【ESP32】ESP-IDF开发 | WiFi开发 | AP模式 + 基站连接例程

1. 简介

前面一篇讲了WiFi的基站模式，演示了怎么编程连接AP，所以这一篇讲一讲AP模式，ESP32作AP，让其他的设备连接自己。

1.1 DHCP

这里需要补充一个知识点——DHCP服务器。当基站连接一个AP时，会被分配一个IP，那么这个IP一般就是通过AP中的DHCP服务器来分配的。

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol），全称动态主机配置协议，其可以实现网络动态合理地分配IP地址给主机使用。它主要的特定是可以统一管理、分配IP地址；同时提出了IP地址租期的概念，使得IP地址能更高效使用。

1.2 信道

配置AP时，可能会涉及到配置信道，信道通俗讲就是不同的频率段。像2.4G频段，一共有14个信道，每个信道的频宽为22MHz，正常来说只有中间的20MHz是能用的，其余的2MHz是保险频段而已。

AP能配置的信道数是跟它支持的频宽有关的，像ESP32最大频宽是40MHz，所以它可以配置2个信道。一个要注意的点是，相邻的信道其实是有重叠的，所以设置的时候我们最好选择互不重叠的信道；这种信道有4组，1/6/11、2/7/12、3/8/13和4/9/14。

另外一个要注意的点是，每个国家开放给民用的信道是不同的；像中国的话，支持1-13信道。

1.3 编程流程

1. 初始化阶段

调用 esp_event_loop_create() 创建一个系统事件任务，并初始化应用程序事件的回调函数；
调用 esp_netif_init() 创建一个 LwIP 核心任务，并初始化 LwIP 相关工作；
调用 esp_netif_create_default_wifi_sta() 创建有TCP/IP堆栈的默认网络接口实例绑定station；
调用函数 esp_wifi_init() 创建 Wi-Fi 驱动程序任务，并初始化 Wi-Fi 驱动程序；

2. 配置阶段

调用函数 esp_wifi_set_mode() 将 Wi-Fi 模式配置为 station 模式；
调用 esp_wifi_set_protocol() 设置 WiFi 支持的协议（可选，默认是全开）；
调用 esp_wifi_set_bandwidth() 设置 WiFi 支持的带宽（可选）；
调用 esp_wifi_set_country_code() 设置国家代码（可选）；
调用函数 esp_wifi_set_config() 配置AP；

3. 启动阶段

调用 esp_wifi_start() 启动 Wi-Fi 驱动程序；
调用 esp_event_handler_instance_register() 注册对应的事件回调到应用当中；

4. 连接阶段

WIFI_EVENT_AP_STACONNECTED 事件触发，应用回调作处理；

5. 断开阶段

WIFI_EVENT_AP_STADISCONNECTED 事件触发，应用回调作处理。

2. 例程

这个例程会配置ESP32作为AP，然后使用手机去连接ESP32。

#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/queue.h"
#include "freertos/semphr.h"
#include "esp_system.h"
#include "esp_wifi.h"
#include "esp_event.h"
#include "esp_log.h"
#include "esp_mac.h"
#include "nvs_flash.h"#include "lwip/err.h"
#include "lwip/sys.h"#include <string.h>#define TAG "app"
#define AP_SSID "ESP32"
#define AP_PASS "12345678"static 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) {wifi_event_ap_staconnected_t* event = (wifi_event_ap_staconnected_t*) event_data;ESP_LOGI(TAG, "station "MACSTR" join, AID=%d", MAC2STR(event->mac), event->aid);} else if (event_id == WIFI_EVENT_AP_STADISCONNECTED) {wifi_event_ap_stadisconnected_t* event = (wifi_event_ap_stadisconnected_t*) event_data;ESP_LOGI(TAG, "station "MACSTR" leave, AID=%d, reason=%d", MAC2STR(event->mac), event->aid, event->reason);}
}int app_main()
{/* 初始化NVS */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());ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_init());}/* 初始化WiFi协议栈 */ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());esp_netif_create_default_wifi_ap();wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(WIFI_EVENT,ESP_EVENT_ANY_ID,&wifi_event_handler,NULL,NULL));wifi_config_t wifi_config = {.ap = {.ssid = AP_SSID,.ssid_len = strlen(AP_SSID),.channel = 1,.password = AP_PASS,.max_connection = 10,.authmode = WIFI_AUTH_WPA_WPA2_PSK,},};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());ESP_LOGI(TAG, "WiFi AP running at SSID: %s, password:%s", AP_SSID, AP_PASS);return 0;
}

总体的编程流程跟前面的介绍是大差不差的，这里主要讲一下配置AP的这个结构体；下面只挑几个常用的讲。

typedef struct {uint8_t ssid[32];uint8_t password[64];uint8_t ssid_len;uint8_t channel;wifi_auth_mode_t authmode;uint8_t ssid_hidden;uint8_t max_connection;uint16_t beacon_interval;uint8_t csa_count;uint8_t dtim_period;wifi_cipher_type_t pairwise_cipher;bool ftm_responder;wifi_pmf_config_t pmf_cfg;wifi_sae_pwe_method_t sae_pwe_h2e;
} wifi_ap_config_t;

ssid：SSID，就是我们所说的WiFi名；
password：WiFi密码；
ssid_len：SSID长度；
channel：信道，默认为1，设置时最好查询自己国家支持的信道；
authmode：授权模式，如果不需要密码就用 WIFI_AUTH_OPEN，一般的话就选 WIFI_AUTH_WPA_WPA2_PSK 可以覆盖常用的几种授权方式；
ssid_hidden：是否隐藏SSID，使能之后AP就不会广播自己的SSID，进行AP扫描的时候就扫不出来了；
max_connection：最大连接数，默认是10，最大是15；
beacon_interval：beacon 间隔，范围为100 ~ 60000ms，默认为100ms；这个就是AP广播SSID的包间隔。