在前面网络篇TCP通信中，我们用到了Wi-Fi功能，但是没有细讲，今天我们在这篇文章中仔细探讨一下ESP8266的Wi-Fi联网过程，以及各种方式的配网过程是如何实现的。文章中难免有疏漏或不正确的地方，如遇不正确的表述还请指出，本系列文章现在在知乎和简书同步更新。
开始写之前，我们先来看一下为什么设备需要配网呢？
我们来先看个图片：
假如你买了一个智能插座，想让它连接到家里的Wi-Fi，但是智能插座又没有键盘和触摸屏此时你该怎么操作呢？总不能拆开然后重新给它写个程序吧！此时就需要我们的智能配网模式出马了， SmartConfig最先是TI开始研究的，其实类似的协议有很多，各家也都有各家的称呼，乐鑫这里也还是叫SmartConfig，但是配网模式也不仅仅局限于SmartConfig，还是有很多方式可以做到的，比如看下边~
下面分析一下几种配网方式和优缺点：
- 直接配网 -> SSID(Wi-Fi名称)和PWD(Wi-Fi密码)保存在设备中(每次修改都要重新烧录代码)
- ap配网 -> 设备处于路由模式下等待客户端发送来SSID和PWD(可以随时修改，不易于操作)
- web配置 -> 设备内做了个小web服务器通过网页交换SSID和PWD(界面化操作，流程繁琐)
- SmartConfig -> 手机通过软件发送UDP广播包(包含SSID和PWD，界面化操作，操作简单)
- Airkiss -> 类似与SmartConfig，可以使用微信公众号直接配置(界面化操作，不需要装APP)
- 零配 -> 以配网设备为未配网设备配网，两个设备间数据交互(AliOS-Things中有涉及)
- 蓝牙配网 -> 利用蓝牙设备配网，蓝牙模块跟ESP8266串口数据交互(未使用过，不做评价)
目前应该就这几种吧，据我了解应该就这几种了，每种方式都有一定的优缺点，本篇文章先给大家讲解一下前五种方式，零配方式目前我还没有尝试过，后面实际开发过，再给大家讲解如何使用，至于蓝牙配网手头没有蓝牙模块，这里也不给大家讲了，不过思路是很简单的，大家如果有蓝牙模块，或者有BLE开发经验，相信自己摸索一下就可以做出来了。
- 直接配网
这里叫直接配网应该不是很妥当，其实就是将SSID和PWD直接写在了固件中，设备上电后会去搜索保存的SSID，如果搜索到指定的SSID后就用保存的PWD去连接Wi-Fi，TCP通信那片文章中我们就是用的这种方式，我们先来回顾一下，在user_config.c文件中有如下定义：
这就是我们保存的Wi-Fi名称和密码，然后我们在user_init函数中直接调用的是Wi-Fi连接函数：
可以看出，我们是直接使用保存的信息去进行Wi-Fi操作的，这种方式比较简单，这里就不再做具体的讲解了。
- ap配网
AP(Access Point)模式，就是我们常说的路由模式，这里的思路是ESP8266上电进入AP模式开启TCP Server，然后手机或者PC连接ESP8266的热点，然后作为TCP Client去连接Server进行数据交互，TCP数据交互我们在前面的文章中给大家讲过，这里我们主要讲一下ESP8266怎么开启AP模式，还有为什么我们让ESP8266作为TCP Server呢？其实主要是ESP8266做Server去监听固定端口更方便Client去连接，加入我们手机或者PC做Server，万一遇到端口不可用，那岂不是没办法去交互数据了？所以我们让ESP8266做Server很显然是更妥当一点。
还有比较重要的一点就是数据格式，数据格式就像我们交流的语言一样，是两者都能够"听懂"，"读懂"的，我们这里使用一种非常常见的数据格式 -> JSON，相信很多人都有听说过，或者使用过，我们选择JSON，是因为它的格式固定，并且易于解析，这里我们使用cJSON库去解析，官方SDK中虽然也有JSON API，但是由于我一直都是使用cJSON，对cJSON库还是比较喜欢的，而且是用标准C写的，跨平台so easy，项目地址戳卡片：
使用cJSON非常简单，只需要添加一个头文件和源文件就好了，但是在ESP8266上使用还是要修改很多东西的，这里就先不细讲了，大家可以先下载我的工程，直接使用，后面我们再单独讲一下JSON。
我们先规定一下数据格式吧，还不了解JSON的话可以先去了解一下，很简单的其实，就是Key-Value型的键值对，就是一个名字对应一个值，这里我们就简单定一个格式吧！
其中XXXXXXXX和XXXXXXXX都是需要替换成你的实际Wi-Fi名称和密码，剩下两项没有实际意义，只是防止有人不署名转载，然后帮助读者回到正确的车上~啊哈哈哈！
我们来分析一下代码吧，跟之前的TCP通信差不多，这是这里对收到的数据做了进一步处理，我们只看关键代码好了：
1 /** 2 * TCP Server数据接收回调函数，可以在这处理收到Client发来的数据 3 */ 4 static void ICACHE_FLASH_ATTR 5 tcp_server_recv_cb(void *arg,char *pdata,unsigned short len){ 6 os_printf("tcp server receive tcp client data "); 7 os_printf("length: %d data: %s ",len,pdata); 8 9 //TO DO 10 11 /** 12 *process the receive data 13 */ 14 AP_recv_data_process(pdata);//在TCP Server接收回调函数中，新增了数据处理函数 15 }
然后我们再看看AP_recv_data_process函数是如何处理的：
1 /** 2 * AP配网模式处理TCP client发送来的数据 3 */ 4 void ICACHE_FLASH_ATTR 5 AP_recv_data_process(uint8 *pdata){ 6 7 cJSON *root = cJSON_Parse(pdata);//将一个JSON数据包，按照cJSON结构体的结构序列化整个数据包，并在堆中开辟一块内存存储cJSON结构体 8 //成功返回一个指向内存块中的cJSON指针，失败返回NULL，表示JSON格式不正确 9 if(root != NULL){ 10 uint8 *SSID = cJSON_GetObjectItem(root,"SSID")->valuestring;//解析SSID key对应的Value值，也就是我们发送的Wi-Fi名称 11 uint8 *PWD = cJSON_GetObjectItem(root,"PWD")->valuestring;//解析PWD key对应的Value值，也就是我们发送的Wi-Fi密码 12 uint8 *Author = cJSON_GetObjectItem(root,"Author")->valuestring;// 13 uint8 *zhuanlan = cJSON_GetObjectItem(root,"zhuanlan")->valuestring;// 14 os_printf(" Author: %s zhuluan: %s",Author,zhuanlan); 15 16 os_printf("SSID: %s PWD: %s ",SSID,PWD);//打印我们收到的密码 17 18 wifi_set_opmode(STATION_MODE);//设置WiFi模式为STATION模式 19 WIFI_Connect(SSID, PWD, wifiConnectCb);//连接目标WiFi 20 }else{ 21 os_printf("json data format error! ");//收到的数据不正确就打印 22 } 23 24 cJSON_Delete(root);//解析完JSON后一定要记得释放！ 25 }
在此函数中，我们只需对收到的数据简单一处理，就得到了我们需要的Wi-Fi名称和密码，然后我们就可以快快乐乐的去连接Wi-Fi了~，这里AP配网模式是按键触发的，我们在WIFI_Connect函数中调用了wifi_station_set_config函数，下次上电是会直接连接这次我们配置的Wi-Fi的~
- SmartConfig配网
下面我们再来分析一下SmartConfig配网模式，其实SmartConfig模式与Airkiss模式基本是一致的，主要不同就是发数据包方式还是有点不同的：
- SmartConfig 组播,通过长度编码
- Airkiss 全网广播,通过长度编码
别的区别的话就是代码有些不同了，下面我们来实际分析一下：
1 /** 2 * SmartConfig 测试代码 3 */ 4 void ICACHE_FLASH_ATTR 5 SmartConfig_test(void){ 6 smartconfig_set_type(SC_TYPE_ESPTOUCH);//设置快连模式类型，必须在smartconfig_start之前调用 7 wifi_set_opmode(STATION_MODE); 8 smartconfig_start(smartconfig_done); 9 } 10 11 /** 12 * Airkiss 测试代码 13 */ 14 void ICACHE_FLASH_ATTR 15 Airkiss_test(void){ 16 smartconfig_set_type(SC_TYPE_AIRKISS);//设置快连模式类型，必须在smartconfig_start之前调用 17 wifi_set_opmode(STATION_MODE); 18 smartconfig_start(smartconfig_done); 19 } 20 21 /** 22 * SmartConfig Airkiss 测试代码 23 */ 24 void ICACHE_FLASH_ATTR 25 SmartConfig_Airkiss_test(void){ 26 27 smartconfig_set_type(SC_TYPE_ESPTOUCH_AIRKISS);//设置快连模式类型，必须在smartconfig_start之前调用 28 wifi_set_opmode(STATION_MODE); 29 smartconfig_start(smartconfig_done); 30 } 31 32 33 /*=================================== 34 * Smartconfig Airkiss FUNCTIONS * 35 ====================================*/ 36 37 /** 38 * 39 */ 40 const airkiss_config_t akconf = 41 { 42 (airkiss_memset_fn)&memset, 43 (airkiss_memcpy_fn)&memcpy, 44 (airkiss_memcmp_fn)&memcmp, 45 0, 46 }; 47 48 /** 49 * 50 */ 51 LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR 52 airkiss_wifilan_time_callback(void) 53 { 54 uint16 i; 55 airkiss_lan_ret_t ret; 56 57 if ((udp_sent_cnt++) >30) { 58 udp_sent_cnt = 0; 59 os_timer_disarm(&ssdp_time_serv);//airkiss_wifilan_time_callback运行三十次后停止运行 60 //return; 61 } 62 //设置本地udp发送端口号，IP地址设置成255.255.255.255是进行广播，UDP有单播，多播和广播三种模式 63 ssdp_udp.remote_port = DEFAULT_LAN_PORT; 64 ssdp_udp.remote_ip[0] = 255; 65 ssdp_udp.remote_ip[1] = 255; 66 ssdp_udp.remote_ip[2] = 255; 67 ssdp_udp.remote_ip[3] = 255; 68 lan_buf_len = sizeof(lan_buf); 69 70 ret = airkiss_lan_pack(AIRKISS_LAN_SSDP_NOTIFY_CMD, 71 DEVICE_TYPE, DEVICE_ID, 0, 0, lan_buf, &lan_buf_len, &akconf); 72 if (ret != AIRKISS_LAN_PAKE_READY) { 73 os_printf("Pack lan packet error!"); 74 return; 75 } 76 77 ret = espconn_sendto(&pssdpudpconn, lan_buf, lan_buf_len); 78 if (ret != 0) { 79 os_printf("UDP send error!"); 80 } 81 os_printf("Finish send notify! ");//UDP发送完成 82 } 83 84 /** 85 * 86 */ 87 LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR 88 airkiss_wifilan_recv_callbk(void *arg, char *pdata, unsigned short len) 89 { 90 uint16 i; 91 remot_info* pcon_info = NULL; 92 93 airkiss_lan_ret_t ret = airkiss_lan_recv(pdata, len, &akconf); 94 airkiss_lan_ret_t packret; 95 96 switch (ret){ 97 case AIRKISS_LAN_SSDP_REQ: 98 espconn_get_connection_info(&pssdpudpconn, &pcon_info, 0); 99 os_printf("remote ip: %d.%d.%d.%d ",pcon_info->remote_ip[0],pcon_info->remote_ip[1], 100 pcon_info->remote_ip[2],pcon_info->remote_ip[3]); 101 os_printf("remote port: %d ",pcon_info->remote_port); 102 103 pssdpudpconn.proto.udp->remote_port = pcon_info->remote_port; 104 os_memcpy(pssdpudpconn.proto.udp->remote_ip,pcon_info->remote_ip,4); 105 ssdp_udp.remote_port = DEFAULT_LAN_PORT; 106 107 lan_buf_len = sizeof(lan_buf); 108 packret = airkiss_lan_pack(AIRKISS_LAN_SSDP_RESP_CMD, 109 DEVICE_TYPE, DEVICE_ID, 0, 0, lan_buf, &lan_buf_len, &akconf); 110 111 if (packret != AIRKISS_LAN_PAKE_READY) { 112 os_printf("Pack lan packet error!"); 113 return; 114 } 115 116 os_printf(" "); 117 for (i=0; i<lan_buf_len; i++) 118 os_printf("%c",lan_buf[i]); 119 os_printf(" "); 120 121 packret = espconn_sendto(&pssdpudpconn, lan_buf, lan_buf_len); 122 if (packret != 0) { 123 os_printf("LAN UDP Send err!"); 124 } 125 126 break; 127 default: 128 os_printf("Pack is not ssdq req!%d ",ret); 129 break; 130 } 131 } 132 133 /** 134 * 135 */ 136 void ICACHE_FLASH_ATTR 137 airkiss_start_discover(void) 138 { 139 ssdp_udp.local_port = DEFAULT_LAN_PORT;//设置本地端口 140 pssdpudpconn.type = ESPCONN_UDP;//设置通信方式为UDP 141 pssdpudpconn.proto.udp = &(ssdp_udp);// 142 espconn_regist_recvcb(&pssdpudpconn, airkiss_wifilan_recv_callbk);//注册收到数据回调函数 143 espconn_create(&pssdpudpconn);//创建一个UDP传输 144 145 os_timer_disarm(&ssdp_time_serv); 146 os_timer_setfn(&ssdp_time_serv, (os_timer_func_t *)airkiss_wifilan_time_callback, NULL);//注册airkiss定时回调函数 147 os_timer_arm(&ssdp_time_serv, 1000, 1);//1s 148 } 149 150 /** 151 * 152 */ 153 static void ICACHE_FLASH_ATTR 154 smartconfig_done(sc_status status, void *pdata) 155 { 156 switch(status) { 157 case SC_STATUS_WAIT://连接未开始，请勿在此阶段开始连接 158 os_printf("SC_STATUS_WAIT "); 159 break; 160 case SC_STATUS_FIND_CHANNEL://请在此阶段开启APP进行配对 161 os_printf("SC_STATUS_FIND_CHANNEL "); 162 break; 163 case SC_STATUS_GETTING_SSID_PSWD://获取到Wi-Fi名称和密码 164 os_printf("SC_STATUS_GETTING_SSID_PSWD "); 165 sc_type *type = pdata; 166 if (*type == SC_TYPE_ESPTOUCH) {//判断类型，在这一步发来的数据pdata中应该有配置类型 167 os_printf("SC_TYPE:SC_TYPE_ESPTOUCH "); 168 } else { 169 os_printf("SC_TYPE:SC_TYPE_AIRKISS "); 170 } 171 break; 172 case SC_STATUS_LINK://开始连接Wi-Fi 173 os_printf("SC_STATUS_LINK "); 174 struct station_config *sta_conf = pdata; 175 176 wifi_station_set_config(sta_conf); 177 wifi_station_disconnect(); 178 wifi_station_connect(); 179 break; 180 case SC_STATUS_LINK_OVER://获取到IP，连接路由完成 181 os_printf("SC_STATUS_LINK_OVER "); 182 if (pdata != NULL) {//连接完成，如果使用的是SmartConfig，此时手机会将自己的IP地址发给ESP8266 183 //SC_TYPE_ESPTOUCH 184 uint8 phone_ip[4] = {0}; 185 186 os_memcpy(phone_ip, (uint8*)pdata, 4); 187 os_printf("Phone ip: %d.%d.%d.%d ",phone_ip[0],phone_ip[1],phone_ip[2],phone_ip[3]); 188 } else {//练成完成，如果是使用的Airkiss方式，到这一步还没有完成，还会跟微信进行数据交互，应该告知微信配网完成之类的 189 //SC_TYPE_AIRKISS - support airkiss v2.0 190 airkiss_start_discover();//开始Airkiss内网发现 191 } 192 smartconfig_stop();//SmartConfig 完成 193 break; 194 } 195 196 }
这里的代码稍微有点多，不过其实是三种模式，SmartConfig模式、Airkiss模式、SmartConfigAirkiss混合模式，这是乐鑫官方给出的例子，某些步骤我按我的理解给注释了一下，大家可以仔细阅读以下看看，其中需要注意的是在调用smartconfig_start函数之前必须先调用smartconfig_set_type函数声明配网模式类型。
- Airkiss配网
与SmartConfig类似，代码在上边，大家可以看一下。
- Web页面配置
Web页面配置也相对不是很难，主要是对表单的处理，但是要把网页写在ESP8266的flash中，最近没什么时间，等改天有时间了再给大家分析一下，不过ESP8266内置网页的Demo在我的Github仓库中有一个，大家感兴趣的可以先去看一下，然后看一下自己是否能实现。
最后上一段小视频，手机录制的，不是很好，大家将就着看，还有些小瑕疵，这里就不剪了。也怪麻烦的，主要看一下流程，可能讲的也不是很详细，有什么建议可以私信我哦~
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