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ESP32开发入门(五)：WiFi 开发实践

news 来源：原创 2025/5/11 15:51:12

ESP32-S3是乐鑫推出的WiFi+蓝牙双模芯片，内置32位双核处理器，具有丰富的IO接口和外设。下面我将基于ESP32-S3介绍ESP32系列的WiFi功能开发实践。

一、WiFi简介

WiFi（Wireless Fidelity，无线保真）是一种基于 IEEE 802.11 标准的无线局域网（WLAN）技术，允许电子设备通过无线方式连接到互联网或局域网。WiFi 使用无线电波在设备之间传输数据，通常工作在 2.4GHz 和 5GHz 频段。

WiFi 的工作模式

WiFi 设备可以工作在不同的模式下，以适应不同的网络需求和环境。以下是常见的 WiFi 工作模式：

STA（Station）模式（客户端模式）
- 设备作为客户端连接到现有的 WiFi 网络（如无线路由器或热点）。
- 例如：手机、笔记本电脑连接到家庭 WiFi 路由器。
AP（Access Point，接入点）模式
- 设备充当 WiFi 热点，允许其他设备（STA）连接到它。
- 例如：无线路由器提供 WiFi 接入服务。
AP+STA 模式（混合模式）
- 设备同时作为 AP（提供 WiFi 热点）和 STA（连接到另一个 WiFi 网络）。
- 例如：无线中继器或某些物联网设备。
Ad-Hoc 模式（点对点模式）
- 设备之间直接通信，无需通过 AP 中转。
- 适用于临时组网，如设备间的直接文件传输。
Mesh 模式（网状网络模式）
- 多个设备组成一个自组织、自修复的网络，扩展覆盖范围。
- 通常用于大范围 WiFi 覆盖（如智能家居或企业网络）。
WDS（Wireless Distribution System，无线分布式系统）
- 通过无线链路扩展网络覆盖范围（如多个 AP 之间的无线桥接）。
- 常用于无法布线的环境。
Monitor 模式（监听模式）
- 设备仅监听 WiFi 信号，不主动参与通信。
- 用于网络分析或安全测试（如抓包工具）。
P2P（Wi-Fi Direct，点对点直连）
- 设备之间直接建立高速连接，无需传统 AP。
- 例如：手机与打印机直接通过 WiFi 传输文件。

其中STA、AP、AP+STA三种模式是日常生活中最常见的WiFi模式。这里就基于这3中模式的开发展开讲解。

二、ESP32WiFi开发实践

1、连接WiFi网络（STA模式）

#include <WiFi.h>

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

void connectToWiFi() {Serial.println("正在连接到WiFi...");WiFi.disconnect();WiFi.begin(ssid, password);unsigned long startAttemptTime = millis();while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && millis() - startAttemptTime < 20000) { // 20秒超时delay(500);Serial.print(".");}if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {Serial.println("连接失败!");// 可以在这里添加失败处理逻辑} else {Serial.println("");Serial.println("WiFi连接成功");Serial.print("IP地址: ");Serial.println(WiFi.localIP());}
}

void setup() {Serial.begin(115200);connectToWiFi();
}

void loop() {if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {connectToWiFi();}delay(1000);
}

关键点说明：

WiFi.begin() 启动连接过程
WiFi.status() 检查连接状态
WiFi.localIP() 获取分配的IP地址
Serial.begin(115200)，使用uart0，波特率115200，使用串口助手连接之后非常方便调试。

2、WiFi扫描

扫描周围可用的WiFi网络：

#include <WiFi.h>

void setup() {Serial.begin(115200);// 设置WiFi为STA模式WiFi.mode(WIFI_STA);WiFi.disconnect();delay(100);Serial.println("开始扫描WiFi网络...");// 扫描网络int n = WiFi.scanNetworks();Serial.println("扫描完成");if (n == 0) {Serial.println("没有发现任何网络");} else {Serial.print(n);Serial.println(" 个网络发现");for (int i = 0; i < n; ++i) {// 打印SSID和信号强度Serial.print(i + 1);Serial.print(": ");Serial.print(WiFi.SSID(i));Serial.print(" (");Serial.print(WiFi.RSSI(i));Serial.print(")");Serial.println((WiFi.encryptionType(i) == WIFI_AUTH_OPEN) ? " " : "*");delay(10);}}Serial.println("");
}

void loop() {// 这里不需要做任何事情
}

关键点说明：

WiFi.mode(WIFI_STA)设置WiFi为STA模式
WiFi.scanNetworks()扫描网络

若有兴趣，可以把上述两个程序结合在一起，扫描完成之后选择其中一个网络进行连接。

3、创建WiFi热点（AP模式）

ESP32-S3还可以作为WiFi热点(AP)使用：

#include <WiFi.h>

const char* ssid = "ESP32-S3-AP";
const char* password = "12345678";

void setup() {Serial.begin(115200);// 配置为AP模式WiFi.softAP(ssid, password);Serial.println("WiFi热点已创建");Serial.print("SSID: ");Serial.println(ssid);Serial.print("IP地址: ");Serial.println(WiFi.softAPIP());
}

void loop() {// 显示连接到热点的客户端数量Serial.print("连接设备数: ");Serial.println(WiFi.softAPgetStationNum());delay(3000);
}

关键点说明：

WiFi.softAP(ssid, password)：设置WiFi为AP模式
WiFi.softAPIP()：获取Wifi地址
WiFi.softAPgetStationNum()：获取设备连接数量

4、STA+AP模式

ESP32-S3可以同时作为STA(连接到路由器)和AP(创建热点)：

#include <WiFi.h>

const char* sta_ssid = "你的WiFi名称";
const char* sta_password = "你的WiFi密码";

const char* ap_ssid = "ESP32-S3-AP";
const char* ap_password = "12345678";

void setup() {Serial.begin(115200);// 设置为STA+AP模式WiFi.mode(WIFI_AP_STA);// 连接到路由器WiFi.begin(sta_ssid, sta_password);while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {delay(500);Serial.print(".");}Serial.println("");Serial.println("WiFi连接成功");Serial.print("STA IP地址: ");Serial.println(WiFi.localIP());// 创建热点WiFi.softAP(ap_ssid, ap_password);Serial.println("WiFi热点已创建");Serial.print("AP IP地址: ");Serial.println(WiFi.softAPIP());
}

void loop() {Serial.print("STA状态: ");Serial.println(WiFi.status() == WL_CONNECTED ? "已连接" : "已断开");Serial.print("AP连接设备数: ");Serial.println(WiFi.softAPgetStationNum());delay(3000);
}