Android学习制作app（ESP8266-01S连接-简单制作）

一、理论

部分理论见arduino学习-CSDN博客和Android Studio安装配置_android studio gradle 配置-CSDN博客

以下直接上代码和效果视频，esp01S的收发硬件代码目前没有分享，但是可以通过另一个手机网络调试助手进行模拟。也可以直接根据我的代码进行改动自行使用，代码中已经对模块进行了详细注释。本人不是java开发专业人士，也是通过ai完成的。

使用以下文件需要完成AndroidStdio的安装和SDK，SDK插件、gradle的配置，详细可以见之前的文章。

1、主xml文件制作界面

通过linearlayout布局，制作简单的界面，app头部为标题，中间为按钮和text显示。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!-- CYA开发，SmartOrderDishes内容，VX：18712214828 -->
<LinearLayoutxmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"android:id="@+id/main"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:orientation="vertical"tools:context=".MainActivity">
<!--    头部--><LinearLayoutandroid:layout_width="match_parent"android:layout_weight="1"android:layout_height="match_parent"android:gravity="top"android:orientation="horizontal"><TextViewandroid:layout_width="match_parent"android:layout_height="100dp"android:text="SmartOrderDishes"android:background="#609E9245"android:gravity="center|left"android:paddingLeft="30dp"android:textSize="20sp"android:textStyle="bold"android:letterSpacing="0.2"android:drawableStart="@mipmap/ic_launcher"/></LinearLayout>
<!--    显示模块--><LinearLayoutandroid:layout_width="match_parent"android:layout_weight="0.5"android:layout_height="match_parent"android:gravity="center"android:orientation="vertical"><LinearLayoutandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"><TextViewandroid:layout_width="400dp"android:layout_height="match_parent"android:text="在连接ESP-01S WIFI后，等待LCD1602显示CanConnectServer。点击连接按钮，连接服务器"android:textSize="20dp"android:gravity="left"/></LinearLayout><LinearLayoutandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"></LinearLayout><LinearLayoutandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"></LinearLayout><LinearLayoutandroid:layout_width="match_parent"android:layout_height="wrap_content"android:gravity="center"><Buttonandroid:onClick="Connect"android:layout_width="120dp"android:layout_height="60dp"android:layout_marginLeft="10dp"android:text="连接"/><Buttonandroid:onClick="OffConnect"android:layout_width="120dp"android:layout_height="60dp"android:layout_marginLeft="10dp"android:text="断开连接"/></LinearLayout><LinearLayoutandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:paddingTop="50dp"><TextViewandroid:id="@+id/Show_Text"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="50dp"android:textSize="20sp"android:text="Wait Checking out!"android:gravity="center"/></LinearLayout></LinearLayout><LinearLayoutandroid:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:layout_weight="1"android:gravity="center"android:orientation="horizontal"></LinearLayout>
</LinearLayout>

 2、主xml对应的java文件

此文件中，对socket连接和收发线程进行了使用，并且有两个按钮点击事件，和接收到服务器数据的弹窗和弹窗按钮点击事件。

package com.example.smartorderdishes;
/*
CYA开发，VX:18712214828
自动点餐系统安卓app:
1、主线程进行点击时间和线程侦听
2、手机连接ESP-01S的WIFI后点击连接即可连接ESP服务器。（通过8080端口和192.168.4.1默认服务器ip）
3、接收到数据后进行弹窗显示需要结算的桌面，和总金额。
4、弹窗中点击确定即可结算。ESP会受到数据包。*/
import android.annotation.SuppressLint;
import android.app.AlertDialog;
import android.content.DialogInterface;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.TextView;
import android.widget.Toast;
import androidx.activity.EdgeToEdge;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import androidx.core.graphics.Insets;
import androidx.core.view.ViewCompat;
import androidx.core.view.WindowInsetsCompat;public class MainActivity extends AppCompatActivity {private static final String TAG = "MainActivity";//主java文件TAGprivate SocketClient socketClient;//socket自定义库文件变量private TextView textView;//TextView标签变量@SuppressLint("MissingInflatedId")@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {//主java文件函数，只会运行一次super.onCreate(savedInstanceState);EdgeToEdge.enable(this);setContentView(R.layout.activity_main);ViewCompat.setOnApplyWindowInsetsListener(findViewById(R.id.main), (v, insets) -> {Insets systemBars = insets.getInsets(WindowInsetsCompat.Type.systemBars());v.setPadding(systemBars.left, systemBars.top, systemBars.right, systemBars.bottom);return insets;});socketClient = new SocketClient(this);//变量对象初始化textView = findViewById(R.id.Show_Text);//获取标签id// 设置数据接收回调// 连接成功后启动持续监听socketClient.setDataReceivedCallback(new SocketClient.DataReceivedCallback() {@Overridepublic void onDataReceived(String data) {runOnUiThread(() -> {byte[]  DataPacket = socketClient.hexStringToByteArray(data);int deskNum = ((DataPacket[1]&0xF0)/16)+1;int priceCount = (DataPacket[1]*256+DataPacket[2])&0x0FFF;showDialog(data);});}});}// 连接按钮点击事件public void Connect(View view) {// 连接到服务器（内部会自动启动接收循环）socketClient.connectToServer();}//断开连接按钮点击事件public void OffConnect(View view) {// 关闭连接socketClient.closeConnection();}// 显示弹窗private void showDialog(String data) {AlertDialog.Builder builder = new AlertDialog.Builder(this);//新建弹窗对象byte[]  DataPacket = socketClient.hexStringToByteArray(data);//传入的数据转化为字节数组int deskNum = ((DataPacket[1]&0xF0)/16)+1;//桌号获取int priceCount = (DataPacket[1]*256+DataPacket[2])&0x0FFF;//总金额获取builder.setTitle("桌号"+deskNum+"，结算请求：");//弹窗标题builder.setMessage("共计总金额$" + priceCount+"是否结算!");//弹窗信息// 确定按钮builder.setPositiveButton("确认结算", new DialogInterface.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(DialogInterface dialog, int which) {//确认按钮点击事件Toast.makeText(MainActivity.this, "You clicked OK", Toast.LENGTH_SHORT).show();//发送十六进制数据String hexData = "EBAAFF90"; //发送结算成功数据包socketClient.sendHexData(hexData);textView.setText("桌号:" + deskNum+"结算，总金额$"+priceCount+"\n");//显示/*textView.setText("桌号:" + deskNum+"结算，总金额$"+priceCount+"\n"+"Data:"+data);*/}});// 取消按钮builder.setNegativeButton("取消结算", new DialogInterface.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(DialogInterface dialog, int which) {Toast.makeText(MainActivity.this, "You clicked Cancel", Toast.LENGTH_SHORT).show();}});// 显示弹窗AlertDialog dialog = builder.create();dialog.show();}}

 3、socket连接服务器、侦听数据包和发送数据包线程，Java文件

package com.example.smartorderdishes;import android.content.Context;
import android.util.Log;
import android.widget.Toast;import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.SocketTimeoutException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;public class SocketClient {private static final String SERVER_IP = "192.168.4.1";//连接的指定IPprivate static final int SERVER_PORT = 8080;//连接服务器的指定端口private static final int CONNECTION_TIMEOUT = 5000;//连接超时时间 msprivate static final int READ_TIMEOUT = 5000; // 新增读取超时时间 msprivate Socket socket;//socket变量private BufferedOutputStream out;//输出缓冲区变量private BufferedInputStream in;//输入缓冲区变量private Context context;//private ExecutorService executorService;//单线程 用于连接服务器private ExecutorService receiverExecutor; // 独立线程池用于接收数据public SocketClient(Context context) {this.context = context;executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();//单线程的执行器服务（Executor Service），用于管理和调度任务的执行receiverExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor(); // 独立线程池 线程用于接收数据}// 连接服务器（修改后的代码）public void connectToServer() {executorService.execute(() -> {//线程提交不需要返回结果的任务try {//异常抛出socket = new Socket();//socket对象socket.connect(new InetSocketAddress(SERVER_IP, SERVER_PORT), CONNECTION_TIMEOUT);//socket连接，指定地址、端口和超时时间socket.setSoTimeout(READ_TIMEOUT); // 设置读取超时out = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());//发送缓冲区对象in = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());//接收缓冲区对象runOnUiThread(() -> {//runOnUiThread() 是 Activity 类中的一个方法 ，用于在主线程执行代码Toast.makeText(context, "Connected to server", Toast.LENGTH_SHORT).show();Log.d("SocketClient", "Connected to server");});// 连接成功后启动接收循环startReceivingData();} catch (IOException e) {runOnUiThread(() -> {Toast.makeText(context, "Failed to connect: " + e.getMessage(), Toast.LENGTH_SHORT).show();Log.e("SocketClient", "Connection error: " + e.getMessage());});}});}// 发送十六进制数据public void sendHexData(String hexData) {executorService.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {if (out != null && socket != null && !socket.isClosed()) {try {// 将十六进制字符串转换为字节数组byte[] data = hexStringToByteArray(hexData);out.write(data);//发送字节数组out.flush();//发送完毕后，关闭发送Log.d("SocketClient", "Sent (Hex): " + hexData);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();runOnUiThread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {Toast.makeText(context, "Failed to send data: " + e.getMessage(), Toast.LENGTH_SHORT).show();}});}} else {runOnUiThread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {Toast.makeText(context, "Not connected to server", Toast.LENGTH_SHORT).show();}});}}});}// 接收数据包（0xEB 0xXX 0xXX 0x90）// 启动接收循环private void startReceivingData() {receiverExecutor.execute(() -> {//通过单线程执行器，所有提交的任务都会按顺序在一个单独的线程中执行。Log.d("SocketClient", "Starting receive loop");try {while (!Thread.currentThread().isInterrupted()//用于检查当前线程是否已被中断的方法&& socket != null//检查 Socket 对象是否已经被初始化且不为 null。这个检查通常用于确保在尝试使用 Socket 进行网络通信之前，它已经被正确创建和配置。&& !socket.isClosed()//检查 Socket 对象是否被关闭&& in != null) {//确保输入流（InputStream）对象已经被正确初始化且不为 null，避免潜在的 NullPointerExceptionbyte[] buffer = new byte[1024];//存储获取的数据int bytesRead;//存储获取的数据长度try {bytesRead = in.read(buffer); // 阻塞读取（但设置了超时），返回数组长度if (bytesRead == -1) {//未读取到数据Log.d("SocketClient", "Connection closed by server");break;}String hexResponse = byteArrayToHexString(buffer, bytesRead);//转字节数组换为字符串Log.d("SocketClient", "Received (Hex): " + hexResponse);if (isValidDataPacket(buffer, bytesRead)) {//判断是否符合数据包格式Log.d("SocketClient", "Valid packet received");// 触发回调if (dataReceivedCallback != null) {//回调接口变量是否为空dataReceivedCallback.onDataReceived(hexResponse);//回调不为空则运行回调函数，回调接收到的hex字符串}}} catch (SocketTimeoutException e) {Log.d("SocketClient", "Read timeout, retrying...");continue;} catch (IOException e) {Log.e("SocketClient", "Read error: " + e.getMessage());break;}}} finally {Log.d("SocketClient", "Exiting receive loop");}});}// 检查数据包是否符合 0xEB 0xXX 0xXX 0x90 格式private boolean isValidDataPacket(byte[] data, int length) {if (length < 4) {Log.d("SocketClient", "Invalid packet: length < 4");return false;}boolean isValid = (data[0] == (byte) 0xEB) && (data[3] == (byte) 0x90);Log.d("SocketClient", "Data validity: " + isValid);return isValid;}// 关闭连接public void closeConnection() {executorService.execute(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {if (out != null) out.close();if (in != null) in.close();if (socket != null) socket.close();//关闭socket连接Log.d("SocketClient", "Connection closed");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}});}// 回调接口，用于接收数据/*onDataReceived 是一个常见的回调方法名称，通常用于在数据接收到时通知监听器或处理数据。这个方法一般定义在一个接口中，并由实现该接口的类提供具体的数据处理逻辑。*/public interface DataReceivedCallback {void onDataReceived(String data);}// 设置回调接口private DataReceivedCallback dataReceivedCallback;//回调接口变量,回调接口为自定义，在上面已定义public void setDataReceivedCallback(DataReceivedCallback callback) {this.dataReceivedCallback = callback;}// 在主线程中运行代码private void runOnUiThread(Runnable action) {new android.os.Handler(context.getMainLooper()).post(action);}// 将十六进制字符串转换为字节数组public byte[] hexStringToByteArray(String hex) {int len = hex.length();byte[] data = new byte[len / 2];for (int i = 0; i < len; i += 2) {data[i / 2] = (byte) ((Character.digit(hex.charAt(i), 16) << 4)+ Character.digit(hex.charAt(i + 1), 16));}return data;}// 将字节数组转换为十六进制字符串private String byteArrayToHexString(byte[] bytes, int length) {StringBuilder hex = new StringBuilder();for (int i = 0; i < length; i++) {hex.append(String.format("%02X", bytes[i]));}return hex.toString();}}

 

 4、app获取网络权限文件，以及启动文件配置文件

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"><!-- 配置网络权限 --><!-- 互联网访问 --><uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" /> <!-- 访问网络状态 --><uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" /> <!-- 访问wifi状态 --><uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE" /><!-- 访问WiFi网络的信息 --><uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE" /><!-- 允许改变WiFi连接状态（如果需要的话） --><uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_STATE" /><!-- 从Android 6.0（API level 23）开始，获取WiFi信息也需要位置权限 --><uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" /><!-- 或者使用粗略的位置权限 --><uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION" /><applicationandroid:allowBackup="true"android:dataExtractionRules="@xml/data_extraction_rules"android:fullBackupContent="@xml/backup_rules"android:icon="@mipmap/ic_launcher"android:label="@string/app_name"android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"android:supportsRtl="true"android:theme="@style/Theme.SmartOrderDishes"tools:targetApi="31"><!-- 配置Activity可启动输出权限 --><activityandroid:name=".MainActivity"android:exported="true"><intent-filter><action android:name="android.intent.action.MAIN" /><category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" /></intent-filter></activity></application></manifest>

二、效果

说明：

1、esp8266-01S开启AP模式的多连接的Station模式。设定端口为8080，默认ip应该是192.168.4.1，网络SSID（名称）为ESP-01S。这些里面目前是固定的，配置即ESP8266作为热点和服务器，手机连接ESP8266的WIFI，然后作为客户端手机连接到ESP8266的服务器，进行通信

2、手机连接ESP8266的wifi后。等待配置完毕，然后进行服务器连接，连接完成手机会有信息提醒。

3、连接完成后，esp8266给手机发送0xEB 0xXX 0xXX 0x90的数据包DATA[4](下标从0开始)，其中DATA[1]的高4bit作为桌位，低12bit为总金额。

4、接收到数据后手机app进行弹窗，点击确定后手机app界面text改变。并且向ESP8266发送EBAAFF90(HEX)数据作为结账完成的标志数据包。

效果视频

 

代码详解 

 

 

 

其他代码问题（个人理解）：

首先执行主线程mainactivity.java内容，创建UI和监听按钮动作。在onCreate创建的生命周期

（只执行一次，设置了数据接收回调的动作内容）。在socketclient.java中定义了回调函数，数据发送函数，数据接收函数，数据处理函数，类对象线程池创建等。

当mainactivity.java点击连接按钮时，触发Connect方法，进行服务器连接，在socketclient.java中的连接方法connectToServer启动了receiverExecutor线程。

receiverExecutor线程有while，会在while内持续运行，当

这些情况，线程才会结束，即意外断开服务器连接或者手动断开连接，线程才会退出，如果 in.read(buffer) 没有数据可读，线程会阻塞（挂起），直到有数据到达或超时。在接收到正确的数据包时，会触发回调，会在receiverExecutor运行mainactivity内的程序（想在主线程运行内容需要使用runOnUiThread()）。

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看一下AI的回答：