ESP32-C3 WIFI的工作模式

CHANBAEK 2023-03-13 4867

描述

一、 ESP32-C3 WIFI的工作模式

ESP32 的 Wi-Fi 可以工作在以下几种工作状态：

Station 模式（STA）：在这种模式下，ESP32 连接到一个已经存在的无线网络，类似于一台普通的 Wi-Fi 客户端设备。
Access Point 模式（AP）：在这种模式下，ESP32 自己作为一个 Wi-Fi 热点，并接受其他 Wi-Fi 客户端设备的连接，类似于一个路由器。
Station + Access Point 模式（STA+AP）：在这种模式下，ESP32 同时工作在 Station 和 Access Point 两种模式下，既可以连接到已有的 Wi-Fi 网络，也可以提供 Wi-Fi 热点。
Wi-Fi Direct 模式（P2P）：在这种模式下，ESP32 作为 Wi-Fi Direct 设备，可以直接和其他 Wi-Fi Direct 设备进行通信，不需要使用路由器。
Promiscuous 模式：在这种模式下，ESP32 可以在监听所有 Wi-Fi 数据包，而不仅仅是与它连接的 AP 或者 P2P 设备相关的数据包。

前面文章介绍了ESP32作为 Station的工作模式，今天使用其Access Point模式。

二、SoftAP配置

1.wifi_config_t结构体

示例代码设置 ESP32 的 Wi-Fi 模块工作在 AP 模式下，同时配置 Wi-Fi AP 热点的一些参数，方便客户端连接：

// 设置为AP模式，配置名称，密码，频道，最大连接数，认证模式
    wifi_config_t wifi_config = {
            .ap = {
                    .ssid = EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID,
                    .ssid_len = strlen(EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID),
                    .channel = EXAMPLE_ESP_WIFI_CHANNEL,
                    .password = EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS,
                    .max_connection = EXAMPLE_MAX_STA_CONN,
                    .authmode = WIFI_AUTH_WPA_WPA2_PSK
            },
    };
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(WIFI_IF_AP, &wifi_config));

2.wifi_event_handler事件

(1)esp_event_handler_instance_register注册事件

示例：

//wifi相关设置初始化
    ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(WIFI_EVENT,             //检查
                                                        ESP_EVENT_ANY_ID,
                                                        &wifi_event_handler,
                                                        NULL,
                                                        NULL));

esp_event_handler_instance_register用于在事件循环中注册事件处理程序，其参数解释：

WIFI_EVENT：事件的基础类型，该函数将向WiFi事件注册处理程序。
ESP_EVENT_ANY_ID：这是事件ID，这里使用ESP_EVENT_ANY_ID表示注册所有WiFi事件。
&wifi_event_handler：这是事件处理程序的指针，它将在WiFi事件发生时被调用。
NULL：这是事件处理程序的参数，这里没有使用参数，因此将其设置为NULL。
NULL：这是事件处理程序的实例，这里没有使用多个实例，因此将其设置为NULL。

(2)system_event_sta_connected_t结构体

在ESP-IDF中，当一个设备通过WiFi连接到ESP32的WiFi热点时，ESP32会触发一个连接事件。这个事件会包含一个结构体
system_event_sta_connected_t，其中包含连接设备的MAC地址（event->mac）和连接设备在该AP热点下的AID（event->aid）。

其中，event->aid代表的是连接设备在AP热点下的AID（Association ID），AID是一个整数值，表示AP热点中连接的设备的编号。
在802.11标准中，AID是一个由AP热点指派的，可以被用来唯一标识一个STA（Station）设备的值。在ESP-IDF中，AID的范围是1~16，代表连接的设备数量。

3. 关闭SoftAP

ESP_LOGI(TAG, "Max clients reached, shutting down AP");
    // 关闭 softAP
    esp_wifi_stop();
    esp_wifi_deinit();
    esp_netif_deinit();
    vTaskDelete(NULL);

三、示例

ESP32可以通过Wi-Fi芯片在AP（接入点）模式下运行，充当热点。下面是开启ESP32热点的步骤：

1. 主要

#include 

#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"

#include 
#include "network/include/wifi.h"
#include "network/include/wifi_sta.h"
#include "network/include/wifi_ap.h"

static const char *TAG = "wifi connection";


void app_main()
{
    ESP_LOGE(TAG, "app_main");
    // 初始化NVS存储区
    esp_err_t ret = nvs_flash_init();
    if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND) {
        ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
        ret = nvs_flash_init();
    }
    ESP_ERROR_CHECK(ret);

    // Wi-Fi初始化
    ESP_LOGI(TAG, "Wi-Fi initialization");
    wifi_initialize();

    // ---------- WiFi SoftAp -----------------
    wifi_init_softap();

    while (1) {
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
    }
}

2. wifi_ap.h

//
// Created by hs26661 on 2023/2/25.
//

#ifndef ESP32_LEARN_WIFI_AP_H
#define ESP32_LEARN_WIFI_AP_H
void wifi_init_softap(void);
#endif //ESP32_LEARN_WIFI_AP_H

3. wifi_ap.c

#include "string.h"
#include "esp_wifi.h"
#include "esp_wifi_types.h"
#include "esp_event.h"
#include "esp_log.h"
#include "esp_wifi_default.h"
#include "freertos/event_groups.h"

EventGroupHandle_t s_wifi_event_group;

#define EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID "ESP32"                   // wifi名称
#define EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS "12345678"               // wifi密码
#define EXAMPLE_ESP_WIFI_CHANNEL   1                    // wifi频道 1
#define EXAMPLE_MAX_STA_CONN       4                    // WiFi最大接入数 4

static const char *TAG = "wifi softAP lib";

/*wifi事件处理函数*/
void wifi_event_handler(void *arg, esp_event_base_t event_base, int32_t event_id, void *event_data) {
    if (event_id == WIFI_EVENT_AP_STACONNECTED) {
        // 如果有客户端接入wifi
        wifi_event_ap_staconnected_t *event = (wifi_event_ap_staconnected_t *) event_data;
        // 设备MAC地址，状态（接入/离开），分配到的id号
        // MACSTR是一个宏定义，用于将MAC地址以字符串形式打印出来
        ESP_LOGI(TAG, "station "MACSTR" join, AID=%d", MAC2STR(event->mac), event->aid);
    } else if (event_id == WIFI_EVENT_AP_STADISCONNECTED) {
        // 没有客户端连接
        wifi_event_ap_stadisconnected_t *event = (wifi_event_ap_stadisconnected_t *) event_data;
        ESP_LOGI(TAG, "station "MACSTR" leave, AID=%d", MAC2STR(event->mac), event->aid);
    }
}

void wifi_init_softap(void) {

    esp_netif_create_default_wifi_ap();

    //wifi相关设置初始化
    wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));

    //wifi相关设置初始化
    ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(WIFI_EVENT,             //检查
                                                        ESP_EVENT_ANY_ID,
                                                        &wifi_event_handler,
                                                        NULL,
                                                        NULL));
    // 设置为AP模式，配置名称，密码，频道，最大连接数，认证模式
    wifi_config_t wifi_config = {
            .ap = {
                    .ssid = EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID,
                    .ssid_len = strlen(EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID),
                    .channel = EXAMPLE_ESP_WIFI_CHANNEL,
                    .password = EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS,
                    .max_connection = EXAMPLE_MAX_STA_CONN,
                    .authmode = WIFI_AUTH_WPA_WPA2_PSK
            },
    };
    //如果密码长度为0（未设置密码），则认证模式改为开放
    if (strlen(EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS) == 0) {
        wifi_config.ap.authmode = WIFI_AUTH_OPEN;
    }

    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_AP));
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(WIFI_IF_AP, &wifi_config));
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());

    //WiFi_AP初始化完成，串口输出信息
    ESP_LOGI(TAG, "wifi_init_softap finished. SSID:%s password:%s channel:%d",
             EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID, EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS, EXAMPLE_ESP_WIFI_CHANNEL);
}

运行效果：

路由器

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