今天我们要谈谈ESP32的wifi。
ESP32的WiFi
我们之所以使用ESP32做一些小项目,最重要的就是看中了ESP32的WiFi功能,ESP32相当于一个强大的单片机+无线WiFi+蓝牙多合一的一个芯片,芯片有了WiFi,它就不再孤独寂寞,就可以与外界通信,这就是它区别于常规MCU最大的特点,就像2G手机跟4G手机的区别,4G手机能实现很多2G手机时代渴望的功能。
WiFi就是一种无线通讯技术,生活中接触最多的就是电脑跟手机通过路由器的WiFi信号上网,说白了其实就是一种射频信号,跟我们早期接触的315MHz、433MHz射频通信,蓝牙,Zigbee等一样,WiFi工作于2.4GHz或者5Ghz的频率,今天我们先学习一下WiFi的基本功能。
AP模式
AP模式就是让ESP32建立一个网络,可以发出WiFi信号来让其他设备搜索到,就跟路由器发出信号来类似,只需要一行代码,我们就可以建立一个我们自己命名的无线网络了,期待一下。
#include <WiFi.h>
void setup(){
WiFi.softAP("ESP32_WiFi");
}
void loop(){
}
上面这一行代码,我们就建立了一个名为ESP32_WiFi的,不加密的无线网络了,我们将代码烧录进去,然后打开手机WiFi连接界面,就可以看到这个网络并进行连接了。
常用函数
我们打开WiFiAP.h这个头文件就可以看到AP模式的相关函数了,这里分享一些常用的,有一些概念比如子网掩码,网关地址等不清楚的,大家可以自行上网查看。
该函数建立并启动AP网络
bool softAP(const char* SSID, const char* passphrase = NULL, int channel = 1, int ssid_hidden = 0, int max_connection = 4);
- ssid,AP网络的名字,最大不超过32字节;
- passphrase,密码,8-63字节,不设置就是不加密;
- channel,WiFi网络信道,1-13可选;
- ssid_hidden,网络名字是否隐藏;
- ssid_hidden,最大接入数,1-4可选。
本地地址等设置
bool softAPConfig(IPAddress local_ip, IPAddress gateway, IPAddress subnet);
- local_ip,本地网络地址,比如默认为192.168.4.1;
- gateway,网关地址, 192.168.4.1;
- subnet,子网掩码,255.255.255.0。
连接数量,返回连接到本AP的客户端的数量
uint8_t softAPgetSTAtionNum();
设置主机名字,比如设置为"CHIPHOME"
bool softAPsetHostname(const char * hostname);
查询主机的MAC地址,函数返回主机的MAC地址
String softAPmacAddress(void);
代码测试
下面我们写一个小程序,测试下上面几个函数的功能:
#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); // 设置AP地址
WiFi.softAP(ssid, password); // 启动AP成功返回1
Serial.print("IP address: ");
Serial.println()); // 打印IP地址
WiFi.softAPsetHostname("CHIPHOME"); // 设置主机名
Serial.print("Hostname: ");
Serial.println()); // 打印主机名
Serial.print("MAC Address: ");
Serial.println()); // 打印MAC地址
}
void loop(){
Serial.print("当前连接客户端数: ");
Serial.println()); // 打印客户端连接数量
delay(5000);
}
将上面代码编译烧录之后,我们可以在串口监视器中看到如下打印:
代码中如预期的打印了了IP地址,主机名,MAC地址,连接数量,OK,AP模式相关我们就介绍到这里。
STA模式
STA模式就是让ESP32当做客户端,去连接AP主机,就好比手机去连接路由器一样。
#include <WiFi.h>
const char *ssid = "********"; // 网络名称
const char *password = "********"; // 网络密码
void setup(){
WiFi.begin(ssid, password);
}
void loop(){
}
上面这一行代码,我们就将ESP32设置为STA模式,ssid跟password填写我们要连接的WiFi的账号密码,就可以连接上了。
常用函数
我们打开WiFiSTA.h这个头文件就可以看到STA模式的相关函数了,全部的请查阅SDK,下面是一些常用的一些:
该函数用于接入WiFi网络,参数同上面的AP模式基本一样,一般就设置第一个跟第二个参数,其他选择默认
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);
设置网络地址,包括本机IP,网关地址,子网掩码,DNS
bool config(IPAddress local_ip, IPAddress gateway, IPAddress subnet, IPAddress dns1 = (uint32_t)0x00000000, IPAddress dns2 = (uint32_t)0x00000000);
联网状态
static wl_status_t status();
返回不同的枚举值代表不同的状态:
- 0:WL_IDLE_STATUS正在WiFi工作模式间切换;
- 1:WL_NO_SSID_AVAIL无法访问设置的SSID网络;
- 2:WL_SCAN_COMPLETED扫描完成;
- 3:WL_CONNECTED连接成功;
- 4:WL_CONNECT_FAILED连接失败;
- 5:WL_CONNECTION_LOST丢失连接;
- 6:WL_DISCONNECTED断开连接;
模块IP地址
IPAddress localIP()
模块子网掩码
IPAddress subnetMask()
模块网关地址
IPAddress gatewayIP()
模块MAC地址
const char * getHostname()
代码测试
下面我们写一个小程序,测试下上面几个函数的功能:
#include <WiFi.h>
const char *ssid = "*********"; //改为你自己的WIFI账号
const char *password = "********"; //改为你自己的WIFI密码
void setup(){
Serial.begin(115200);
Serial.println();
WiFi.mode(WIFI_STA); //设置工作在STA模式
WiFi.begin(ssid, password); //连接WiFi
while () != WL_CONNECTED ){ //等待网络连接成功
delay(1000);
Serial.print(".");
}
Serial.println("WiFi Connected!");
Serial.print("IP address: ");
Serial.println()); //IP地址
Serial.print("subnetMask: ");
Serial.println()); //子网掩码地址
Serial.print("gateway: ");
Serial.println()); //网关地址
Serial.print("MAC Address: ");
Serial.println()); //MAC地址
}
void loop(){
}
将上面代码编译烧录之后,我们可以在串口监视器中看到如下打印:
代码中如预期的打印了了IP地址,子网掩码,网关地址,MAC地址,既然ESP32连接上路由器了,那么我们在路由器的设备列表页面是不是也能看到ESP32:
异步搜索
有一些情况,我们需要知道当前空间中存在哪些WiFi信号,比如在WiFi配网的时候,下面我们搜索一下当前空间中的WiFi信息,然后打印出来。
常用函数
我们打开WiFiScan.h这个头文件就可以看到Scan的相关函数了,全部的请查阅SDK,下面是一些常用的一些:
该函数用于扫描启动
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,异步扫描,设置为true则不阻塞;
- show_hidden,是否扫描不广播的网络;
- passive,扫描速度;
- max_ms_per_chan,每个通道的扫描时间;
- channel,通道选择。
该函数用于判断扫描是否完成
int16_t scanComplete();
- -1,扫描还没结束;
- -2,扫描还没触发;
- n,扫描到的WiFi信号个数;
删除内存中的扫描数据
void scanDelete();
扫描到的网络名称
String SSID(uint8_t networkItem);
扫描到的网络加密类型
wifi_auth_mode_t encryptionType(uint8_t networkItem)
扫描到的网络信号强度
int32_t RSSI(uint8_t networkItem)
扫描到的网络信道号
int32_t channel(uint8_t networkItem)
代码测试
下面我们写一个小程序,异步扫描我们空间中当前存在的WiFi信号并打印出来:
#include <WiFi.h>
void setup(){
Serial.begin(115200);
Serial.println();
WiFi.mode(WIFI_STA); // 设置为STA模式
Serial.println("开始扫描");
WiFi.scanNetworks(true); //启动异步扫描
}
void loop(){
int n = WiFi.scanComplete(); //获取扫描状态,信号个数
if (n >= 0){
Serial.println("扫描完成");
for (int i = 0; i < n; ++i){
Serial.println();
Serial.print(i + 1);
Serial.print(": ");
Serial.prin(i)); //网络名称
Serial.print(" ");
Serial.prin(i)); //信号强度
Serial.print(" ");
Serial.prin(i) == WIFI_AUTH_OPEN) ? "未加密" : "加密"); //是否加密
delay(10);
}
WiFi.scanDelete(); //清除内存中的扫描结果
}
else if (n == -1){
Serial.println("正在扫描");
}
else if (n == -2) {
Serial.println("未触发扫描");
}
delay(1000);
}
我们看下打印的结果,周围的WiFi信号的数据都被打印了出来
到这里,WiFi的基本使用我们算是入门了,联网之后,外面的世界非常美妙,我们可以做很多有意思的项目,做一些漂亮的网络时钟,做一些智能家居的小产品,做一个网络收音机,做一个游戏模拟器,很多很多......
关于WiFi的一些其它功能,比如TCP协议,UDP协议,Web服务器等,我们用到的时候再细说。
感谢大家,关于ESP32的学习,希望大家Enjoy!
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