ESP8266开发之旅网络篇② ESP8266 工作模式与ESP8266WiFi库

在网络篇①中，博主主要讲解了Arduino上开发ESP8266的插件库 Arduino Core For ESP8266。但是，并没有讲到关于这个模块的工作模式，所以本篇讲着重讲解ESP8266的三种工作模式：

Station模式；
AP模式；
AP兼Station模式；

重点来了，8266编程开发，都是基于以上三种模式中的一种模式来进行开发。所以，开发ESP8266的时候，需要首先确定工作模式。

1. ESP8266工作模式

1.1 Station模式 —— 我想连上谁

Station（STA）模式用于将ESP8266模块连接到由接入点（Access Point，理解为热点）建立的Wi-Fi网络。请查看下图：

Station模式有几个特点，以方便管理的Wi-Fi连接。

在连接丢失的情况下，一旦WiFi再次可用，ESP8266将自动重新连接到最近使用的接入点（Access Point，理解为热点），往往这一点容易出问题（有时路由器重启了，会发现ESP8266一直连接不上路由）。
模块重启也会发生同样的情况。
因为ESP8266将最后使用的接入点认证信息（ssid账号，psw密码）保存到Flash（非易失性）存储器中。
如果在Arduino IDE修改代码，但代码不更改Wi-Fi工作模式或接入点认证信息（ssid账号，psw密码），则ESP8266使用保存在Flash上数据来重新连接。

1.2 AP模式（soft-AP）—— 谁想连上我

AP（Access Point）模式可以理解为Station模式的相反面，用于将ESP8266模块作为接入点建立Wi-Fi网络，供其他Station模式的模块连接进来。请查看下图：

AP模式可以用于Station模式的模块之间交互的中转站（让所有模块处于同一个WiFi网络中）；
在将ESP8266模块（Station模式）连接到wifi之前，一般我们是不知道当前wifi网络的ssid账号和psw密码，那么我们怎么告诉ESP8266呢？
在AP模式下，我们可以使用手机或者笔记本连接到它，然后我们就可以给ESP8266模块发送连接网络的ssid和psw。一旦完成，ESP8266自动切换到Station 模式，就可以连接到目标wifi接入点。

1.3 AP兼Station模式

该模式是以上两种模式的整合。请查看下图：

1.4 核心点

牢牢记住，WiFi有三种工作模式：Station模式、AP模式、AP兼Station模式，这样就足够了。每个ESP8266模块肯定工作于这三种模式之一，当然除非你没用WIFI功能，把它当做arduino开发版用。

2. ESP8266WiFi库

前面我们总体上介绍了ESP8266工作模式，同时我们也了解到 Arduino IDE上主要通过 Arduino Core For ESP8266这个核心库来开发ESP8266功能，并且也谈论到这个核心库其实包含了众多小核心库，包括ESP8266WiFi、ESP8266WebServer、ESP8266HTTPClient、ESP8266mDNS等等。虽然我们实际开发中并不会说全部库都会使用起来，但是至少需要形成一个意识，那就是：Arduino core for ESP8266库，在8266 sdk基础上给我们提供了很多操作方式。
其中，博主觉得最核心最重要的一个库就是ESP8266WiFi（后面我们代码中你会经常看到 #inclue<ESP8266WiFi.h>，那时你就应该知道这个库具体是用来做什么的）

2.1 ESP8266WiFi库源码结构

如果你是按照博主之前说的方式去clone Arduino core for 8266的代码的话，然后把libraries目录导入到源码查看IDE（这里我推荐大家安装webstorm）的话，然后打开ESP8266WiFi那个目录，你就会发现如下代码结构：

没错，你会发现很多成双成对的h头文件和cpp源文件，有点组cp的感觉。

众多文件，先不要纠结。
在这里，博主可以先告诉你几个知识点：

名字里面带Secure、SSL、TLS的，跟安全校验有关，俗称https（不要告诉我你没用过）；
名字里面带Client的，跟客户端有关；
名字里面带Server的，跟服务端有关；
名字里面带8266的，你可以理解为针对ESP8266的代码封装；
名字里面带Scan的，跟wifi扫描有关；
名字里面带STA的，跟ESP8266 Station模式有关；
名字里面带AP的，跟ESP8266 AP模式有关；
ESP8266WiFiType.h文件，主要是用来定义各种配置选项，比如wifi工作模式（WiFiMode），wifi睡眠模式（WiFiSleepType），wifi物理模式（WiFiPhyMode），wifi事件（WiFiEvent），wifi断开原因（WiFiDisconnectReason）等等；
ESP8266WiFiGeneric（8266模块通用库），esp8266的sdk提供了一些功能，但在arduino wifi库中没有。包括处理程序来管理wi-fi事件，如连接，断开连接或获得ip，wi-fi模式的变化，管理模块睡眠模式的功能，以ip地址解析的hostName等；
ESP8266WiFi库不仅仅局限于ESP8266WiFi.h和ESP8266WiFi.cpp这两个文件，只不过说它们是最核心的统一入口；
WiFiUdp库，在ESP8266WiFi功能的基础上包装了UDP广播协议，适用于UDP通信，需要另外添加头文件；

记住这11点，基本上整个ESP8266WiFi库你就了解一半了，剩下就是看各个具体使用（引入使用一步到位 #include<ESP8266WiFi.h>，当然你也可以一个个include,so easy）。

#include<ESP8266WiFi.h>

2.2 ESP8266WiFi.h 和 ESP8266WiFi.cpp 详解

在这里，博主给读者讲解用得最多的两个文件，请看下图：

可以看到ESP8266WiFi类，继承了ESP8266WiFiGeneric、ESP8266WiFiSTA、ESP8266WiFiScan、ESP8266WiFiAP，同时引入了WiFiClient、WiFiServer、WiFiServerSecure、WiFiClientSecure等等，所谓集合了诸子百家的功能于一身。

ESP8266WiFiGeneric：8266模块通用库，包括处理程序来管理wi-fi事件，如连接，断开连接或获得ip，wi-fi模式的变化，管理模块睡眠模式的功能，以ip地址解析的hostName等；
ESP8266WiFiSTA：Station模式下使用的代码功能；
ESP8266WiFiScan：wifi扫描功能（处于Station模式）；
ESP8266WiFiAP：wifi网络接入点功能（AP热点）；
WiFiClient：tcp 客户端（发送端）；
WiFiServer：tcp 服务端（接收端）；

为了让大家更加清晰了解到各个具体内容，博主也花了点时间做了一个初略的百度脑图，以供大家参考：

脑图相对来说比较大，烦请读者自行下载保存下来放大查看。本篇不详细介绍每个函数怎么用，等到后面用到的时候，博主再陆续给大家介绍一下用法。

3. 总结

这节要记住的重点是，核心库ESP8266WiFi到底有什么功能可以提供给我们使用。理解它是后续开发的基本。