關於esp32的省電模式的WiFi鏈接 ESP32做爲接入點AP

 

　　對於ESP32，其做爲一款集成了2.4GHz WiFi和藍牙雙模塊的單芯片，全部基於wifi和藍牙開發是學習esp32的重要一環，今天WiFi原理和網絡結構 能夠點擊連接進行詳細的瞭解，這裏就不作詳細的敘述了，本文重點講解省電模式下的WiFi是如何鏈接上路由器的，重點是相關API接口和編程方法的介紹。本文源碼地址在：esp-idf/examples/wifi/power_save裏。源碼完成了對ESP32的低功耗模式的設置，並經過menuconfig將接入點AP的名稱和密碼賦值給ESP32，使ESP32做爲一個站點STA接入到接入點AP（即路由器）中。

PART1:

定義基本參數

/*set the ssid and password via "make menuconfig"*/
#define DEFAULT_SSID CONFIG_WIFI_SSID
#define DEFAULT_PWD CONFIG_WIFI_PASSWORD

#if CONFIG_POWER_SAVE_MODEM
#define DEFAULT_PS_MODE WIFI_PS_MODEM
#elif CONFIG_POWER_SAVE_NONE
#define DEFAULT_PS_MODE WIFI_PS_NONE
#else
#define DEFAULT_PS_MODE WIFI_PS_NONE
#endif /*CONFIG_POWER_SAVE_MODEM*/

　這裏首先將AP端的名稱和密碼賦值給ESP32，使ESP32能夠鏈接上接入點AP,這裏的CONFIG_WIFI_SSID和CONFIG_WIFI_PASSWORD即爲路由器端的名稱和密碼，他們在源碼中是看不到的，它們的定義是在Kconfig.projbuild中定義的，咱們能夠經過make menconfig對其進行賦值。具體操做以下：

選擇Example Configuration後

　　　　在WIFI SSID和WIFI Password中分別將路由器的名稱和密碼賦值給ESP32。

　　（固然，你也能夠不經過menucofig而對ESP32直接進行賦值）

　　緊隨其後的即是對ESP32工做模式的設置，一樣，其也能夠經過menuconfig進行設置。

PART2:

進程打印函數

static const char *TAG = "power_save";


static esp_err_t event_handler(void *ctx, system_event_t *event)
{
    switch(event->event_id) {
    case SYSTEM_EVENT_STA_START:
    ESP_LOGI(TAG, "SYSTEM_EVENT_STA_START");
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_connect());
    break;
    case SYSTEM_EVENT_STA_GOT_IP:
    ESP_LOGI(TAG, "SYSTEM_EVENT_STA_GOT_IP");
    ESP_LOGI(TAG, "got ip:%s\n",
        ip4addr_ntoa(&event->event_info.got_ip.ip_info.ip));
        break;
    case SYSTEM_EVENT_STA_DISCONNECTED:
    ESP_LOGI(TAG, "SYSTEM_EVENT_STA_DISCONNECTED");
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_connect());
    break;
    default:
        break;
    }
    return ESP_OK;
}

　　 本部分主要是將ESP32的工做信息，打印出來,對返回的任務通知進行switch分析，若是鏈接上了，就打印sta_start消息，並再次執行esp_err_t esp_wifi_connect（ void ）將ESP32 WiFi站鏈接到AP，第二次獲得返回任務通知SYSTEM_EVENT_STA_GOT_IP，並調用  ip4addr_ntoa(&event->event_info.got_ip.ip_info.ip));將數字IP地址轉換爲十進制點ASCII表示法。，此時顯示鏈接到的AP的IP和MAC地址。

若是沒有鏈接上AP，一樣會一直執行esp_err_t esp_wifi_connect（ void ），直到將ESP32 WiFi站鏈接到AP爲止。

 

PART3:

WIFI設置和耗電設置

/*init wifi as sta and set power save mode*/
static void wifi_power_save(void)
{
    tcpip_adapter_init();
    ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_init(event_handler, NULL));
    
    wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));
    wifi_config_t wifi_config = {
    .sta = {
        .ssid = DEFAULT_SSID,
        .password = DEFAULT_PWD
    },
    };
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA));
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(ESP_IF_WIFI_STA, &wifi_config));
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());

    ESP_LOGI(TAG, "esp_wifi_set_ps().");
    esp_wifi_set_ps(DEFAULT_PS_MODE);
}

 　　wifi_power_save首先調用 tcpip_adapter_init();函數對底層庫的TCP/IP協議進行調用，而後檢測esp_event_loop_init是否初始化完成。

以後即是進行wifi的設置，首先用esp_wifi_init(&cfg)對WIFI的內存空間進行設置，初始化WiFi Alloc資源爲WiFi驅動，如WiFi控制結構，RX / TX緩衝區，WiFi NVS結構等，此WiFi也啓動WiFi任務。（注意;在調用全部其餘WiFi API以前，必須先調用此API）

而後設置ESP32 STA或AP的配置。

 wifi_config_t wifi_config = { .sta = {　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 .ssid = DEFAULT_SSID,　　　　　　　　　　　　　　//設置要鏈接的AP的接入點名稱和密碼 .password = DEFAULT_PWD }, };

(注意

1.只有當指定的接口被啓用時，才能調用這個API，不然API會失敗

2.對於站配置，bssid_set須要爲0; 只有當用戶須要檢查AP的MAC地址時，才須要1。

3. ESP32僅限一個通道，所以在軟AP +站模式下，軟AP將自動調整其通道與ESP32站的通道相同。)

 經過esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA)將WiFi操做模式設置爲站，軟AP或站+軟AP，默認模式爲軟AP模式。

esp_wifi_set_config設置ESP32 STA或AP的配置。

最後經過esp_wifi_start()根據當前配置啓動WiFi,

並經過 esp_wifi_set_ps(DEFAULT_PS_MODE);設置當前節電類型。

PART4:

APP_main函數

void app_main()
{
    // Initialize NVS
    esp_err_t ret = nvs_flash_init();
    if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES) {
        ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
        ret = nvs_flash_init();
    }
    ESP_ERROR_CHECK( ret );

    wifi_power_save();
}

 app_main函數主要是對NVS完成基本的初始化操做（關於NVS，能夠在ESP32彙總中進行詳細瞭解），保證數據的緩存空間，而後調用 wifi_power_save();函數完成WIFI設置。

 

PART5:

實驗現象

　　　程序燒寫完成後，打開minicom，能夠看到以下的打印信息

打開windows的cmd（這裏筆記本和ESP32接入的是同一個AP），對AP分配的ESP32的IP進行ping操做，觀察可否PING通。操做結果以下：

至此，基於省電模式的WIFI連接就設計完成了。

 

PART6:編程詳情

　　　

　　　一旦ESP32已經設置了站點配置細節，其中包括SSID和password，咱們準備好鏈接到目標訪問點後。 功能 esp_wifi_connect() 將造成的鏈接。你鏈接了後ESP32中的任何內容都不會阻塞，一樣也不會影響到這個功能。

　　　　在一段時間之後，當其實際的鏈接起來後，咱們會看到兩個回調事件發生， 首先是 SYSTEM_EVENT_STA_CONNECTED 代表咱們有鏈接到接入點。 第二個事件是 SYSTEM_EVENT_STA_GOT_IP 其表示咱們已經被DHCP服務器分配了一個IP地址。只有這樣咱們才能真正參與通信。若是咱們正在使用靜態IP地址，那麼咱們只會看到鏈接的事件。

　　　咱們從接入點斷開鏈接時，咱們將看到一個SYSTEM_EVENT_STA_DISCONNECTED 事件。從先前鏈接的 斷開接入點咱們調用esp_wifi_disconnect()完成，

 　　　關於與接入點鏈接的進一步考慮是自動鏈接的想法。 有一個布爾標誌存儲在閃存中指示ESP32是否應嘗試自動鏈接到最後一個使用的接入點。 若是設置爲true，那麼以後在設備啓動後，你無需調用任何API函數，它將嘗試鏈接到最後使用的接入點。  這是一個

方便選項，可是我更喜歡關閉。 一般我想在個人設備中進行控制來肯定是否自動鏈接，是否自動鏈接，咱們能夠經過調用esp_wifi_set_auto_connect()。

　　　　另外，當咱們鏈接到接入點時，咱們的設備正在成爲一個station。 鏈接到接入點AP不是自動的，意味着咱們如今有一個IP地址。 咱們堅持必須從DHCP服務器請求已創建的IP地址。 這可能須要幾秒。在某些狀況下，咱們可讓設備請求特定的IP。 這能夠更快的鏈接時間。 若是咱們指定數據，咱們也須要提供DNS信息，若是咱們須要鏈接到DNS服務器的名字解析度。

這是分配給咱們一個特定IP地址的邏輯片斷：
#include <lwip / sockets.h>
 
//咱們但願咱們的設備擁有的IP地址。
#define DEVICE_IP「192.168.1.99」
 
//咱們但願發送數據包的網關地址
//這一般是咱們的接入點。
的#define DEVICE_GW 「192.168.1 1」
 
//網絡掩碼規範。
#define DEVICE_NETMASK「255.255.255.0」
 
//咱們但願鏈接的接入點的身份。
#define AP_TARGET_SSID「RASPI3」
 
//咱們須要提供給接入點進行受權的密碼。
#define AP_TARGET_PASSWORD「password」

 
 
esp_err_t wifiEventHandler（void * ctx，system_event_t * event）
{
返回ESP_OK;
}
 
 
//代碼片斷在這裏...
nvs_flash_init（）;
tcpip_adapter_init（）;
 
tcpip_adap ter_dhcpc_stop（TCPIP_ADAPTER_IF_STA）;
tcpip_adapter_ip_info_t ipInfo;
 
inet_pton（AF_INET，DEVICE_IP，＆ipInfo.ip）;
inet_pton（AF_INET，DEVICE_GW，＆ipInfo.gw）;
inet_pton（AF_INET，DEVICE_NETMASK，＆ipInfo.netmask）;
tcpip_ada pter_set_ip_info（TCPIP_ADAPTER_IF_STA，＆ipInfo）;
 
ESP_ERROR_CHECK（esp_event_loop_init（wifiEventHandler，NULL））;
wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT（）;
ESP_ERROR_CHECK（esp_wifi_init（＆cfg））;
ESP_ERROR_CHECK（esp_wifi_set_storage（WIFI_ST ORAGE_RAM））;
ESP_ERROR_CHECK（esp_wifi_set_mode（WIFI_MODE_STA））;
wifi_config_t sta_config = {
.sta = {
.ssid = AP_TARGET_SSID，
.password = AP_TARGET_PASSWORD，
.bssid_set = 0
}
};
ESP_ERROR_CHECK（esp_wifi_set_config（WI FI_IF_STA，＆sta_config））;
ESP_ERROR_CHECK（esp_wifi_start（））;
ESP_ERROR_CHECK（esp_wifi_connect（））;

 

 

 

 

做爲接入點AP

　　　　到目前爲止，咱們只將ESP32做爲了接入接入點的WiFi站

　　　　但它也具備做爲一個接入點使其餘WiFi設備（站)鏈接的能力 。爲了成爲一個接入點，咱們須要定義容許其餘的SSID設備來區分咱們的網絡。 這個SSID能夠被標記爲爲hidden， 若是咱們不但願它在掃描中找到。 另外咱們還要提供認證方式當臺站但願與咱們聯繫時，將使用該功能。 這是用來容許

的，實際的將ES32實例做爲接入點AP請看下一篇文章

ESP32做爲接入點AP

　　　　　　　　

相關知識：wifi相關的API接口