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ESP32S3 TCP直接通信实战指南

news 来源：原创 2025/6/12 15:25:14

文章总结（帮你们节约时间）

详细解析了TCP协议及其在物联网中的重要性。
讲解了TCP通信的三次握手和四次挥手流程。
提供了完整的ESP32S3 TCP服务器和客户端代码实现。
分析了代码的工作原理和TCP通信的健壮性。
探讨了ESP32S3 TCP通信的扩展应用场景。

你是否曾想让两个ESP32S3开发板像多年好友一样无障碍地聊天？没错，我们今天就要实现这个看似简单却又充满挑战的任务 - 让两块ESP32S3通过TCP协议互相通信！这就像是教两个陌生人如何用同一种语言流畅对话，听起来容易，做起来可有点门道！

TCP协议：互联网世界的"忠诚管家"

想象一下，如果互联网是一个巨大的派对会场，那么TCP协议就是那个确保每位客人都能收到饮料的细心管家。它不仅会送出饮料，还会确认客人是否真的接收到了，如果没有？它会不厌其烦地重新送一次！这就是TCP（传输控制协议）的魅力所在。

TCP协议为什么如此重要？它提供了可靠的、有序的、经过错误检查的数据传输。在物联网设备通信中，你能容忍数据丢失或乱序吗？当然不能！当你的智能家居系统向你的咖啡机发送"煮咖啡"指令时，你绝对不希望它变成了"加热水"或者干脆指令丢失。

TCP通信流程：一场精心编排的"握手舞会"

TCP通信过程就像是一场精心编排的舞会，主要包括三个阶段：

三次握手 - 建立连接阶段
“嘿，我能和你聊天吗？” - 客户端发送SYN
“当然可以，我已准备好了！” - 服务器回应SYN+ACK
“太好了，我开始说话了！” - 客户端发送ACK
数据传输 - 通信的核心阶段
双方开始真正的数据交换，每个数据包都会被确认接收。
四次挥手 - 结束连接阶段
“我说完了！” - 一方发起FIN
“我知道了！” - 另一方回应ACK
“我也说完了！” - 另一方发起FIN
“再见！” - 第一方回应ACK

这看起来复杂吗？实际上，Arduino库已经为我们处理了这些细节，我们只需要专注于更高层次的编程即可。

实战：让两个ESP32S3互相"对话"

好了，理论知识已经足够，是时候动手实践了！我们将创建一个TCP服务器和一个TCP客户端，让它们互相通信。

准备工作

两块ESP32S3开发板
Arduino IDE
安装ESP32库（如果还没有的话）
WiFi网络（两块板子将通过WiFi进行TCP通信）

第一部分：TCP服务器代码

#include <WiFi.h>

const char* ssid = "你的WiFi名称";
const char* password = "你的WiFi密码";

WiFiServer server(8080);  // 创建TCP服务器，监听8080端口
WiFiClient client;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(1000);
  
  Serial.println("\n正在连接到WiFi网络...");
  WiFi.begin(ssid, password);
  
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  
  Serial.println("\nWiFi连接成功！");
  Serial.print("IP地址: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());  // 记下这个IP地址，客户端将连接到这里
  
  server.begin();
  Serial.println("TCP服务器已启动，等待客户端连接...");
}

void loop() {
  // 检查是否有新客户端连接
  if (!client || !client.connected()) {
    client = server.available();
    if (client) {
      Serial.println("新客户端已连接！");
    }
  }
  
  // 如果有客户端连接且有数据可读
  if (client && client.connected() && client.available()) {
    String message = client.readStringUntil('\n');
    Serial.print("收到消息: ");
    Serial.println(message);
    
    // 回复客户端
    String reply = "服务器已收到消息: " + message;
    client.println(reply);
    Serial.println("已回复客户端");
  }
  
  // 从串口读取数据并发送给客户端
  if (client && client.connected() && Serial.available()) {
    String message = Serial.readStringUntil('\n');
    client.println(message);
    Serial.println("发送消息: " + message);
  }
  
  delay(10);  // 短暂延时以防止CPU过载
}

第二部分：TCP客户端代码

#include <WiFi.h>

const char* ssid = "你的WiFi名称";
const char* password = "你的WiFi密码";

const char* serverIP = "192.168.1.100";  // 更改为服务器ESP32S3的IP地址
const int serverPort = 8080;

WiFiClient client;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(1000);
  
  Serial.println("\n正在连接到WiFi网络...");
  WiFi.begin(ssid, password);
  
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  
  Serial.println("\nWiFi连接成功！");
  Serial.print("IP地址: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  
  Serial.print("正在连接到TCP服务器...");
  
  while (!client.connect(serverIP, serverPort)) {
    Serial.print(".");
    delay(1000);
  }
  
  Serial.println("\n已连接到服务器！");
  client.println("你好，服务器！我是客户端！");
}

void loop() {
  // 检查是否连接到服务器
  if (!client.connected()) {
    Serial.println("与服务器的连接已断开，正在重新连接...");
    if (client.connect(serverIP, serverPort)) {
      Serial.println("重新连接成功！");
    } else {
      Serial.println("重新连接失败，1秒后重试...");
      delay(1000);
      return;
    }
  }
  
  // 如果服务器有数据发送过来
  if (client.available()) {
    String message = client.readStringUntil('\n');
    Serial.print("收到服务器消息: ");
    Serial.println(message);
  }
  
  // 从串口读取数据并发送给服务器
  if (Serial.available()) {
    String message = Serial.readStringUntil('\n');
    client.println(message);
    Serial.println("发送消息: " + message);
  }
  
  delay(10);  // 短暂延时以防止CPU过载
}