在前面網(wǎng)絡(luò)篇TCP通信中，我們用到了Wi-Fi功能，但是沒(méi)有細(xì)講，今天我們?cè)谶@篇文章中仔細(xì)探討一下ESP8266的Wi-Fi聯(lián)網(wǎng)過(guò)程，以及各種方式的配網(wǎng)過(guò)程是如何實(shí)現(xiàn)的。文章中難免有疏漏或不正確的地方，如遇不正確的表述還請(qǐng)指出，本系列文章現(xiàn)在在知乎和博客園同步更新。

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開(kāi)始寫(xiě)之前，我們先來(lái)看一下為什么設(shè)備需要配網(wǎng)呢？

我們來(lái)先看個(gè)圖片：

image

假如你買(mǎi)了一個(gè)智能插座，想讓它連接到家里的Wi-Fi，但是智能插座又沒(méi)有鍵盤(pán)和觸摸屏此時(shí)你該怎么操作呢？總不能拆開(kāi)然后重新給它寫(xiě)個(gè)程序吧！此時(shí)就需要我們的智能配網(wǎng)模式出馬了， SmartConfig最先是TI開(kāi)始研究的，其實(shí)類似的協(xié)議有很多，各家也都有各家的稱呼，樂(lè)鑫這里也還是叫SmartConfig，但是配網(wǎng)模式也不僅僅局限于SmartConfig，還是有很多方式可以做到的，比如看下邊~

下面分析一下幾種配網(wǎng)方式和優(yōu)缺點(diǎn)：

• 直接配網(wǎng) -> SSID(Wi-Fi名稱)和PWD(Wi-Fi密碼)保存在設(shè)備中(每次修改都要重新燒錄代碼)
• ap配網(wǎng) -> 設(shè)備處于路由模式下等待客戶端發(fā)送來(lái)SSID和PWD(可以隨時(shí)修改，不易于操作)
• web配置 -> 設(shè)備內(nèi)做了個(gè)小web服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)頁(yè)交換SSID和PWD(界面化操作，流程繁瑣)
• SmartConfig -> 手機(jī)通過(guò)軟件發(fā)送UDP廣播包(包含SSID和PWD，界面化操作，操作簡(jiǎn)單)
• Airkiss -> 類似與SmartConfig，可以使用微信公眾號(hào)直接配置(界面化操作，不需要裝APP)
• 零配 -> 以配網(wǎng)設(shè)備為未配網(wǎng)設(shè)備配網(wǎng)，兩個(gè)設(shè)備間數(shù)據(jù)交互(AliOS-Things中有涉及)
• 藍(lán)牙配網(wǎng) -> 利用藍(lán)牙設(shè)備配網(wǎng)，藍(lán)牙模塊跟ESP8266串口數(shù)據(jù)交互(未使用過(guò)，不做評(píng)價(jià))

目前應(yīng)該就這幾種吧，據(jù)我了解應(yīng)該就這幾種了，每種方式都有一定的優(yōu)缺點(diǎn)，本篇文章先給大家講解一下前五種方式，零配方式目前我還沒(méi)有嘗試過(guò)，后面實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)，再給大家講解如何使用，至于藍(lán)牙配網(wǎng)手頭沒(méi)有藍(lán)牙模塊，這里也不給大家講了，不過(guò)思路是很簡(jiǎn)單的，大家如果有藍(lán)牙模塊，或者有BLE開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，相信自己摸索一下就可以做出來(lái)了。

• 直接配網(wǎng)

這里叫直接配網(wǎng)應(yīng)該不是很妥當(dāng)，其實(shí)就是將SSID和PWD直接寫(xiě)在了固件中，設(shè)備上電后會(huì)去搜索保存的SSID，如果搜索到指定的SSID后就用保存的PWD去連接Wi-Fi，TCP通信那片文章中我們就是用的這種方式，我們先來(lái)回顧一下，在user_config.c文件中有如下定義：

image

這就是我們保存的Wi-Fi名稱和密碼，然后我們?cè)趗ser_init函數(shù)中直接調(diào)用的是Wi-Fi連接函數(shù)：

image

可以看出，我們是直接使用保存的信息去進(jìn)行Wi-Fi操作的，這種方式比較簡(jiǎn)單，這里就不再做具體的講解了。

• ap配網(wǎng)

AP(Access Point)模式，就是我們常說(shuō)的路由模式，這里的思路是ESP8266上電進(jìn)入AP模式開(kāi)啟TCP Server，然后手機(jī)或者PC連接ESP8266的熱點(diǎn)，然后作為T(mén)CP Client去連接Server進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，TCP數(shù)據(jù)交互我們?cè)谇懊娴奈恼轮薪o大家講過(guò)，這里我們主要講一下ESP8266怎么開(kāi)啟AP模式，還有為什么我們讓ESP8266作為T(mén)CP Server呢？其實(shí)主要是ESP8266做Server去監(jiān)聽(tīng)固定端口更方便Client去連接，加入我們手機(jī)或者PC做Server，萬(wàn)一遇到端口不可用，那豈不是沒(méi)辦法去交互數(shù)據(jù)了？所以我們讓ESP8266做Server很顯然是更妥當(dāng)一點(diǎn)。

還有比較重要的一點(diǎn)就是數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)格式就像我們交流的語(yǔ)言一樣，是兩者都能夠"聽(tīng)懂"，"讀懂"的，我們這里使用一種非常常見(jiàn)的數(shù)據(jù)格式 -> JSON，相信很多人都有聽(tīng)說(shuō)過(guò)，或者使用過(guò)，我們選擇JSON，是因?yàn)樗母袷焦潭ǎ⑶乙子诮馕?，這里我們使用cJSON庫(kù)去解析，官方SDK中雖然也有JSON API，但是由于我一直都是使用cJSON，對(duì)cJSON庫(kù)還是比較喜歡的，而且是用標(biāo)準(zhǔn)C寫(xiě)的，跨平臺(tái)so easy，項(xiàng)目地址戳卡片：

cJSON項(xiàng)目地址

使用cJSON非常簡(jiǎn)單，只需要添加一個(gè)頭文件和源文件就好了，但是在ESP8266上使用還是要修改很多東西的，這里就先不細(xì)講了，大家可以先下載我的工程，直接使用，后面我們?cè)賳为?dú)講一下JSON。

我們先規(guī)定一下數(shù)據(jù)格式吧，還不了解JSON的話可以先去了解一下，很簡(jiǎn)單的其實(shí)，就是Key-Value型的鍵值對(duì)，就是一個(gè)名字對(duì)應(yīng)一個(gè)值，這里我們就簡(jiǎn)單定一個(gè)格式吧！

image

其中XXXXXXXX和XXXXXXXX都是需要替換成你的實(shí)際Wi-Fi名稱和密碼，剩下兩項(xiàng)沒(méi)有實(shí)際意義，只是防止有人不署名轉(zhuǎn)載，然后幫助讀者回到正確的車上~啊哈哈哈！

我們來(lái)分析一下代碼吧，跟之前的TCP通信差不多，這是這里對(duì)收到的數(shù)據(jù)做了進(jìn)一步處理，我們只看關(guān)鍵代碼好了：

/**
 * TCP Server數(shù)據(jù)接收回調(diào)函數(shù)，可以在這處理收到Client發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)
 */
static void ICACHE_FLASH_ATTR
tcp_server_recv_cb(void *arg,char *pdata,unsigned short len){
    os_printf("tcp server receive tcp client data\r\n");
    os_printf("length: %d \r\ndata: %s\r\n",len,pdata);

    //TO DO

    /**
     *process the receive data
     */
    AP_recv_data_process(pdata);//在TCP Server接收回調(diào)函數(shù)中，新增了數(shù)據(jù)處理函數(shù)
}

然后我們?cè)倏纯碅P_recv_data_process函數(shù)是如何處理的：

/**
 * AP配網(wǎng)模式處理TCP client發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)
 */
void ICACHE_FLASH_ATTR
AP_recv_data_process(uint8 *pdata){

    cJSON *root = cJSON_Parse(pdata);//將一個(gè)JSON數(shù)據(jù)包，按照cJSON結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)序列化整個(gè)數(shù)據(jù)包，并在堆中開(kāi)辟一塊內(nèi)存存儲(chǔ)cJSON結(jié)構(gòu)體
                                        //成功返回一個(gè)指向內(nèi)存塊中的cJSON指針，失敗返回NULL，表示JSON格式不正確
    if(root != NULL){
        uint8 *SSID = cJSON_GetObjectItem(root,"SSID")->valuestring;//解析SSID key對(duì)應(yīng)的Value值，也就是我們發(fā)送的Wi-Fi名稱
        uint8 *PWD = cJSON_GetObjectItem(root,"PWD")->valuestring;//解析PWD key對(duì)應(yīng)的Value值，也就是我們發(fā)送的Wi-Fi密碼
        uint8 *Author = cJSON_GetObjectItem(root,"Author")->valuestring;//
        uint8 *zhuanlan = cJSON_GetObjectItem(root,"zhuanlan")->valuestring;//
        os_printf("\r\nAuthor: %s\r\nzhuluan: %s",Author,zhuanlan);

        os_printf("SSID: %s   PWD: %s\r\n",SSID,PWD);//打印我們收到的密碼

        wifi_set_opmode(STATION_MODE);//設(shè)置WiFi模式為STATION模式
        WIFI_Connect(SSID, PWD, wifiConnectCb);//連接目標(biāo)WiFi
    }else{
        os_printf("json data format error!\r\n");//收到的數(shù)據(jù)不正確就打印
    }

    cJSON_Delete(root);//解析完JSON后一定要記得釋放！
}

在此函數(shù)中，我們只需對(duì)收到的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單一處理，就得到了我們需要的Wi-Fi名稱和密碼，然后我們就可以快快樂(lè)樂(lè)的去連接Wi-Fi了_{，這里AP配網(wǎng)模式是按鍵觸發(fā)的，我們?cè)赪IFI_Connect函數(shù)中調(diào)用了wifi_station_set_config函數(shù)，下次上電是會(huì)直接連接這次我們配置的Wi-Fi的}

• SmartConfig配網(wǎng)
  下面我們?cè)賮?lái)分析一下SmartConfig配網(wǎng)模式，其實(shí)SmartConfig模式與Airkiss模式基本是一致的，主要不同就是發(fā)數(shù)據(jù)包方式還是有點(diǎn)不同的：

SmartConfig 組播,通過(guò)長(zhǎng)度編碼
Airkiss 全網(wǎng)廣播,通過(guò)長(zhǎng)度編碼
別的區(qū)別的話就是代碼有些不同了，下面我們來(lái)實(shí)際分析一下：

/**
 * SmartConfig 測(cè)試代碼
 */
void ICACHE_FLASH_ATTR
SmartConfig_test(void){
    smartconfig_set_type(SC_TYPE_ESPTOUCH);//設(shè)置快連模式類型，必須在smartconfig_start之前調(diào)用
    wifi_set_opmode(STATION_MODE);
    smartconfig_start(smartconfig_done);
}

/**
 * Airkiss 測(cè)試代碼
 */
void ICACHE_FLASH_ATTR
Airkiss_test(void){
    smartconfig_set_type(SC_TYPE_AIRKISS);//設(shè)置快連模式類型，必須在smartconfig_start之前調(diào)用
    wifi_set_opmode(STATION_MODE);
    smartconfig_start(smartconfig_done);
}

/**
 * SmartConfig Airkiss 測(cè)試代碼
 */
void ICACHE_FLASH_ATTR
SmartConfig_Airkiss_test(void){

    smartconfig_set_type(SC_TYPE_ESPTOUCH_AIRKISS);//設(shè)置快連模式類型，必須在smartconfig_start之前調(diào)用
    wifi_set_opmode(STATION_MODE);
    smartconfig_start(smartconfig_done);
}


/*===================================
 *  Smartconfig Airkiss FUNCTIONS   *
 ====================================*/

/**
 *
 */
const airkiss_config_t akconf =
{
    (airkiss_memset_fn)&memset,
    (airkiss_memcpy_fn)&memcpy,
    (airkiss_memcmp_fn)&memcmp,
    0,
};

/**
 *
 */
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR
airkiss_wifilan_time_callback(void)
{
    uint16 i;
    airkiss_lan_ret_t ret;

    if ((udp_sent_cnt++) >30) {
        udp_sent_cnt = 0;
        os_timer_disarm(&ssdp_time_serv);//airkiss_wifilan_time_callback運(yùn)行三十次后停止運(yùn)行
        //return;
    }
    //設(shè)置本地udp發(fā)送端口號(hào)，IP地址設(shè)置成255.255.255.255是進(jìn)行廣播，UDP有單播，多播和廣播三種模式
    ssdp_udp.remote_port = DEFAULT_LAN_PORT;
    ssdp_udp.remote_ip[0] = 255;
    ssdp_udp.remote_ip[1] = 255;
    ssdp_udp.remote_ip[2] = 255;
    ssdp_udp.remote_ip[3] = 255;
    lan_buf_len = sizeof(lan_buf);

    ret = airkiss_lan_pack(AIRKISS_LAN_SSDP_NOTIFY_CMD,
        DEVICE_TYPE, DEVICE_ID, 0, 0, lan_buf, &lan_buf_len, &akconf);
    if (ret != AIRKISS_LAN_PAKE_READY) {
        os_printf("Pack lan packet error!");
        return;
    }

    ret = espconn_sendto(&pssdpudpconn, lan_buf, lan_buf_len);
    if (ret != 0) {
        os_printf("UDP send error!");
    }
    os_printf("Finish send notify!\n");//UDP發(fā)送完成
}

/**
 *
 */
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR
airkiss_wifilan_recv_callbk(void *arg, char *pdata, unsigned short len)
{
    uint16 i;
    remot_info* pcon_info = NULL;

    airkiss_lan_ret_t ret = airkiss_lan_recv(pdata, len, &akconf);
    airkiss_lan_ret_t packret;

    switch (ret){
    case AIRKISS_LAN_SSDP_REQ:
        espconn_get_connection_info(&pssdpudpconn, &pcon_info, 0);
        os_printf("remote ip: %d.%d.%d.%d \r\n",pcon_info->remote_ip[0],pcon_info->remote_ip[1],
                                                pcon_info->remote_ip[2],pcon_info->remote_ip[3]);
        os_printf("remote port: %d \r\n",pcon_info->remote_port);

        pssdpudpconn.proto.udp->remote_port = pcon_info->remote_port;
        os_memcpy(pssdpudpconn.proto.udp->remote_ip,pcon_info->remote_ip,4);
        ssdp_udp.remote_port = DEFAULT_LAN_PORT;

        lan_buf_len = sizeof(lan_buf);
        packret = airkiss_lan_pack(AIRKISS_LAN_SSDP_RESP_CMD,
            DEVICE_TYPE, DEVICE_ID, 0, 0, lan_buf, &lan_buf_len, &akconf);

        if (packret != AIRKISS_LAN_PAKE_READY) {
            os_printf("Pack lan packet error!");
            return;
        }

        os_printf("\r\n\r\n");
        for (i=0; i<lan_buf_len; i++)
            os_printf("%c",lan_buf[i]);
        os_printf("\r\n\r\n");

        packret = espconn_sendto(&pssdpudpconn, lan_buf, lan_buf_len);
        if (packret != 0) {
            os_printf("LAN UDP Send err!");
        }

        break;
    default:
        os_printf("Pack is not ssdq req!%d\r\n",ret);
        break;
    }
}

/**
 *
 */
void ICACHE_FLASH_ATTR
airkiss_start_discover(void)
{
    ssdp_udp.local_port = DEFAULT_LAN_PORT;//設(shè)置本地端口
    pssdpudpconn.type = ESPCONN_UDP;//設(shè)置通信方式為UDP
    pssdpudpconn.proto.udp = &(ssdp_udp);//
    espconn_regist_recvcb(&pssdpudpconn, airkiss_wifilan_recv_callbk);//注冊(cè)收到數(shù)據(jù)回調(diào)函數(shù)
    espconn_create(&pssdpudpconn);//創(chuàng)建一個(gè)UDP傳輸

    os_timer_disarm(&ssdp_time_serv);
    os_timer_setfn(&ssdp_time_serv, (os_timer_func_t *)airkiss_wifilan_time_callback, NULL);//注冊(cè)airkiss定時(shí)回調(diào)函數(shù)
    os_timer_arm(&ssdp_time_serv, 1000, 1);//1s
}

/**
 *
 */
static void ICACHE_FLASH_ATTR
smartconfig_done(sc_status status, void *pdata)
{
    switch(status) {
        case SC_STATUS_WAIT://連接未開(kāi)始，請(qǐng)勿在此階段開(kāi)始連接
            os_printf("SC_STATUS_WAIT\n");
            break;
        case SC_STATUS_FIND_CHANNEL://請(qǐng)?jiān)诖穗A段開(kāi)啟APP進(jìn)行配對(duì)
            os_printf("SC_STATUS_FIND_CHANNEL\n");
            break;
        case SC_STATUS_GETTING_SSID_PSWD://獲取到Wi-Fi名稱和密碼
            os_printf("SC_STATUS_GETTING_SSID_PSWD\n");
            sc_type *type = pdata;
            if (*type == SC_TYPE_ESPTOUCH) {//判斷類型，在這一步發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)pdata中應(yīng)該有配置類型
                os_printf("SC_TYPE:SC_TYPE_ESPTOUCH\n");
            } else {
                os_printf("SC_TYPE:SC_TYPE_AIRKISS\n");
            }
            break;
        case SC_STATUS_LINK://開(kāi)始連接Wi-Fi
            os_printf("SC_STATUS_LINK\n");
            struct station_config *sta_conf = pdata;

            wifi_station_set_config(sta_conf);
            wifi_station_disconnect();
            wifi_station_connect();
            break;
        case SC_STATUS_LINK_OVER://獲取到IP，連接路由完成
            os_printf("SC_STATUS_LINK_OVER\n");
            if (pdata != NULL) {//連接完成，如果使用的是SmartConfig，此時(shí)手機(jī)會(huì)將自己的IP地址發(fā)給ESP8266
                //SC_TYPE_ESPTOUCH
                uint8 phone_ip[4] = {0};

                os_memcpy(phone_ip, (uint8*)pdata, 4);
                os_printf("Phone ip: %d.%d.%d.%d\n",phone_ip[0],phone_ip[1],phone_ip[2],phone_ip[3]);
            } else {//練成完成，如果是使用的Airkiss方式，到這一步還沒(méi)有完成，還會(huì)跟微信進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，應(yīng)該告知微信配網(wǎng)完成之類的
                //SC_TYPE_AIRKISS - support airkiss v2.0
                airkiss_start_discover();//開(kāi)始Airkiss內(nèi)網(wǎng)發(fā)現(xiàn)
            }
            smartconfig_stop();//SmartConfig 完成
            break;
    }

}

這里的代碼稍微有點(diǎn)多，不過(guò)其實(shí)是三種模式，SmartConfig模式、Airkiss模式、SmartConfigAirkiss混合模式，這是樂(lè)鑫官方給出的例子，某些步驟我按我的理解給注釋了一下，大家可以仔細(xì)閱讀以下看看，其中需要注意的是在調(diào)用smartconfig_start函數(shù)之前必須先調(diào)用smartconfig_set_type函數(shù)聲明配網(wǎng)模式類型。

• Airkiss配網(wǎng)
  與SmartConfig類似，代碼在上邊，大家可以看一下。

• Web頁(yè)面配置
  Web頁(yè)面配置也相對(duì)不是很難，主要是對(duì)表單的處理，但是要把網(wǎng)頁(yè)寫(xiě)在ESP8266的flash中，最近沒(méi)什么時(shí)間，等改天有時(shí)間了再給大家分析一下，不過(guò)ESP8266內(nèi)置網(wǎng)頁(yè)的Demo在我的Github倉(cāng)庫(kù)中有一個(gè)，大家感興趣的可以先去看一下，然后看一下自己是否能實(shí)現(xiàn)。

最后上一段小視頻，手機(jī)錄制的，不是很好，大家將就著看，還有些小瑕疵，這里就不剪了。也怪麻煩的，主要看一下流程，可能講的也不是很詳細(xì)，有什么建議可以私信我哦~

視頻有點(diǎn)大，處理后再上傳~(后期可以在B站觀看)

附上我的倉(cāng)庫(kù)地址：
makingfunxyz-esp8266

歡迎大家Star,您的鼓勵(lì)是我最大的動(dòng)力，有問(wèn)題可以私信我，或者提交issues~

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