ESP8266-01 + Arduino Nano 打造 Wi-Fi 智能家居控制器

物料清单

工具与软件

• 烙铁、无铅锡丝、助焊剂
• Arduino IDE / VS Code (PlatformIO) / Autodesk Eagle (PCB 设计)

系统架构

手机/浏览器 (Client) 
   │ HTTP GET /?pin=111
   ▼
ESP8266-01 (Web Server, 9600 baud, Station 模式)
   │ 串口 AT 指令 / 透传
   ▼
Arduino Nano (SoftwareSerial D2/D3)
   │ digitalWrite(pin, state)
   ▼
继电器 → 家电 / 灯泡

ESP8266-01 关键配置流程

1. 引脚定义与供电

• VCC/CH_PD → 3.3 V（严禁 5 V）
• GND 共地
• TX → Nano D2 (SoftwareSerial Rx)
• RX → Nano D3 (SoftwareSerial Tx) 经 1 k/2.2 k 分压
• RST 悬空或接高电平

2. 降波特率至 9600（出厂 115200）

1. 上传空 sketch 到 Nano，释放硬件串口
2. ESP8266 直连 Nano 硬件串口 (D0/D1)，串口监视器 115200、Both NL & CR
3. 发送 AT → 回 OK
4. 发送 AT+UART_DEF=9600,8,1,0,0（或 AT+CIOBAUD=9600）
5. 改监视器波特率 9600，再发 AT 验证

3. 连网并启用 Server

AT+CWMODE=1
AT+CWJAP="YourSSID","YourPass"
AT+CIFSR          // 查 IP
AT+CIPMUX=1       // 多连接
AT+CIPSERVER=1,80 // 端口 80 开启 HTTP Server

Web 控制页面 (HTML + jQuery)

<!DOCTYPE html><html><head><title>Smart Home</title>
<script src="https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.3.1/jquery.min.js"></script></head>
<body style="background:seagreen;color:seashell;text-align:center">
<h1>Smart Home Control Panel</h1>
<button class="btn" id="111">Blue ON</button>
<button class="btn" id="110">Blue OFF</button><br>
<button class="btn" id="121">Red ON</button>
<button class="btn" id="120">Red OFF</button>
<script>
$(".btn").click(function(){
  var p = $(this).attr('id');  // 如 "111"
  $.get("https://192.168.1.4:80/", {pin:p}); // ★修改为 ESP 实际 IP
});
</script></body></html>

ID 编码规则：前两位 = Arduino 引脚号（11/12），最后一位 = 状态（1 开 / 0 关）。

Arduino 核心固件

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial esp(2,3);        // Rx, Tx
#define BAUD 9600
#define DEBUG true

int blueLED = 11, redLED = 12;

void setup() {
  pinMode(blueLED, OUTPUT); pinMode(redLED, OUTPUT);
  digitalWrite(blueLED, HIGH); digitalWrite(redLED, LOW);
  Serial.begin(BAUD); esp.begin(BAUD);
  initWiFi();
}

void loop() {
  if (esp.available()) {
    if (esp.find("+IPD,")) {
      delay(1000);
      int connId = esp.read() - 48;
      esp.find("pin=");
      int pin = (esp.read()-48)*10 + (esp.read()-48); // 11/12
      int state = esp.read() - 48;                    // 1/0
      digitalWrite(pin, state);
      // 关闭 TCP 连接
      String cmd = "AT+CIPCLOSE="; cmd += connId; cmd += "\r\n";
      sendData(cmd, 1000, DEBUG);
    }
  }
}

// 发送 AT 指令并可选打印响应
String sendData(String cmd, int timeout, bool dbg) {
  String rsp = "";
  esp.print(cmd);
  long t = millis();
  while (millis() < t + timeout) {
    while (esp.available()) rsp += (char)esp.read();
  }
  if (dbg) Serial.print(rsp);
  return rsp;
}

void initWiFi() {
  sendData("AT+RST\r\n", 2000, DEBUG);
  sendData("AT+CWJAP=\"SSID\",\"PASS\"\r\n", 5000, DEBUG);
  sendData("AT+CWMODE=1\r\n", 1500, DEBUG);
  sendData("AT+CIFSR\r\n", 1500, DEBUG);
  sendData("AT+CIPMUX=1\r\n", 1500, DEBUG);
  sendData("AT+CIPSERVER=1,80\r\n", 1500, DEBUG);
}

高压负载接入：继电器模块

• IN1 → D11，IN2 → D12
• COM 接火线，NO 接负载另一端
• ⚠️ 高压操作务必断电、绝缘、符合规范

PCB 进阶：从面包板到量产

作者提供开源 Eagle 设计文件，可在 PCBWay 一键下单。双层板集成：

• ESP8266-01 插座 + 3.3 V LDO
• 分压电阻阵列
• 双路继电器驱动晶体管 + 飞越二极管
• 电源指示 LED、复位按键

常见故障排查