPCやスマホのターミナルへ文字列を送る基本的なものですが、ここでしっかり理解して使いこなせるようになると、いろいろ応用できるようになります。

Nucleo(STM32)とESP32は シリアル通信ではよく使われる ATコマンドを UART通信 でやり取りしてデータの送受信を行います。

無線モジュールESP32のモードは一般的なSTA(ステーション)モードに設定して家庭や職場のWiFiルーターからIPアドレスを割り当てられるものにします。他のモードではESP32自体を親機にするAP(アクセスポイント)モードもありますので実施してみてください。

この例では親機でDHCPサーバーであるWiFiルーターアドレスが"192.168.3.1"でESP32に割り当てられたIPアドレスは"192.168.3.19"である環境を前提にしており、各々の環境では異なりますのでご注意ください。

では早速プログラムを見ていきましょう。FreeRTOSを使った構成としています。メインプログラムの流れは起動直後に各ペリフェラルの設定を行ってから、WiFiの設定をします。その後、処理内容ごとに2つのタスクにわけ、デモプログラム用データ作成のタスクprvTask_dataとデータモニター用タスクprvTask_monitorとしています。

WiFi設定はwifi_setting関数にまとめ、ポート番号50000のTCPサーバーを生成しています。

デモ用データ作成はタスクprvTask_dataで行い、20msごとにデータ(data)を加算していく処理にしています。dataは符号なし8ビットで255を超えると0に戻ることを繰り返しています。

データモニター用タスクprvTask_monitor は３桁の数字を送るために、改行コード２文字分を含んだ５文字の送信要求コマンド"AT+CIPSEND=0,5\r\n"を送信して適度の待ち時間を挿入します。数値データを３桁の数字に変換し(digit_conv関数)、文字列としてUSART送信しています。

送信要求コマンド"AT+CIPSEND=0,5\r\n"後に挿入する待ち時間はUART通信のボーレートによっても変わります。試してみたところ9600bps時には25ms以上、115200bps時には3ms以上に設定すれば正常に機能しました。参考プログラムは9600bpsでのものです。

WiFi化した文字列送信の基本構成は以上です。ひとたびTCPサーバーを構成してしまうと、あとはシリアル通信の感覚で送信が実現できてしまいますので簡単です。TCPサーバーを実現するための通信プロトコルはESP32のファームウェアに内蔵されていてはじめに設定用コードで指定するだけです。

Nucleo(STM32)のTCPサーバー側から送信された数字をクライアント側でモニターするにはターミナルアプリを使用します。ここではPCのターミナルソフトとしてTeraTermを使用しています。IPアドレスとポートを指定すると接続できるはずです。

Nucleo(STM32)側から送られた数字は0.5秒間隔で更新されています。数字が0から255までの1サイクルが約5秒であれば成功です。

ESP32でSTM32をWiFi化したTCPサーバーを構築するとPCやスマホなどからターミナルソフトでTCP通信によってリモートコントロールができるようになりました。ここではターミナルソフトの代わりに ウェブブラウザからNucleo(STM32マイコン)にアクセスしてリモートコントロールする方式を解説していきます。

今回はESP32をPCのシリアルターミナルからATコマンド送ってWEBサーバーに設定していますので 送信、受信ともATコマンドでサーバーを構築するところまではTCPサーバーのときとほぼ同じです。ウェブ上のWEBサーバーにアクセスする場合はESP32をクライアント設定にします。

TCPサーバーに設定する場合ははじめに複数のコネクションに対応できるモード（マルチコネクションモード）に設定します。コマンドAT+CIPMUX=1の"1":マルチコネクション、"0":シングルコネクションモード。ESP32はデフォルトがシングルコネクションモードですのでこのコマンドを必ず実行します。

コマンドAT+CIPSERVER=1,80でWEBサーバーを生成します。1つ目の値が"1"でサーバー生成、"0"でサーバー削除です。ポート番号はWEBサーバーを構築する場合ですので "80"を指定します。"50000"を指定した場合はうまくいきませんでした。「OK」の応答でTCPサーバーは起動しました。クライアント側の接続待ち状態になります。

ウェブブラウザでWEBサーバーのIPアドレスを指定しアクセスするととシリアルターミナルで以下のような表示が現れます。ポート番号は80である場合は省略してもよいようです。

ここで文字列"Hello"をウェブブラウザ側に送るATコマンドを実行します。
ブラウザにはHTTPプロトコルのHTML文字列を付加すると"<H1>Hello</H1>"の合計14文字になります。

ATコマンドのAT+CIPSEND=0,14を送ったあとに コマンドが受理されると”OK”が返されて、＞のプロンプトが表示されて入力待ちになっているので 送信する14文字 <H1>Hello</H1>を入力するとブラウザへ送られます。

ウェブブラウザで画面が切り替わり以下のように文字列"Hello"が現れていれば成功です。続けて文字列を送りたい場合は同様にコマンドAT+CIPSENDの実行を繰り返します。

終了するにはブラウザを閉じるか、ATコマンド"AT+CIPCLOSE=0"を実行します。"0"はリンクIDです。

ウェブブラウザから文字列を送ったものをシリアルターミナルで受信する場合を見ていきましょう。この場合はブラウザのアドレスの後に”/"で区切り、送りたい文字列をいれればよいだけです。

TCP通信の時と違うのはブラウザで接続中の場合にコードの文字列を含んだIPアドレスを指定して更新すると、一旦通信が切れてからまた更新したIPアドレスで再接続することです。そのとき、ESP32は接続状態の応答を返してからその次に+IPDから始まる文字列をターミナル側に送ります。

HTTPプロトコルによる通信のため、多くの文字が付加されて応答されてきます。 WEBサーバーの受信では"/"直後に文字列があり、この部分を受信コードとして抽出すればよいのです。

これまではPCのシリアルターミナルソフトからESP32へATコマンドのやりとりで文字列の送受信を行ってきました。 他の実行環境であるマイコンとATコマンドをやりとりして ウェブブラウザ経由でおこなうリモート操作に挑戦しましょう。

ブラウザからマイコンをリモート操作ができるようになると、アプリケーションの用途がぐっと拡がります。まさにIoTの典型的なものですので使いこなせるようになって発展させてください。

PCのターミナルからATコマンドを送ってウェブブラウザへの文字列を送信できるようになりましたが、次の課題はターミナルに置き換えてマイコン（STM32)からウェブブラウザへ文字列を送信する場合です。

プログラムの内容は基本的にTCP通信の場合と同じですが、相違点はサーバーを生成するポートをWEBサーバー用の80にすることです。また、送信の文字列にはHTTPプロトコルにしたがって、文字列の前後に<H1></H1>を付加することです。

送信に関してはTCPサーバーの場合とあまり変わりません。

このサンプルでは定期的に増加させた数値を1.5秒間隔でブラウザに表示させるものです。プログラムはESP32でWiFi化したSTM32からウェブブラウザへ送信するで紹介しています。

今度はウェブブラウザからマイコン（STM32）側へ文字列を送る場合です。

ウェブブラウザから文字列”ABC@"を送るとESP32ではブラウザとの接続あるいは再接続するための応答、 "0,CLOSED", "0,CONNECT"を返します。これに続いて
+IPD,x,xxx:GET /ABC@ HTTP/1.1xxx...が応答としてマイコンへ返しますのでこの中のABCだけを取り出します。ここでも文字列の終端が分かるように@をコマンドにつけています。

ESP32とブラウザとのHTTPプロトコルによる通信ではことあるたびにいろいろな応答が発生するので注意が必要です。

マイコンでの受信処理はESP32からの応答のタイミングを把握するためにもポーリング処理よりも割り込みを使用するほうが確実です。ESP32はHTTPプロトコルでは送信したいコード以外にもいろいろな応答を返すので、どのタイミングでどんな応答があるかを予め、把握しておくのが重要です。

ブラウザからのマイコン操作は予め登録しておいた文字列コードをIPアドレスに含めて入力し、マイコンプログラム内でコードとの一致、不一致で処理を分ければリモート操作ができることになります。

このサンプルはブラウザから送ったコードを登録コードと比較して一致・不一致により処理を条件分岐させるプログラムです。コード取得ではESP32からの応答文字列のなかで必要なコードだけを抽出しています。

条件分岐処理後にUSART3を初期状態に戻すことをして次の割り込みに備えています。なんらかの方法でUSART3のレジスタ類をクリアしておかないとUSARTが応答しなくなる可能性があります。

このサンプルでは受信割り込みが入ったときにLED（PA5)を出力して確認できるようにしています。 プログラムはESP32でWiFi化したSTM32にブラウザから操作するで紹介しています。

組み込みシステムをIoT化するのにまず思い浮かべるものが無線モジュールを使ったWiFi化です。さまざまな無線モジュールがあるなかで、シリアル通信を介してWiFiが使用できるものとして電子工作でよく使われるESP32-WROOM-32をSTM32マイコンに組み込んでWiFi化することにします。

ESP32はWiFiやBluetoothに対応した無線モジュールですがそれ自体が高性能のマイコンで、電子工作で人気があるArduinoの開発環境を使ってプログラミングできるものです。ここではArduinoには関与せず、無線化モジュールとして扱うことにします。

無線モジュールESP32を使用してNucleoボード(STM32マイコン）をWiFiのIoT対応にする方法を解説します。大人気のESP32モジュール（ESP32-WROOM-32)ですが、ESP32自体をArduino開発環境でマイコンとして操作する解説が多く他のマイコンシステムを簡単にWiFi化する情報が少ない状況で比較的簡単にSTM32のWiFi化を実現して端的にまとめてみました。

いろいろ調べた結果、無線化モジュールとして使用する場合はシリアルUART通信で「ATコマンド」を送ってモジュールのモード設定したり、データを取得すればよいことがわかりました。ESP32は購入した直後にはこのATコマンドを使用することはできず、ファームウェア（ATコマンド用）を書き込む必要があります。

ATコマンドを使用すればシリアルUART通信でPCやマイコンからESP32をコントロールしてWiFi通信できることがわかりました。ESP32モジュールでATコマンドを使うことができるようにするために以下の手順によってATコマンド対応にします。

ATコマンド用ファームウェアのダウンロードからATコマンドの動作確認までの手順詳細の解説につきましては当サイトの趣旨からそれますので割愛します。インターネットで「ESP32　ATコマンド」などの検索で十分な情報が得られますので参考して実施してください。

ESP32-DevKitCではPCのUSBポートとシリアルUART通信でデータ通信を行うためにESP32-DevKitC内部のシリアル変換ICを利用します。このICはSILICON LAB社の「CP2102」が実装されていますので制御するためのドライバが必要です。はじめてESP32-DevKitCとPCをUSBケーブルで接続したときにUSBポートが認識されない場合はこちらでOSにあった「Download for xxxx」の欄から「VCPダウンロード」を選択しダウンロードおよびインストールをしておいて下さい。

ESP32には他にUART1(ピン/ソケットSD2 RX /SD3 TX)があるのですが、デフォルトではこれらの端子にSPI通信が割与えられているので使用しません。

まず、事始めにESP32をSTA(ステーション）モードとしてWiFiに設定することにします。STA(ステーション)モードは無線ルーター（DHCPサーバー）からIPアドレスを割り当てられた端末として機能させるモードです。ここでは192.168.3.19のIPのアドレスが与えられたものとしています。

PCでターミナルソフトを起動させてください。USBシリアル変換ケーブルをPCに接続していると仮想シリアルポート（下記の場合はCOM4)が認識されてますので選択します。
ファームウェアを書き込んだときに使用したESP32-DevKitCに搭載のUSBのポートではありません。

これからターミナルから主要なATコマンドをESP32に送り込んでモードを書き込んだり、応答を確認したりします。まず、コマンドAT+GMRを送ってみてください。ESP32のATファームウェアバージョンが応答されます。

次にESP32をSTAモードにするためにコマンドAT+CWMODE=1を送ります。”１”がSTAモードです。

ESP32がSTA（ステーション）モードになったのでネットワークに参加するためにコマンドAT+CWJAP="SSID","PASSWORD"を送信してください。SSIDとPASSWORDは使用している無線ルーターに合わせてSSID名と暗号キーを入力してください。

”WIFI CONNECTED"の応答があったら、無線ルーターにつながりました（LANに参加）。割り振られたアドレス状況を確認するために、コマンドAT+CIFSRを送信するとIPアドレスとMACアドレスが応答されます。

ここでPCのコマンドプロンプトで割り当てられたIPアドレスが有効であることをpingコマンドを実行して接続確認をしてみます。コマンドプロンプトはWindowsのスタートメニューの「Windows システムツール」内の「コマンドプロンプト」を選択するかメニュー検索でcmd.exeと入力すると表示されます。

pingコマンドのあとに割り振られたIPアドレスを"ping 192.168.3.19"のように入力して、アドレスが有効でネットワークに接続できると下記のような応答が返ってきます。これはルーター経由でPCとESP32が接続していることを意味しています。このようにネットワークに接続が開通している状態を「pingが通る」といいます。コマンドpingは機器の接続状況を確認するのによく使われます。

STAモードでは家庭などにある無線ルーターをアクセスポイントしたネットワークに端末として参加するモードでした。今度はESP32自体がアクセスポイントとなるAP（アクセスポイント)モードの設定をしてみましょう。

このモードでは家庭や職場などのWiFiが使えない状況でもESP32自体がアクセスポイントのマスターとして他のクラアントネットワーク機器にIPアドレスを割り振るDHCPサーバーの役割をしています。

STAモード設定と同様にPCでターミナルソフトを起動させてから、まず現在のモードの確認をするためにコマンドAT+CWMODE?を送ります。応答が"1"であったらSTAモード、"2"であったらAPモードです。（確認だけのコマンド）

ESP32をAPモードにするためにはコマンドAT+CWMODE=２を送ります。”２”がAPモードでESP32ではsoftAPモードと読んでいます。

APモードのアクセスポイントSSID名および暗号キー等（任意）を設定します。コマンドAT+CWSAP="ESP32","12345678",5,3は順にSSID名、暗号キー、無線LANチャネルそして暗号種別です。

最後の暗号種別は3はWPA2_PSKです。他、０:open/1:WPA_PSK/4:WPA_WPA2_PSKです。

暗号キーは暗号種別のルールに従ってください。WPA2_PSK指定時に暗号キーが8文字未満であるとエラーになります。

割り振られたアドレス状況を確認するために、コマンドAT+CIFSRを送信するとIPアドレスとMACアドレスが応答されますのでネットワークIDとしてのIPアドレスが確認できます。

これまでの設定で新しいESP32によるWiFiアクセスポイント（SSID:ESP32)が作成できましたので、PCを"ESP32"に接続しましょう。作成した暗号キーを入力すれば接続できるはずですが、失敗するようでしたら一旦 アクセスポイント"ESP32"を削除して、もう一度試してください。

WiFiアクセスポイントESP32に接続できましたら、コマンドプロンプトでpingが通っているかを確認してみましょう。下記の応答が返ってきたら接続は成功です。

WiFiアクセスポイントESP32からPCへ割り振られたIPアドレスを確認するためにはコマンドプロンプトでコマンドipconfigを実行してください。下記のように自分のIPアドレス情報が返ってきます。ESP32がDHCPサーバーとしてクライアントであるPCへIPアドレスを割り振ったことがわかります。

これまではESP32をSTAモードもしくはAPモードに設定してクライアントあるいはサーバーとして立場の同じLAN（デフォルトゲートウェイが同じ）で他の機器（PCなど）と通信できる無線LAN環境を構成してきました。

この状態ではpingが通って互いに同じネットワーク上にあることが確認できただけでまだ互いにLAN内の通信はできません。ESP32の通信をするためには通信をする上でのサーバーとクライアントの関係を構築する必要があります。

ここではEPS32をTCPサーバーとして構成し、同じLAN内のPCやスマホをクライアントとしてターミナルソフトから無線でアクセスするシステムを作り、LANで基本であるTCP通信をするための設定を解説していきます。

TCP通信ができるようになると、例えば、PCのターミナルソフトでIPアドレスととポートを指定するとシリアル通信のように文字列のやり取りができるようになります。

システムの構成はこれまでと基本的には同じなのですが、ATコマンドをシリアル通信でESP32とやり取りするPCとLAN内のネットワーククライアントとしたPCとは明示的にわけています。実際は共用してもかまいません。

TCPサーバーに設定する場合ははじめに複数のコネクションに対応できるモード（マルチコネクションモード）に設定します。コマンドAT+CIPMUX=1の"1":マルチコネクション、"0":シングルコネクションモード。ESP32はデフォルトがシングルコネクションモードですのでこのコマンドを必ず実行します。

コマンドAT+CIPSERVER=1,50000でTCPサーバーを生成します。1つ目の値が"1"でサーバー生成、"0"でサーバー削除です。2つ目の値はTCPサーバーのポート番号です。「OK」の応答でTCPサーバーは起動しました。クライアント側の接続待ち状態になります。

PC等のクライアント側でターミナルソフトを起動して、ホスト（TCPサーバーのIPアドレスとポート番号を指定してサーバー側に接続します。

ターミナル上部にTCPサーバー側のIPアドレスが表示されますと接続成功です。

さっそくターミナルからTCPサーバー側へ文字列を送信してみましょう。”depfields”の9文字を入力してEnterキーを押すと、改行コードを含めて11文字を送信したことになります。この例ではターミナルをローカルエコーに設定していますので入力した文字が現れています。

TCPサーバー側ではクライアント側からの文字を受信すると"+IPD,0,11:depfields"と表示されます。＋IPDは受信データであることを示し、コネクションIDが0に文字列と改行コードを含んだ合計11文字を受信したことを意味しています。

つぎにTCPサーバー側のATコマンド操作ターミナルから文字列を送信してみます。AT+CIPSEND=0,11はコネクションIDが0のリンクに対して11文字を送信するコマンドです。改行コード2文字を含んだ9文字のデータを送る場合のものです。コマンドが受理されると”OK”が返されて、＞のプロンプトが表示されて入力待ちになっています。

送信する文字は大文字で"DEPFIELDS"としてリターンを押すと文字列はターミナル側へ送信されます。改行コードあわせて11文字です。Recv 11bytesと表示されたあとにSEND　OKの応答があれば送信成功です。

クライアント側のターミナルでは送られた文字列"DEPFIELDS"が表示されているはずです。

今回はESP32をPCからATコマンドで操作してTCPサーバーにしてからTCPクライアントのPCとの通信をおこないました。次はいよいよPCの代わりにマイコンがATコマンドを操作してESP32をTCPサーバーに設定してクライアントのPCやスマホから無線操作するシステムに挑戦します。

そのまえに、ESP32をTCPクライアントにする場合もありますので解説しておきます。クラウド上のサーバーにアクセスする場合などに使用します。

ESP32をTCPクライアントに設定することができます。通信プロトコルにおいてTCPソケット通信よりさらに上位のHTTPプロトコルを使用したHTTPサーバーにアクセスしてWEB上のブラウザから操作するアプリの場合はこちらを使います。

TCPクライアントに設定する場合は単一のコネクションに対応できるモード（シングルコネクションモード）に設定します。コマンドAT+CIPMUX=0の"0":マルチコネクション、"0":シングルコネクションモード。ESP32はデフォルトがシングルコネクションモードです。

コマンドAT+CIPSTART="TCP","xxx.xxx.xxx.xxx",80でTCPクライアントを生成します。1つ目がプロトコルを2つ目はWEB上のHTTPサーバアドレス、3つ目がそのポート番号です。「OK」の応答でTCPクライアントは起動しました。

シングルコネクションモードの場合は透過モードというものが使用でき、ATコマンドによらず通常のシリアル通信のようなやりとりができるようになります。これには"AT+CIPMODE=1"を実行しておきます。

以後、文字列送信のために"AT+CIPSEND"を送ると透過モードになるのでHTMLコードでWEBサーバとやり取りできるようになります。"+++"を受信すると透過モードは終了します。

ESP32にATコマンド用ファームウェアを転送してPCとATコマンドで通信できるようになった段階で、今度はPCの代わりにマイコンとの通信に挑戦です。

PCのターミナルからではATコマンドを送ってESP32との通信はできるようになりましたが、他の実行環境であるマイコンからATコマンドをやりとりして、例えばターミナルのTCP通信ポートを開くところまではどうすればよいのでしょうか。

これもわかってしまえば簡単ですが、種を明かせばPCのターミナルで行っているのと同じようにATコマンドそのものを文字列としてシリアル通信で送受信させればよいだけのことです。

ここではATコマンドのうちで主要なものを一部を取り上げて通信ポートを開いてデータのやりとりができるところまでを解説します。

ESP32をATコマンドでSTAモードかAPモードに設定して無線LAN環境のpingを通すまでは運転モードの設定がフラッシュに書き込まれますのでどの環境でも共通です。
マイコンを使った場合はコネクションモードの設定からマイコンのプログラムで自動化するイメージです。

マイコンでESP32をATコマンドでTCPサーバーに設定してから無限ループ内でデータを一秒ごとに端末に送って表示させるサンプルです。

PCでシリアル通信のターミナルソフトから設定するのと基本的には同じなのですが、マイコンプログラムでATコマンド操作を自動化するには注意すべきポイントがあります。

ターミナルから手動でATコマンドを実行させると正常に動作するのに同じ手順をマイコンプログラムで行うと問題が起こる場合があります。

TCPサーバーにアクセスできポートが開通したらとりあえず一つの関門突破です。次は、アプリケーション内での文字列のやり取りです。

文字列を送信するには直前にコマンドAT+CIPSEND=０,5を改行コード\r\nを付加して実行するといわゆる送信待機状態になります。そこで送りたい文字列を文字列送信関数（ここではUASART3_SendString関数）を実行させて送信実行します。

シリアル通信のように送信したい文字列を送ってターミナルに表示させる簡単なことだけでもツボを押さえていなければなかなか安定して実現できません。筆者の経験では初めて文字列送信を扱ってシリアル通信のばあいと同様な結果を得るまでまる一日以上試行錯誤しました。

文字列の送信を安定させるためのツボはわかってしまえば何でもないことですが、不安定であった原因は送信文字列の文字数が一定でなかったことです。アプリケーション内で演算した変動する数値を文字列に変換してからターミナルへの送信であったため、桁数が不安定であったことが原因です。

マイコンプログラムでなくPCのシリアル通信のターミナルソフトから手動で文字数がずれた場合のコマンドを送ってみてください。表示はかなり不安定となるのが確認できます。

問題解決のために、数値の桁数に関わらず例えば最大３桁の数字を送りたい場合に文字変換して3文字に固定する関数(digit_conv関数）を自作してからは安定した表示ができるようになりました。

PC、スマホなどのターミナルソフトから文字列を受信してコマンドやデータとして扱うことで、マイコンをリモートコントロールできるようになります。

ターミナルソフトで例えば文字列”command"を入力するとESP32は "+IPD,0,９:command"の文字列を応答として返すのでマイコン側では":"以下 の"command"を抽出してからアプリでコマンドやデータとして処理します。