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ESP32开发入门(九)：HTTP服务器开发实践

news 来源：原创 2025/7/16 10:11:29

一、HTTP服务器基础

1.1 什么是HTTP服务器？

HTTP服务器是能够处理HTTP请求并返回响应的网络服务程序。在物联网应用中，ESP32可以作为轻量级HTTP服务器，直接接收来自客户端(如浏览器、手机APP)的请求。

1.2 ESP32作为HTTP服务器的特点

轻量级：适合资源有限的嵌入式设备
低功耗：可作为电池供电设备的控制接口
本地网络服务：无需云端即可提供Web服务
实时交互：直接控制硬件设备
配置简单：无需复杂网络配置

1.3 典型应用场景

设备控制面板：通过网页控制LED、继电器等
传感器数据展示：实时显示温湿度等数据
设备配置界面：WiFi配置、参数设置
OTA升级服务：本地固件更新
局域网IoT中心：聚合多个设备数据

二、ESP32-S3 HTTP服务器实现 (FreeRTOS + Arduino框架)

#include <WiFi.h>
#include <WebServer.h>
#include <ArduinoJson.h>
#include <freertos/FreeRTOS.h>
#include <freertos/task.h>

// WiFi配置
const char* ssid = "Your_WiFi_SSID";
const char* password = "Your_WiFi_Password";

// 创建WebServer实例，监听80端口
WebServer server(80);

// FreeRTOS任务句柄
TaskHandle_t webServerTaskHandle = NULL;

// 传感器数据示例
float temperature = 25.0;
float humidity = 60.0;

// 处理根路径请求
void handleRoot() {String html = "<!DOCTYPE html><html><head>";html += "<title>ESP32 Web Server</title>";html += "<meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1\">";html += "<style>body{font-family:Arial;text-align:center;margin-top:50px;}";html += ".card{display:inline-block;width:150px;border-radius:10px;";html += "box-shadow:0 4px 8px 0 rgba(0,0,0,0.2);padding:20px;margin:10px;}";html += ".button{padding:10px 20px;background-color:#4CAF50;color:white;";html += "border:none;border-radius:5px;text-decoration:none;}</style></head>";html += "<body><h1>ESP32 Web Server</h1>";// 显示传感器数据html += "<div class=\"card\"><h3>Temperature</h3><p>" + String(temperature) + " °C</p></div>";html += "<div class=\"card\"><h3>Humidity</h3><p>" + String(humidity) + " %</p></div>";// 控制按钮html += "<div style=\"margin-top:30px;\">";html += "<a href=\"/led_on\" class=\"button\">LED ON</a> ";html += "<a href=\"/led_off\" class=\"button\">LED OFF</a>";html += "</div></body></html>";server.send(200, "text/html", html);
}

// 处理LED控制请求
void handleLEDOn() {digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);server.send(200, "text/plain", "LED is ON");
}

void handleLEDOff() {digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);server.send(200, "text/plain", "LED is OFF");
}

// 处理API数据请求
void handleAPI() {StaticJsonDocument<200> jsonDoc;jsonDoc["device"] = "ESP32-S3";jsonDoc["temperature"] = temperature;jsonDoc["humidity"] = humidity;jsonDoc["uptime"] = millis() / 1000;String response;serializeJson(jsonDoc, response);server.send(200, "application/json", response);
}

// 处理未找到的路径
void handleNotFound() {String message = "File Not Found\n\n";message += "URI: ";message += server.uri();message += "\nMethod: ";message += (server.method() == HTTP_GET) ? "GET" : "POST";message += "\nArguments: ";message += server.args();message += "\n";for (uint8_t i = 0; i < server.args(); i++) {message += " " + server.argName(i) + ": " + server.arg(i) + "\n";}server.send(404, "text/plain", message);
}

// Web服务器任务
void webServerTask(void *pvParameters) {while (1) {server.handleClient();vTaskDelay(10 / portTICK_PERIOD_MS);}
}

void setup() {Serial.begin(115200);pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);// 连接WiFiWiFi.begin(ssid, password);while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {delay(500);Serial.print(".");}Serial.println("");Serial.println("WiFi connected");Serial.print("IP address: ");Serial.println(WiFi.localIP());// 配置路由server.on("/", handleRoot);server.on("/led_on", handleLEDOn);server.on("/led_off", handleLEDOff);server.on("/api", handleAPI);server.onNotFound(handleNotFound);// 启动Web服务器server.begin();Serial.println("HTTP server started");// 创建Web服务器任务xTaskCreatePinnedToCore(webServerTask,      // 任务函数"WebServer Task",   // 任务名称8192,               // 堆栈大小NULL,               // 参数1,                  // 优先级&webServerTaskHandle, // 任务句柄1                   // 运行在核心1上);
}

void loop() {// 模拟更新传感器数据temperature = 25.0 + (millis() % 200) * 0.1;humidity = 60.0 + (millis() % 150) * 0.1;vTaskDelay(10000 / portTICK_PERIOD_MS); // 每10秒更新一次
}

2.1 代码说明

WebServer初始化：
- 使用WebServer类创建服务器实例
- 默认监听80端口(HTTP标准端口)
路由处理：
- server.on()注册路径处理函数
- 支持静态页面和API接口
- 处理GET/POST请求
HTML生成：
- 动态生成响应页面
- 包含CSS内联样式
- 响应式设计适配移动设备
JSON API：
- 使用ArduinoJson库生成JSON数据
- 返回设备状态和传感器数据
多任务处理：
- 使用FreeRTOS单独处理Web请求
- 避免阻塞主循环

2.2 使用说明

修改WiFi配置(ssid和password)
根据需求添加更多路由处理
集成实际传感器读取代码
如需HTTPS支持需额外配置

2.3 所需库

WiFi.h (Arduino ESP32核心自带)
WebServer.h (Arduino ESP32核心自带)
ArduinoJson.h (需单独安装)

三、功能验证与测试

3.1 基础功能测试

上传代码后，查看串口输出的IP地址
在浏览器中输入http://[ESP32-IP]
应显示包含传感器数据和控制按钮的页面
点击LED控制按钮测试功能
访问http://[ESP32-IP]/api测试JSON API

3.2 高级测试场景

3.2.1 使用cURL测试API

# 获取设备信息
curl http://[ESP32-IP]/api

# 控制LED
curl http://[ESP32-IP]/led_on
curl http://[ESP32-IP]/led_off

3.2.2 POST请求测试

添加表单处理路由：

void handleForm() {if (server.method() != HTTP_POST) {server.send(405, "text/plain", "Method Not Allowed");return;}String message = "Received:\n";for (uint8_t i = 0; i < server.args(); i++) {message += server.argName(i) + ": " + server.arg(i) + "\n";}server.send(200, "text/plain", message);
}

// 在setup()中添加
server.on("/submit", HTTP_POST, handleForm);

测试命令：

curl -X POST -d "name=ESP32&value=100" http://[ESP32-IP]/submit

四、实际项目应用

4.1 智能家居控制面板

// 控制多个设备的HTML页面
void handleControlPanel() {String html = "<html><body><h1>Home Control</h1>";html += "<form action='/control' method='post'>";html += "Light: <input type='radio' name='light' value='1'>ON ";html += "<input type='radio' name='light' value='0' checked>OFF<br>";html += "Fan Speed: <input type='range' name='fan' min='0' max='3'><br>";html += "<input type='submit' value='Apply'>";html += "</form></body></html>";server.send(200, "text/html", html);
}

// 处理控制请求
void handleControl() {if (server.hasArg("light")) {int lightState = server.arg("light").toInt();digitalWrite(LIGHT_PIN, lightState);}if (server.hasArg("fan")) {int fanSpeed = server.arg("fan").toInt();analogWrite(FAN_PIN, fanSpeed * 85);}server.send(200, "text/plain", "Settings applied");
}

4.2 OTA升级服务

#include <Update.h>

void handleOTAUpdate() {server.sendHeader("Connection", "close");server.send(200, "text/html", "<form method='POST' action='/do_update' enctype='multipart/form-data'>""<input type='file' name='update'>""<input type='submit' value='Update'>""</form>");
}

void handleDoUpdate() {HTTPUpload& upload = server.upload();if (upload.status == UPLOAD_FILE_START) {Serial.printf("Update: %s\n", upload.filename.c_str());if (!Update.begin(UPDATE_SIZE_UNKNOWN)) {Update.printError(Serial);}} else if (upload.status == UPLOAD_FILE_WRITE) {if (Update.write(upload.buf, upload.currentSize) != upload.currentSize) {Update.printError(Serial);}} else if (upload.status == UPLOAD_FILE_END) {if (Update.end(true)) {Serial.printf("Update Success: %u\nRebooting...\n", upload.totalSize);server.sendHeader("Location", "/");server.send(303);} else {Update.printError(Serial);}}
}

// 在setup()中添加
server.on("/update", handleOTAUpdate);
server.on("/do_update", HTTP_POST, []() {server.send(200, "text/plain", (Update.hasError()) ? "FAIL" : "OK");ESP.restart();
}, handleDoUpdate);

五、性能优化与安全

5.1 性能优化技巧

使用SPIFFS存储静态文件

#include <SPIFFS.h>

void setup() {if(!SPIFFS.begin(true)){Serial.println("SPIFFS Mount Failed");return;}server.serveStatic("/", SPIFFS, "/index.html");
}

启用Gzip压缩

server.enableCORS(true);
server.enableGzip();

连接复用
```
server.setReusePort(true);
```

5.2 安全增强措施

基本认证

server.requireAuthentication("admin", "password");

HTTPS支持

#include <HTTPSServer.hpp>
using namespace httpsserver;

// 需要加载证书和私钥
HTTPSServer secureServer = HTTPSServer(443);

请求限制

void handleRequest() {static unsigned long lastRequest = 0;if (millis() - lastRequest < 1000) {server.send(429, "text/plain", "Too Many Requests");return;}lastRequest = millis();// 正常处理
}

六、扩展功能

6.1 WebSocket实时通信

#include <WebSocketsServer.h>

WebSocketsServer webSocket = WebSocketsServer(81);

void webSocketEvent(uint8_t num, WStype_t type, uint8_t * payload, size_t length) {switch(type) {case WStype_DISCONNECTED:Serial.printf("[%u] Disconnected!\n", num);break;case WStype_CONNECTED:Serial.printf("[%u] Connected!\n", num);break;case WStype_TEXT:Serial.printf("[%u] Received: %s\n", num, payload);webSocket.broadcastTXT(payload, length);break;}
}

void setup() {webSocket.begin();webSocket.onEvent(webSocketEvent);
}

6.2 mDNS服务发现

#include <ESPmDNS.h>

void setup() {if (MDNS.begin("esp32")) {Serial.println("mDNS responder started");MDNS.addService("http", "tcp", 80);}
}

七、总结与扩展学习

7.1 学习路径

进阶Web开发
- 学习使用SPIFFS文件系统
- 实现更复杂的前端界面
- 添加WebSocket实时通信
安全增强
- 实现HTTPS安全连接
- 添加用户认证系统
- 防止CSRF攻击
性能优化
- 学习异步Web服务器
- 实现缓存策略
- 优化内存使用

7.2 相关资源推荐

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ESP32官方WebServer示例
ArduinoJson文档
ESP32 HTTPS服务器指南

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是一种用于存放枪支弹药的智能化设备，主要应用于涉枪单位，以下将从其功能特点、系统组成、优势等维度展开介绍： 功能特点身份识别功能：采用多种生物识别技术，如指纹识别、指静脉识别、虹膜识别、人脸识别、声纹识别等…...

编程日记 2025/6/29 3:43:55

bootstrap table 添加跳转到指定页的功能(仅自己可见)

Table回调方法中，添加input和button至Table下方（Table页渲染结束后执行） （input用来输入页码，button执行跳转） function ajaxRequestExtends(data){$(".page-list").append("<input idp…...

编程日记 2025/6/29 3:57:27

rufus+Ubuntu 18.04 镜像

参考：https://blog.csdn.net/Li060703/article/details/106075597 Rufus 官网： https://rufus.ie/zh/ 步骤安装U盘做好后插在主板io的USB口上，启动阶段用F2或DEL打断进bios，bios里面指定从安装U盘来启动，里面的B…...

编程日记 2025/6/29 3:58:25

基于事件驱动和策略模式的差异化处理方案

一、支付成功后事件驱动 1、支付成功事件 /*** 支付成功事件** author ronshi* date 2025/5/12 14:40*/ Getter Setter public class PaymentSuccessEvent extends ApplicationEvent {private static final long serialVersionUID 1L;private ProductOrderDO productOrderDO;…...

编程日记 2025/6/29 1:36:29

【运维】MacOS蓝牙故障排查与修复指南

在日常使用macOS系统过程中，蓝牙连接问题时有发生。无论是无法连接设备、连接不稳定还是蓝牙功能完全失效，这些问题都会严重影响我们的工作效率。本文将分享一些实用的排查方法和修复技巧，帮助你解决macOS系统上的蓝牙故障。问题症状常见…...

编程日记 2025/6/29 4:18:00

linux小主机搭建自己的nas（三）docker安装nextcloud

小主机用的TF卡，不可能把nas的数据放在卡上，所以我买了个2T的移动硬盘 1.挂载移动硬盘查找硬盘 lsblk # 或 fdisk -l 创建挂载点 sudo mkdir -p alon_ssd 查看硬盘文件系统,文件系统类型一会儿设置挂载用 sudo blkid /dev/sda1 开机自动挂载&…...

编程日记 2025/6/29 8:50:43

Go语言：json 作用和语法

在 Go 语言中，JSON 字段（也称为 JSON Tag）是附加在结构体字段上的元数据，用于控制该字段在 JSON 编码（序列化）和解码（反序列化） 时的行为。它的语法是： type StructName…...

编程日记 2025/6/29 4:03:17

mageia系统详解

Mageia 是一个由社区驱动的 Linux 发行版，源自 Mandriva Linux（原 Mandrake Linux），以用户友好性和强大的系统工具著称。它继承了 Mandriva 的易用性传统，同时专注于稳定性和社区协作。以下从历史背景、技术架构、系统…...

编程日记 2025/6/29 3:19:02