ESP8266EX_QuickChatBox

项目导图：
 
 
2023/7/21:请注意，由于插件更新迭代，您在复制该项目的过程中可能会出现诸多问题，这是正常的，若有无法解决的请与我联系一同解决(1638779636@qq.com)，我在此处简要概述可能遇到的问题：
 
1.插件中无法找到2.0版本python项目管理器，由于插件不断更新，2.0版本的下载渠道已经无法找到，您可下载最新版本2.5。
 
2.python项目管理器2.5版本在创建项目后无法自动下载依赖库，表现为提示正在安装依赖库，可点击项目右侧库文件中仅有少数库，该问题会导致项目无法正常使用，解决方法: 在项目根目录找到下图文件并将该文件中的库一一进行下载安装：
 
 
注意：模块版本留空。
 
项目简介：
有时候会遇到特定的场所，比如学校，这种场所通常覆盖无线网络，一般情况不让带手机，那么如果在校外的A同学需要向在校内的B同学传递消息，而又不通过其他方式的情况下，那么我的设备就有用了，实际上也是因为这个原因我才做这个设备的，下面我会按照项目导图的顺序分别说明硬件、软件、服务器端。
 
硬件设备QucikChatBox ：
硬件设备担任着客户端的角色，它同时也是信息的发送者和接收者，在对该设备进行初始化配置后，设备会自动连接网络并从服务器端拉取数据并进行处理。
 
A.实物图如下：
 
 
B.硬件构成：
 
1.充电管理与修改充电电流：
 
设备使用TC4056A作为锂电池的充电管理芯片，选择该芯片一是因为兼容TP4056，二是因为便宜。
在电路中，该芯片引脚PROG的接地电阻阻值改变充电电流，该电阻阻值在原理图中默认3K（充电电流400mA），建议该电阻阻值不大于4K，您可根据电阻与充电电流关系表自行改变充电速度.
图二右侧框内的LED为充电指示引脚，亮起代表充电中。
 
（电阻与充电电流关系表）
 
（TC4056A在原理图中位置）
 
2.锂电池选型：
 
影响锂电池规格的主要有两个参数，一个是续航，我认为在空间允许的范围内越大越好。另一个放置电池的空间，这与设备外壳的预留空间有关，锂电池宽度取决于预留空间的宽度，锂电池的高则取决于四周螺丝孔柱的高。
预留区参数：高 <= 13mm 宽 <= 42mm
*选择锂电池时请不要超过该范围，我选择的锂电池规格803040-1000mAh作为参考.*
 
模型如下，红色框为预留区：
 
 
3.OLED显示屏选型：中景园1.3寸OLED显示屏，tb关键字如下：
 
 
4.微动按钮：按钮定义如下：
 
 
GPIO
状态触发
响应类型
按钮1
GPIO13
低电平触发
向上翻阅、返回
按钮2
GPIO14
低电平触发
确定
按钮3
GPIO12
低电平触发
向下翻阅、下一步
 
5.主控芯片 ESP8266EX ：
 
选择主控芯片前，我要考虑在这个设备都要有什么功能，1.设备能连接wifi 、2.可以连接OLED显示屏、3.有足够的IO进行按键监测和LED状态显示、4.有ADC,可以检测电压，ESP8266满足这些要求，并且可以用Arduino快速开发，其次，该芯片的市面价格最低可以到2.5元、算上外围电路也只有3.5-4元左右（大概），价格较友好。
 
6.ADC获取锂电池电压 ：
 
当锂电池电量不足，设备会在屏幕上显示电量不足用于提醒使用者充电，另外当向服务器请求数据时会将电压作为参数上传，在目前，该电压取的近似值与实际电压相差约0.1v，上传至服务器的电压会作为返回值给到对应账号的Anroid端QuickChatApp，详情请结合代码。
 
ESP8266 ADC 引脚具有10 位分辨率，可以获得值范围为 0  - 1023，因此要检测电压最大为4.2V的锂电池，需要建立ADC分压电路，原理图如下：
 
 
6.充电指示灯与 状态指示灯：
 
上文的实物图中可以看到按钮下方有两个LED。
左侧为充电状态指示灯，当TypeC口有外部电源接入时，设备开始充电，该状态灯亮起，当电量满或者外部电源移除时为灭。
右侧则是状态指示灯，该灯连接到主控的GPIO2引脚，当上点电时该灯闪烁一次，其他情况我还没想好。
 
7.固件烧录说明：
 
这里要提一嘴Flash大小的问题，在原理图中我使用的是GD25Q32CSIG，这是我建议的合适Flash大小，其它较小的储存芯片请自行测试使用。
 
设备上预留了一排烧录孔，该烧录孔的定义已在旁边标出：
 
 
烧录孔不能让设备与电脑直接相连进行烧录工作，因此我们需要准备一个串口转TTL烧录器，在这里使用的是我自己的烧录器，同时也是另一个开源项目 https://oshwhub.com/zhbaa/c340-chuan-kou-gong-ju，该烧录器的引脚定义与烧录孔相对应。
我们还需要了解一下ESP8266如何进行烧录，该芯片进行固件烧录的前提是GPIO0引脚在上电时为低电平（工作模式为高电平）。
 
1.首先我们需要下载Arduino 1.X版本，项目的硬件设备就是用Arduino进行编写的，请注意不要下载最新版2.X的Arduino。
第一种下载方式:点击蓝色字进入Arduino官网进行下载Arduino官网,在该界面向下翻阅，找到旧版本，如下所示进行下载和安装（安装我就不多说了）：
 
 
2.安装完成之后我们需要为Arduino安装ESP8266FS插件，设备的静态资源（例如html）通过该插件进行上传，在Arduino2.0版本中我暂时没找到版本安装该插件，这是我建议安装旧版本的原因。在项目的附件压缩包中找到ESP8266FS文件夹，将ESP8266FS文件夹整个移到你的Arduino安装目录的tools文件夹下：
 
 
 
3.打开Arduino，配置ESP8266开发环境，这一步参考博客 Arduino搭建Esp8266开发环境（两种方法）
 
4.添加依赖库，项目所用到的依赖库有两种，一种是可以在arduino管理库中直接搜索并安装的，另一种是需要通过zip进行导入的，它们的入口都在左上角的项目->加载库中：
先点击管理库，搜索并安装如下库，注意版本：
 
再点击添加ZIP库并选择压缩包导入，这两个zip库已上传至附件：
 
 
1.使用arduino打开QuickChatBox1.0V.ino文件，点击下图所示按钮进行程序验证：
 
 
若验证成功则如下图所示：
 
如果弹出红色报错，请参考上方的依赖库添加，看看是不是忘了哪个步骤。
 
2.将数据线与烧录器进行连接，将烧录器上的GPIO0引脚电平切换开关置于GND一侧，数据线另一端先不插入电脑。
 
 
3.将烧录器插入设备的烧录孔后把另一端的USB插入电脑，注意引脚不能插反：
 
 
4.此时电脑检测到新设备，打开Arduino左上角的工具按钮，在下方的端口处选择烧录器的串口，不确定是哪个的可以多次插拔看看哪个端口在变化，参数参考如下图：
 
 
5.向flash上传静态资源，设备初始化阶段会向外广播AP，使用者通过连接该AP访问ip地址在网页端进行初始化配置，网页的静态资源则通过ESP 8266FS 插件上传，设备缺少该文件无法正常工作，参考上图找到 ESP8266 Sketch Data Upload 并点击，此时开始上传静态资源，状态如下所示：
 
正在上传中：
 
 
上传成功：
 
 
6.静态资源上传成功后再进行固件上传，此时重新插拔USB（整个烧录过程中烧录器需要一直顶在烧录孔上），然后点击上传按钮，等待固件上传。
 
 
7.固件上传完成，拔掉USB，将烧录器的切换开关置为3v3，重新插入USB，设备界面如下图所示则视为烧录成功：
 
 
C.如何使用硬件设备：
 
1.进入配置模式，若设备未进行初始化配置则自启动AP模式，使用者访问192.168.4.1进行初始化配置，手动进入模式请在关机状态下按住中间按键并启动，演示：
 
 
2.连接设备热点并使用浏览器访问 http://192.168.4.1 进行初始化配置，演示如下：
 
 
参数说明：
 
无线网络名称和密码，保存后重启，设备自动搜寻该wifi并连接。
设备密钥，通过软件端进行获取，请参考下文的软件说明。
服务器地址，文章最后提供了一个公共服务器，在此处填写该服务器地址，请注意最后以 / 结尾，关于服务器的私有搭建请参考下文服务器端搭建教程。
 
3.确认无误点击保存配置并重启，设备自动重启并搜寻初始化配置中的网络且自动连接，在连接成功后则可进行正常使用，如何使用请参考下方的视频，在视频中，我将演示服务器的配置以及通过邮箱进行登录，我准备了两个账号进行好友的申请、互发信息、设备端的发信收信和相关配置的上传、同步，个人有点社恐，所以视频就不说话了。
 
演示视频
 
QucikChatAPP（Android端软件程序）
 
软件程序作为客户端，除了拥有与设备一样的功能外，还可以对设备的各项功能、参数进行修改保存，显示设备电量等等，软件使用AndroidStudio+Kotlin进行开发，对安卓系统版本6以上的手机提供支持，更低的系统版本的可用性未经测试。
在软件中，我引用了一些开源库，下面我只对okhttp进行说明，其他开源库的作用请自行查阅代码：
 
网络请求框架OkHttp3，软件中使用该框架与服务器进行交互，目前与服务器交互的操作方法都放置在UserBb类中，在该类中，我定义了所有与服务器交互的方法，包括但不限于获取验证码、申请添加好友、取消添加好友、拒绝好友申请、向好友发信，而这些方法大同小异，在该类中定义方法 getOkHttpGetCall ，该方法接收String格式的get请求连接，返回Call对象：
 
 
在与服务器交互的方法中，都需要调用getOkHttpGetCall获取call对象，在回调中对服务器返回的数据进行解析处理，以向好友发送为例：
 
 
应用功能：
 
1.设置服务器：
 
在写这个项目的时候，我构想的是服务器私有部署化，这样就更需要把设置服务器功能单独拿出来。
安装软件，打开软件之后是如下的界面，如果您自行部署了服务器，请点击右下角的“设置服务器”对服务器进行修改。
 
 
2.登录或注册账户：参考上面的Login to server界面，在邮箱一栏填写能够接收到验证码的邮箱，点击获取验证码，若服务器地址正确很快验证码就会发送到你的邮箱，微信接受邮件效果:
 
 
输入验证码后点击登录或注册并登录按钮，如果邮箱在这个服务器上没有注册过，服务器将自动注册，若存在该邮箱则正常登录，成功后跳转至主界面 MainActivity ，登陆部分完毕。
 
3.注销账户：注销账户是指删除在该服务器上的关于该账户的所有数据，包括但不限于用户表、作为发送者的所有聊天数据、从所有好友的好友列表中移除、清除DKey、UserKey等一切关于该账户的数据，注销成功后跳转至登陆界面，该按钮在如下图所示右上角区域。
 
 
4.数据轮询间隔：数据轮询就是定期向服务器申请最新数据并将其展示出来，在MainActivity界面中，好友的申请信息、未读消息、设备状态、参数等需要不断刷新的数据，这些都需要数据轮询，您可以自定义该轮询的间隔，默认为3秒，如果您服务器的交互速度快可以适当降低该值，若服务器速度慢且刷新间隔短，或导致软件闪退，一般情况3s就OK。
 
 
5.收到消息时向邮箱发信：
当收到好友消息时并不会通过系统弹窗进行提示，这个功能也是由于时间关系暂时简化了，替代方案就是当好友向你发送消息时，服务器会通过邮箱向你的邮箱发信进行提醒，目前该提醒无间隔，意思就是好友发多少条消息就提醒多少次，后面我会增加提醒间隔，格式如下：
 
 
6.修改硬件设备参数：
 
在我的使用情境中，可能出现以下几种情况：
 
1.设备对设备进行消息交互
2.设备对手机进行消息交互
3.手机对手机进行消息交互
 
这个项目主要针对上面的1、2种情况，第三种就不做讨论了，两个人都有手机了还用这个干什么，下面我会对软件段进行设备参数修改进行说明。
 
首先要了解一个名词：DKey -> DeviceKey 设备的唯一密钥，每个账户都拥有一个DKey，当对设备进行初始化时DKey是必填项，若设备无此参数，则无法访问服务器。DKey是唯一的，请确保只有自己知晓DKey。DKey可以被重置，当你重置DKey后旧的DKey会被删除，服务器会重新生成新的DKey并返回，而旧DKey的参数会被保留下来，如快捷回复列表、附加网络配置等。
 
快捷回复列表：上面说明过设备的结构，它只有三个按钮进行操控以完成上翻、下翻、确定等逻辑功能，就目前而言，设备无法进行拼音输入等功能，即使实现也会变得很麻烦，所以我采用的是预填充内容方案，通过软件将想要回复的消息内容上传至服务器，设备再访问服务器同步该回复消息的数据列表以作为回复项，硬限制：每条最多50字，最多200条。
 
附加网络配置：整个硬件设备的构建以来的就是它的可以进行WIFI通信，这就会产生一个弊端，倘若我换了一个环境，由于设备性质又无法手动更换网络，那么该怎么办，解决这个问题的就是附加网络配置功能，通过软件将固定的地点的WIFI账号密码进行服务器上传，再让设备访问服务器进行保存，设备开机后会搜寻附近中是否存在已保存的WIFI数据，若存在则自动连接。
 
 
7.好友管理：我分三个状态进行说明
 
A.发出好友申请，作为申请人可以使用添加好友功能，通过对方的邮箱向对方发出好友申请，此时处于等待对方同意或拒绝状态，申请人状态如下图所示，您可在此时取消该申请：
 
 
B.等待被申请人同意或拒绝该好友申请：作为被申请人接收到来自其他用户的申请，界面如下所示，在此时可以可以选择同意或拒绝该用户的好友申请，若同意则成为好友，显示在好友列表中，拒绝则显示如C所示：
 
 
C.作为申请者的好友申请被拒绝，则显示如下界面，此时可点击了解，则该Item被删除：
 
 
8.与好友的信息交互：在与其他用户成为好友后，软件会将好友显示在消息列表中，如下图所示：
 
 
马赛克掉的是邮箱号，右侧的是在线状态，此时显示暂无消息，说明好友没有新的消息传来，对于好友的消息新旧的状态判断请自行查看代码。
 
点击View进入与该好友的消息界面，以app 1.0V 为例，界面组成如下：
 
 
 
 
搭建服务器端（QuickChat Server）: 
 
客户端的数据都要经由服务器进行保存、处理、下发，在文章末尾我会提供一个公共的服务器地址以供进行可通性测试，但受限于经济、安全、维护等原因，我不保证该服务器能够长久有效开放，因此建议您搭建自己的服务器。在这里我以华为云为例进行搭建，您也可以选择其他的云服务器厂商，比如阿里、腾讯，它们都有免费体验服务器一个月之类的活动，这里选择华为云是因为其它的都被我白嫖完了。
 
1.购买服务器: https://activity.huaweicloud.com/free_test/index.html
下翻页面可以看到有不同规格的服务器，这里选择最低配的1核1G就够用了，不过既然是免费的也可选择更高配。
 
 
点击0元试用按钮进行购买，在购买页面中需要注意的是镜像，请按下图进行配置：
其他配置项默认即可。
 
 
2.点击右上角控制台: 购买服务器成功后点击右上角的控制台
 
 
3.在左侧的总览菜单中找到弹性云服务器ECS并点击:
 
 
4.此时应该能看到我们刚才新创建的服务器实例，根据华为云的规定，新创建实例需要重置密码，点击右侧更多->重置密码（不要忘记勾选自动重启）：
 
 
5.点击远程登录，此时会弹出一个界面用于选择登陆方式，这里我们选择第一种 "CloudShell登录":
 
 
6：点击连接按钮登录CloudShell，跳转至如下所示界面:
 
 
7.安装宝塔面板，点击蓝字跳转至宝塔官网
 
找到下图中界面并点击右侧复制:
 
 
等待一段时间后弹出 Do you want to install Bt-Panel to the /www directory now?(y/n):

这里选择y并回车，若后续还有询问项，同样输入y并回车.
 
 
8.等待宝塔安装，当出现如下数据，则安装完成：
 
妥善保存如下信息，我们后续的操作都在宝塔面板上进行。
 
 
9.对外网面板地址进行访问，此时大概率是无法访问的，查看上图的黄字，无法访问的原因就是服务器没有开放该端口，在此示例中是23829，请以实际为准，我们需要在安全组中开放该端口，操作如下:
 
首先打开实例的详细界面：
 
 
再说一下，在您实际操作时该端口不一定是我示例中的23829，具体要看步骤8的图片中数据。
开放端口后再次访问外网面板地址，正常会出现如下界面,密码账号请参照步骤8中的username,password:
 

 
10.安装服务器所需依赖程序，请按照图片内版本下载:
 
 
所有软件均选择极速安装
 
 
11.当所有软件安装完成,点击Python项目管理器右侧的设置:
 
 
点击左侧的版本管理，安装python3.7.9:
 
 
12.创建数据库: 点击宝塔左侧的数据库，再点击添加数据库，数据库参数如下所示，用户名和密码可进行自定义，其他请与图保持一致：
 
 
点击提交后数据库创建完成，再次点击该数据库右侧的管理按钮进入phpMyAdmin导入模板数据库：
用户名、密码与数据库对应：
 
 
 
 
 
 
创建站点，点击宝塔右侧网站按钮，再点击添加站点: 请注意箭头所指的IP需要改成自己服务器的外网ip，域名一行是ip+端口，请在安全组中放行8000端口。
 
此时站点中应该有你新建的网站：
 
 
以我的为例，访问http://139.9.90.194:8000可看到如下所示，则站点创建成功，若无法访问请检查端口是否放行，创建站点时参数是否填写错误:
 
 
点击网站右侧的配置修改配置文件，将下面的代码复制到指定位置并保存：
PS:这里本应该有图片告诉你代码复制到哪个位置，但死活不显示 我已经没办法了。。。。
用文字说明：将下面代码复制到配置文件的第五行 root的下一行。
 
location / {       include uwsgi_params;       uwsgi_pass 0.0.0.0:8000;  #端口要和uwsgi里配置的一样       uwsgi_param UWSGI_SCRIPT DJ_QuickChatServer.wsgi;  #wsgi.py所在的目录名+.wsgi       uwsgi_param UWSGI_CHDIR /www/wwwroot/quickchatserver; #项目路径    }      location /static/ {      alias /www/wwwroot/quickchatserverstatic/; #静态资源路径      }
进入站点根目录，将根目录所有文件删除:点击上传，将DJ_QuickChatServer.zip上传至根目录后右键进行解压，解压后如图所示：
进入如下图所示目录，找到settings.py，在约80行的位置修改参数为你的数据库参数:
 
 
邮箱管理者：我们接收的验证码和消息提醒都是通过这个邮箱管理者实现的，它负责服务器中所有邮件的收发，在搭建服务器后，您必须修改服务器中的EmailSender.py文件中的全局参数，如下所示：
 
 
可以看到其实质就是依托于第三方邮箱的smtp服务，因此你需要申请到一个邮箱并开启smtp，请参考https://blog.csdn.net/liuyuinsdu/article/details/113878840
 
 
 
等待很长时间后安装完成：1.点击模块手动安装Django:2.安装完成后点击运行中停止项目，如上图绿色箭头所示。3.点击配置适当增大进程线程：参考博客：uwsgi开多少进程才能最大使用服务器我的配置如下：4.重新启动项目
 
到此服务器端的配置全部完成，请参考上方的软件说明，在软件端进行服务器配置后尝试登录，能够收到验证码证明服务器端正常运行。
公共测试服务器：已过期项目资源 https://www.aliyundrive.com/s/U5wzHk67JQX在不使用设备时请关闭电源，避免电池过放。