今天我們來說說ESP32 的WiFi。

ESP32的WiFi

我們之所以使用ESP32做一些小項目，最重要的就是看中了ESP32的WiFi功能，ESP32相當于一個強大的單片機+無線WiFi+藍牙多合一的一個芯片，芯片有了WiFi，它就不再孤獨寂寞，就可以與外界通信，這就是它區別于常規MCU最大的特點，就像2G手機跟4G手機的區別，4G手機能實現很多2G手機時代渴望的功能。

WiFi就是一種無線通訊技術，生活中接觸最多的就是電腦跟手機通過路由器的WiFi信號上網，說白了其實就是一種射頻信號，跟我們早期接觸的315MHz、433MHz射頻通信，藍牙，Zigbee等一樣，WiFi工作于2.4GHz或者5Ghz的頻率，今天我們先學習一下WiFi的基本功能。

AP模式

AP模式就是讓ESP32建立一個網絡，可以發出WiFi信號來讓其他設備搜索到，就跟路由器發出信號來類似，只需要一行代碼，我們就可以建立一個我們自己命名的無線網絡了，期待一下。

#include < WiFi.h >

void setup(){
  WiFi.softAP("ESP32_WiFi");
}

void loop(){
}

上面這一行代碼，我們就建立了一個名為ESP32_WiFi的，不加密的無線網絡了，我們將代碼燒錄進去，然后打開手機WiFi連接界面，就可以看到這個網絡并進行連接了。

常用函數

我們打開WiFiAP.h這個頭文件就可以看到AP模式的相關函數了，這里分享一些常用的，有一些概念比如子網掩碼，網關地址等不清楚的，大家可以自行上網查看。

該函數建立并啟動AP網絡

bool softAP(const char* ssid, const char* passphrase = NULL, int channel = 1, int ssid_hidden = 0, int max_connection = 4);

• ssid，AP網絡的名字，最大不超過32字節；
• passphrase，密碼，8-63字節，不設置就是不加密；
• channel，WiFi網絡信道，1-13可選；
• ssid_hidden，網絡名字是否隱藏；
• ssid_hidden，最大接入數，1-4可選。

本地地址等設置

bool softAPConfig(IPAddress local_ip, IPAddress gateway, IPAddress subnet);

• local_ip，本地網絡地址，比如默認為192.168.4.1；
• gateway，網關地址， 192.168.4.1；
• subnet，子網掩碼，255.255.255.0。

連接數量，返回連接到本AP的客戶端的數量

uint8_t softAPgetStationNum();

設置主機名字，比如設置為"CHIPHOME"

bool softAPsetHostname(const char * hostname);

查詢主機的MAC地址，函數返回主機的MAC地址

String softAPmacAddress(void);

代碼測試

下面我們寫一個小程序，測試下上面幾個函數的功能：

#include < WiFi.h >

const char *ssid = "ESP32_WiFi";
const char *password = "12345678";

IPAddress local_IP(192,168,4,1);
IPAddress gateway(192,168,4,1);
IPAddress subnet(255,255,255,0);

void setup(){
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();

  WiFi.mode(WIFI_AP); // AP模式

  WiFi.softAPConfig(local_IP, gateway, subnet); // 設置AP地址
  WiFi.softAP(ssid, password);                  // 啟動AP成功返回1

  Serial.print("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.softAPIP()); // 打印IP地址

  WiFi.softAPsetHostname("CHIPHOME"); // 設置主機名
  Serial.print("Hostname: ");
  Serial.println(WiFi.softAPgetHostname()); // 打印主機名

  Serial.print("MAC Address: ");
  Serial.println(WiFi.softAPmacAddress()); // 打印MAC地址  
}

void loop(){ 
  Serial.print("當前連接客戶端數: ");
  Serial.println(WiFi.softAPgetStationNum()); // 打印客戶端連接數量
  delay(5000);
}

將上面代碼編譯燒錄之后，我們可以在串口監視器中看到如下打印：

代碼中如預期的打印了了IP地址，主機名，MAC地址，連接數量，OK，AP模式相關我們就介紹到這里。

STA模式

STA模式就是讓ESP32當做客戶端，去連接AP主機，就好比手機去連接路由器一樣。

#include < WiFi.h >

const char *ssid = "********"; // 網絡名稱
const char *password = "********"; // 網絡密碼

void setup(){
 WiFi.begin(ssid, password);
}

void loop(){
}

上面這一行代碼，我們就將ESP32設置為STA模式，ssid跟password填寫我們要連接的WiFi的賬號密碼，就可以連接上了。

常用函數

我們打開WiFiSTA.h這個頭文件就可以看到STA模式的相關函數了，全部的請查閱SDK，下面是一些常用的一些：

該函數用于接入WiFi網絡，參數同上面的AP模式基本一樣，一般就設置第一個跟第二個參數，其他選擇默認

wl_status_t begin(const char* ssid, const char *passphrase = NULL, int32_t channel = 0, const uint8_t* bssid = NULL, bool connect = true);
wl_status_t begin(char* ssid, char *passphrase = NULL, int32_t channel = 0, const uint8_t* bssid = NULL, bool connect = true);

設置網絡地址，包括本機IP，網關地址，子網掩碼，DNS

bool config(IPAddress local_ip, IPAddress gateway, IPAddress subnet, IPAddress dns1 = (uint32_t)0x00000000, IPAddress dns2 = (uint32_t)0x00000000);

聯網狀態

static wl_status_t status();

返回不同的枚舉值代表不同的狀態：

• 0：WL_IDLE_STATUS正在WiFi工作模式間切換；
• 1：WL_NO_SSID_AVAIL無法訪問設置的SSID網絡；
• 2：WL_SCAN_COMPLETED掃描完成；
• 3：WL_CONNECTED連接成功；
• 4：WL_CONNECT_FAILED連接失敗；
• 5：WL_CONNECTION_LOST丟失連接；
• 6：WL_DISCONNECTED斷開連接；

模塊IP地址

IPAddress localIP()

模塊子網掩碼

IPAddress subnetMask()

模塊網關地址

IPAddress gatewayIP()

模塊MAC地址

const char * getHostname()

代碼測試

下面我們寫一個小程序，測試下上面幾個函數的功能：

#include < WiFi.h >

const char *ssid = "*********";  //改為你自己的WIFI賬號
const char *password = "********"; //改為你自己的WIFI密碼

void setup(){
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();

  WiFi.mode(WIFI_STA); //設置工作在STA模式

  WiFi.begin(ssid, password); //連接WiFi

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED ){  //等待網絡連接成功
    delay(1000);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("WiFi Connected!");

  Serial.print("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP()); //IP地址

  Serial.print("subnetMask: ");
  Serial.println(WiFi.subnetMask()); //子網掩碼地址

  Serial.print("gateway: ");
  Serial.println(WiFi.gatewayIP()); //網關地址

  Serial.print("MAC Address: ");
  Serial.println(WiFi.macAddress()); //MAC地址
}

void loop(){
}

將上面代碼編譯燒錄之后，我們可以在串口監視器中看到如下打印：

代碼中如預期的打印了了IP地址，子網掩碼，網關地址，MAC地址，既然ESP32連接上路由器了，那么我們在路由器的設備列表頁面是不是也能看到ESP32：

異步搜索

有一些情況，我們需要知道當前空間中存在哪些WiFi信號，比如在WiFi配網的時候，下面我們搜索一下當前空間中的WiFi信息，然后打印出來。

常用函數

我們打開WiFiScan.h這個頭文件就可以看到Scan的相關函數了，全部的請查閱SDK，下面是一些常用的一些：

該函數用于掃描啟動

int16_t scanNetworks(bool async = false, bool show_hidden = false, bool passive = false, uint32_t max_ms_per_chan = 300, uint8_t channel = 0);

• async，異步掃描，設置為true則不阻塞；
• show_hidden，是否掃描不廣播的網絡；
• passive，掃描速度；
• max_ms_per_chan，每個通道的掃描時間；
• channel，通道選擇。

該函數用于判斷掃描是否完成

int16_t scanComplete();

• -1，掃描還沒結束；
• -2，掃描還沒觸發；
• n，掃描到的WiFi信號個數；

刪除內存中的掃描數據

void scanDelete();

掃描到的網絡名稱

String SSID(uint8_t networkItem);

掃描到的網絡加密類型

wifi_auth_mode_t encryptionType(uint8_t networkItem)

掃描到的網絡信號強度

int32_t RSSI(uint8_t networkItem)

掃描到的網絡信道號

int32_t channel(uint8_t networkItem)

代碼測試

下面我們寫一個小程序，異步掃描我們空間中當前存在的WiFi信號并打印出來：

#include < WiFi.h >

void setup(){
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();

  WiFi.mode(WIFI_STA);  // 設置為STA模式

  Serial.println("開始掃描");
  WiFi.scanNetworks(true); //啟動異步掃描
}

void loop(){  
  int n = WiFi.scanComplete(); //獲取掃描狀態,信號個數
  if (n >= 0){
    Serial.println("掃描完成");
    for (int i = 0; i < n; ++i){
      Serial.println();
      Serial.print(i + 1);
      Serial.print(":       ");
      Serial.print(WiFi.SSID(i)); //網絡名稱
      Serial.print("        ");
      Serial.print(WiFi.RSSI(i)); //信號強度
      Serial.print("        ");
      Serial.print((WiFi.encryptionType(i) == WIFI_AUTH_OPEN) ? "未加密" : "加密"); //是否加密
      delay(10);
    }
    WiFi.scanDelete(); //清除內存中的掃描結果
  }
  else if (n == -1){
    Serial.println("正在掃描");
  }
  else if (n == -2) {
    Serial.println("未觸發掃描");
  }

  delay(1000);
}

我們看下打印的結果，周圍的WiFi信號的數據都被打印了出來

到這里，WiFi的基本使用我們算是入門了，聯網之后，外面的世界非常美妙，我們可以做很多有意思的項目，做一些漂亮的網絡時鐘，做一些智能家居的小產品，做一個網絡收音機，做一個游戲模擬器，很多很多......

關于WiFi的一些其它功能，比如TCP協議，UDP協議，Web服務器等，我們用到的時候再細說。

感謝大家，關于ESP32的學習，希望大家Enjoy!