ESP8266开发之旅网络篇③ Soft-AP—

1. 前言

在前面的篇章中，博主给大家讲解了ESP8266的软硬件配置以及基本功能使用，目的就是想让大家有个初步认识。并且，博主一直重点强调 ESP8266 WiFi模块有三种工作模式：

Station模式，也叫站点模式；
Soft-Access Point模式，也叫Soft-AP模式，可以理解为WiFi热点模式；
以上两种的集合模式，Station 兼Soft-Access Point，也是Mesh NetWork的实现基础；

任何基于ESP8266的WiFi功能开发，都是基于上面其中一种工作模式来进行开发。所以，它们是我们WiFi基础学习的重点。
本篇章将讲解Soft-Ap模式。

2. 回顾Soft-AP模式 —— 谁想连上我

AP是Access Point简称，也就是访问接入点，是网络的中心节点。一般家庭的无线路由器就是一个AP，众多站点（STA）加入到它所组成的无线网络，网络中的所有的通信都通过AP来转发完成。
其实生活中，类Soft-Access Point模式还是应用非常广泛的。
比如你去网购，你和商家就是STA，快递公司就是AP，负责把你下单的东西从商家传送到你手上。
比如你在口碑买一个奶茶，你和奶茶店就是STA，跑腿平台就是AP，负责把你的奶茶从奶茶店送到你手上。
老规矩，看看图结构：

软AP也叫做Soft-AP，硬件部分是一块标准的无线网卡比如ESP8266，但其通过驱动程序使其提供与AP一样的信号转换、路由等功能。
与传统AP相比，它的成本很低，功能上也能凑合。在基本功能上，Soft AP与AP并没有太大的差别，不过因为用软件来实现AP功能，SoftAP的接入能力和覆盖范围远不如AP。
注意点：一般能同时连接到Soft-AP 的station的个数上线到8个，但是一般默认是4个。（至于为什么是4个，待会博主告诉你）

3. ESP8266WiFiAP库

有了前面的理论基础，那么我们开始详解一下ESP8266 soft-AP模式的专用库——ESP8266WiFiAP库，大家使用的时候不需要

#include <ESP8266WiFiAP.h>

只需要引入

#include<ESP8266WiFi.h>

至于原因，敬请回顾 ESP8266开发之旅网络篇② ESP8266 工作模式与ESP8266WiFi库。
首先，对于AP类库的描述，可以拆分为三个部分：

第一部分方法，建立AP网络（Access Point，wifi热点）；
第二部分方法，管理第一部分方法建立的连接；
第三部分方法，获取AP的信息，包括MAC地址、IP地址等；

讲解之前，先浏览一下博主整理的百度脑图，以便有个整体认识：

3.1 第一部分方法——建立AP网络

3.1.1 softAP —— 启动免密码wifi网络

函数讲解：

/**
 * 建立一个AP热点
 * @param ssid              SSID账号 (max 63 char，最大63个字符).
 * @param passphrase        密码(对于WPA2加密类型最少8个字符，对于开放网络设置为NULL)
 * @param channel           WiFi 通道数字, 1 - 13.默认是1
 * @param ssid_hidden       WiFI是否需要隐藏 (0 = broadcast SSID, 1 = hide SSID)，通过它设置别人是否能看到你的WiFi网络
 * @param max_connection    最大的同时连接数  1 - 4.当超过这个数，再多的station想连接也只能等待
 * @param bool 返回设置soft-AP的结果
 */
bool softAP(const char* ssid, const char* passphrase = NULL, int channel = 1, int ssid_hidden = 0, int max_connection = 4);

应用实例：

//实例代码 这只是部分代码 不能直接使用
//开放网络（所谓开放网络也就是，不需要密码，只需要知道AP名字就可以了）
WiFi.softAP(ssid);

3.1.2 softAP —— 启动校验式wifi网络

函数说明：

/**
 * 建立一个AP热点
 * @param ssid              SSID账号 (max 63 char，最大63个字符).
 * @param passphrase        密码(对于WPA2加密类型最少8个字符，对于开放网络设置为NULL)
 * @param channel           WiFi 通道数字, 1 - 13.默认是1
 * @param ssid_hidden       WiFI是否需要隐藏 (0 = broadcast SSID, 1 = hide SSID)，通过它设置别人是否能看到你的WiFi网络
 * @param max_connection    最大的同时连接数  1 - 4.当超过这个数，再多的station想连接也只能等待
 * @param bool 返回设置soft-AP的结果
 */
bool softAP(const char* ssid, const char* passphrase = NULL, int channel = 1, int ssid_hidden = 0, int max_connection = 4);

应用实例：

//开放网络（所谓开放网络也就是，不需要密码，只需要知道AP名字就可以了）
WiFi.softAP(ssid);
//校验式网络（需要输入账号密码）,通道为1，wifi不隐藏，最大连接数=4
WiFi.softAP(ssid, password);
//校验式网络（需要输入账号密码）,通道为2，wifi隐藏，最大连接数=4
WiFi.softAP(ssid, password,2,1);

注意点：

SSID账号最大63个字符；
密码，对于WPA2加密类型最少8个字符，对于开放网络设置为NULL
账号密码尽量都是英文字符；

3.1.3 softAPConfig —— 配置AP网络信息

函数说明：

/**
 * 配置AP信息
 * @param local_ip      AP ip地址
 * @param gateway       网关IP地址
 * @param subnet        子网掩码
 * @note soft-AP 建立的网络，默认的IP地址是192.168.4.1.
 */
bool softAPConfig(IPAddress local_ip, IPAddress gateway, IPAddress subnet);

3.2 第二部分方法——管理网络

3.2.1 softAPgetStationNum —— 获取连接到AP上的station数目

函数说明：

/**
 * 获取连接到当前softAP的station或者client的数目
 * @return Stations 数目
 */
uint8_t softAPgetStationNum();

应用实例：

//实例代码 这只是部分代码 不能直接使用
Serial.printf("Stations connected to soft-AP = %d\n", WiFi.softAPgetStationNum());

3.2.2 softAPdisconnect —— 关闭AP模式

函数说明：

/**
 * 关闭AP
 * @param wifioff disable mode? true会调用 WiFi.enableAP(false);
 * @return one value of wl_status_t enum
 */
bool softAPdisconnect(bool wifioff = false);

函数源码：

/**
 * Disconnect from the network (close AP)
 * @param wifioff disable mode?
 * @return one value of wl_status_t enum
 */
bool ESP8266WiFiAPClass::softAPdisconnect(bool wifioff) {
    bool ret;
    struct softap_config conf;
    /**清除最近配置的账号密码*/
    *conf.ssid = 0;
    *conf.password = 0;
    conf.authmode = AUTH_OPEN;
    ETS_UART_INTR_DISABLE();
    if(WiFi._persistent) {
        ret = wifi_softap_set_config(&conf);
    } else {
        ret = wifi_softap_set_config_current(&conf);
    }
    ETS_UART_INTR_ENABLE();

    if(!ret) {
        DEBUG_WIFI("[APdisconnect] set_config failed!\n");
    }

    if(ret && wifioff) {
        //禁止AP
        ret = WiFi.enableAP(false);
    }

    return ret;
}

3.3 第三部分方法——获取信息

3.3.1 softAPIP —— 获取AP的ip地址

函数说明：

/**
 * 获取softAP的ip地址
 * @return IPAddress softAP IP
 */
IPAddress softAPIP();

应用实例：

//实例代码 这只是部分代码 不能直接使用
Serial.print("Soft-AP IP address = ");
Serial.println(WiFi.softAPIP());
//Soft-AP IP address = 192.168.4.1

3.3.2 softAPmacAddress —— 获取AP的mac地址

函数说明：

/**
 * 获取softAP MAC 地址.
 * @param mac   pointer to uint8_t array with length WL_MAC_ADDR_LENGTH
 * @return      pointer to uint8_t*
 */
uint8_t* softAPmacAddress(uint8_t* mac);

/**
 * 获取softAP MAC 地址.
 * @return String mac
 */
String softAPmacAddress(void);

应用实例：

//实例代码1 这只是部分代码 不能直接使用
uint8_t macAddr[6];
WiFi.softAPmacAddress(macAddr);
Serial.printf("MAC address = %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n", macAddr[0], macAddr[1], macAddr[2], macAddr[3], macAddr[4], macAddr[5]);
//MAC address = 5e:cf:7f:8b:10:13

//实例代码2 这只是部分代码 不能直接使用
Serial.printf("MAC address = %s\n", WiFi.softAPmacAddress().c_str());

3.3.3 softAPSSID —— 获取AP的SSID

函数说明：

/**
 * Get the configured(Not-In-Flash) softAP SSID name.
 * @return String SSID.
 */
String softAPSSID() const;

3.3.4 softAPPSK —— 获取AP的PSK

函数说明：

/**
 * Get the configured(Not-In-Flash) softAP PSK or PASSWORD.
 * @return String psk.
 */
String softAPPSK() const;

4. 实例操作

上面讲了一堆方法理论的东西，下面我们开始讲解操作实例，博主尽量都在代码中注释，直接看代码就好。

4.1 实例源码

/**
 * Demo：
 *    AP模式下，演示AP 函数方法的使用
 * @author 单片机菜鸟
 * @date 2019/09/02
 */
#include <ESP8266WiFi.h>

#define AP_SSID "AP_Test_博哥" //这里改成你的AP名字
#define AP_PSW  "12345678" //这里改成你的AP密码 8位以上
//以下三个定义为调试定义
#define DebugBegin(baud_rate)    Serial.begin(baud_rate)
#define DebugPrintln(message)    Serial.println(message)
#define DebugPrint(message)    Serial.print(message)

IPAddress local_IP(192,168,4,22);
IPAddress gateway(192,168,4,9);
IPAddress subnet(255,255,255,0);

void setup(){
  //设置串口波特率，以便打印信息
  DebugBegin(115200);
  //延时2s 为了演示效果
  delay(2000);
  DebugPrint("Setting soft-AP configuration ... ");
  //配置AP信息
  WiFi.mode(WIFI_AP);
  DebugPrintln(WiFi.softAPConfig(local_IP, gateway, subnet) ? "Ready" : "Failed!");
  //启动AP模式，并设置账号和密码
  DebugPrint("Setting soft-AP ... ");
  boolean result = WiFi.softAP(AP_SSID, AP_PSW);
  if(result){
    DebugPrintln("Ready");
    //输出 soft-ap ip地址
    DebugPrintln(String("Soft-AP IP address = ") + WiFi.softAPIP());
    //输出 soft-ap mac地址
    DebugPrintln(String("MAC address = ") + WiFi.softAPmacAddress().c_str());
  }else{
    DebugPrintln("Failed!");
  }
  DebugPrintln("Setup End");
}

void loop() {
  //不断打印当前的station个数
  DebugPrintln(String("Stations connected =") + WiFi.softAPgetStationNum());
  delay(3000);
}

4.2 实例结果

5. 总结

本节主要是基于ESP8266WiFiAP库来讲解AP模式下的函数使用，并且给大家提供了一个实例，至于更多例子我就不继续举例，只能说引导大家入门使用。
STA篇和AP篇是基础，重中之重，所以请认真翻阅。