ESP32S3 + IDF 5.2.2 扫描WiFi

ESP32S3 + IDF 5.2.2 扫描WiFi

目录

1 资料
2 通过Wi-Fi库扫描附近的网络
  2.1 通过idf命令创建工程
  2.2 编写测试用例
  2.3 优化测试用例
3 小结

1 资料

    在ESP平台基于IDF开发WiFi相关功能，主要就是基于IDF的Wi-Fi库进行二次开发。可供参考的官方资料：

         ESP-IDF 编程指南 » API 参考 » 连网 API » Wi-Fi 库

2 通过Wi-Fi库扫描附近的网络

2.1 通过idf命令创建工程

    执行以下idf命令,创建工程： 
idf.py create-project wifi_scan_test
cd wifi_scan_test/
idf.py set-target esp32s3

    执行menuconfig命令,配置工程（这里博主使用的是N8R8 版本的ESP32-S3-WROOM-1）：

idf.py menuconfig

    这里主要需要配置的是Flash和RAM，使其和你的模组、板级匹配。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

    配置完成后，保存配置，然后执行build:

idf.py save-defconfig
idf.py build

2.2 编写测试用例

    打开工程，创建wifi_scan目录并创建对应的源文件和头文件。创建完成后，将头文件路径和源文件添加进CMakeLists。

在这里插入图片描述

    完善wifi_scan.h头文件，申明一个wifi_scan()接口，供外部调用。

#ifndef _WIFI_SCAN_H_
#define __WIFI_SCAN_H_

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

void wifi_scan(void);

#ifdef __cplusplus
} /* extern "C" */
#endif

#endif

    在wifi_scan_test.c源文件的app_main()中调用wifi_scan()接口。
在这里插入图片描述

    在wifi_scan.c源文件中实现wifi_scan()接口。主要需要进行的操作包括：网络接口初始化、配置设备wifi工作在STA模式、启动wifi、扫描附近wifi、获取扫描结果。
    网络接口初始化已经在 app_main()中处理了，这里就不用再处理。

/**
 * @brief       将Wi-Fi初始化为sta并设置扫描方法
 * @param       无
 * @retval      无
 */
void wifi_scan(void)
{
    /* 用户初始化STA模式 */
    esp_netif_t *sta_netif = esp_netif_create_default_wifi_sta();
    assert(sta_netif);

    /* wifi配置初始化 */
    wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));
    memset(ap_info, 0, sizeof(ap_info));

    /* 设置WIFI为STA模式 */
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA));

    /* 启动WIFI */
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());

    /* 开始扫描附件的WIFI, 并等待扫描结束 */
    esp_wifi_scan_start(NULL, true);

    /* 获取扫描结果 */
    get_wifi_scan_result();

    return;
}

    实现get_wifi_scan_result()接口。这里需要注意esp_wifi_scan_get_ap_num()需要在esp_wifi_scan_get_ap_records()之前调用，否则无法获取到正确的ap_count值。

/**
 * @brief       获取Wi-Fi扫描结果
 * @param       无
 * @retval      无
 */
static void get_wifi_scan_result(void)
{
    number = DEFAULT_SCAN_LIST_SIZE;
    ap_count = 0;

    /* 获取上次扫描中找到的AP数量 */
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_scan_get_ap_num(&ap_count));
    /* 获取上次扫描中找到的AP列表 */
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_scan_get_ap_records(&number, ap_info));

    /* 打印WIFI扫描结果 */
    print_wifi_scan_result(ap_count, number);

    return;
}

    实现print_wifi_scan_result()接口。

/**
 * @brief       身份认证模式
 * @param       authmode :身份验证模式
 * @retval      无
 */
static void print_auth_mode(int authmode)
{
    switch (authmode) {
        case WIFI_AUTH_OPEN:
            ESP_LOGI(TAG, "Authmode \tWIFI_AUTH_OPEN");
            break;
        case WIFI_AUTH_OWE:
            ESP_LOGI(TAG, "Authmode \tWIFI_AUTH_OWE");
            break;
        case WIFI_AUTH_WEP:
            ESP_LOGI(TAG, "Authmode \tWIFI_AUTH_WEP");
            break;
        case WIFI_AUTH_WPA_PSK:
            ESP_LOGI(TAG, "Authmode \tWIFI_AUTH_WPA_PSK");
            break;
        case WIFI_AUTH_WPA2_PSK:
            ESP_LOGI(TAG, "Authmode \tWIFI_AUTH_WPA2_PSK");
            break;
        case WIFI_AUTH_WPA_WPA2_PSK:
            ESP_LOGI(TAG, "Authmode \tWIFI_AUTH_WPA_WPA2_PSK");
            break;
        case WIFI_AUTH_WPA2_ENTERPRISE:
            ESP_LOGI(TAG, "Authmode \tWIFI_AUTH_WPA2_ENTERPRISE");
            break;
        case WIFI_AUTH_WPA3_PSK:
            ESP_LOGI(TAG, "Authmode \tWIFI_AUTH_WPA3_PSK");
            break;
        case WIFI_AUTH_WPA2_WPA3_PSK:
            ESP_LOGI(TAG, "Authmode \tWIFI_AUTH_WPA2_WPA3_PSK");
            break;
        default:
            ESP_LOGI(TAG, "Authmode \tWIFI_AUTH_UNKNOWN");
            break;
    }
}

/**
 * @brief       打印WIFI密码类型
 * @param       pairwise_cipher :密码类型
 * @param       group_cipher    :群密码类型
 * @retval      无
 */
static void print_cipher_type(int pairwise_cipher, int group_cipher)
{
    switch (pairwise_cipher) {
        case WIFI_CIPHER_TYPE_NONE:
            ESP_LOGI(TAG, "Pairwise Cipher \tWIFI_CIPHER_TYPE_NONE");
            break;
        case WIFI_CIPHER_TYPE_WEP40:
            ESP_LOGI(TAG, "Pairwise Cipher \tWIFI_CIPHER_TYPE_WEP40");
            break;
        case WIFI_CIPHER_TYPE_WEP104:
            ESP_LOGI(TAG, "Pairwise Cipher \tWIFI_CIPHER_TYPE_WEP104");
            break;
        case WIFI_CIPHER_TYPE_TKIP:
            ESP_LOGI(TAG, "Pairwise Cipher \tWIFI_CIPHER_TYPE_TKIP");
            break;
        case WIFI_CIPHER_TYPE_CCMP:
            ESP_LOGI(TAG, "Pairwise Cipher \tWIFI_CIPHER_TYPE_CCMP");
            break;
        case WIFI_CIPHER_TYPE_TKIP_CCMP:
            ESP_LOGI(TAG, "Pairwise Cipher \tWIFI_CIPHER_TYPE_TKIP_CCMP");
            break;
        default:
            ESP_LOGI(TAG, "Pairwise Cipher \tWIFI_CIPHER_TYPE_UNKNOWN");
            break;
    }

    switch (group_cipher) {
        case WIFI_CIPHER_TYPE_NONE:
            ESP_LOGI(TAG, "Group Cipher \tWIFI_CIPHER_TYPE_NONE");
            break;
        case WIFI_CIPHER_TYPE_WEP40:
            ESP_LOGI(TAG, "Group Cipher \tWIFI_CIPHER_TYPE_WEP40");
            break;
        case WIFI_CIPHER_TYPE_WEP104:
            ESP_LOGI(TAG, "Group Cipher \tWIFI_CIPHER_TYPE_WEP104");
            break;
        case WIFI_CIPHER_TYPE_TKIP:
            ESP_LOGI(TAG, "Group Cipher \tWIFI_CIPHER_TYPE_TKIP");
            break;
        case WIFI_CIPHER_TYPE_CCMP:
            ESP_LOGI(TAG, "Group Cipher \tWIFI_CIPHER_TYPE_CCMP");
            break;
        case WIFI_CIPHER_TYPE_TKIP_CCMP:
            ESP_LOGI(TAG, "Group Cipher \tWIFI_CIPHER_TYPE_TKIP_CCMP");
            break;
        default:
            ESP_LOGI(TAG, "Group Cipher \tWIFI_CIPHER_TYPE_UNKNOWN");
            break;
    }
}

/**
 * @brief       打印Wi-Fi扫描结果
 * @param       ap_count ：实际扫描出的AP数量
 * @param       number ：可打印输出的AP信息数量
 * @retval      无
 */
static void print_wifi_scan_result(uint16_t ap_count, uint16_t number)
{
    /* 打印附件的WIFI信息 */
    ESP_LOGI(TAG, "wifi scan result, ap_count = %u, number = %u", ap_count, number);

    for (int i = 0; (i < DEFAULT_SCAN_LIST_SIZE) && (i < ap_count); i++) {
        ESP_LOGI(TAG, "SSID \t\t%s", ap_info[i].ssid);
        ESP_LOGI(TAG, "RSSI \t\t%d(level:%d)", ap_info[i].rssi, rssi_to_5_level(ap_info[i].rssi));

        /* 加密方式 */
        print_auth_mode(ap_info[i].authmode);
        /* 密码类型 */
        if (ap_info[i].authmode != WIFI_AUTH_WEP) {
            print_cipher_type(ap_info[i].pairwise_cipher, ap_info[i].group_cipher);
        }

        ESP_LOGI(TAG, "Channel \t\t%d\n", ap_info[i].primary);
    }

    return;
}

2.3 优化测试用例

    esp_wifi_scan_start(NULL, true)，方式会等到扫描完成后才返回，这样会导致wifi_scan()长时间不返回，更好的处理方式是在这里不等待扫描完成，发起了扫描后就返回调用，在真实的扫描完成事件发生后再去打印扫描结果。这就需要用到IDF的WiFi框架，主要是在默认事件循环中注册相关的事件处理函数 。

/**
 * @brief       Wi-Fi扫描完成事件 处理函数
 * @param       默认事件处理标准参数列表
 * @retval      无
 */
static void wifi_scan_completed_event_handler(void* arg,
                                              esp_event_base_t event_base,
                                              int32_t event_id,
                                              void* event_data)
{
    if((event_base == WIFI_EVENT) && (event_id == WIFI_EVENT_SCAN_DONE)) {
        wifi_event_sta_scan_done_t* scan_done = (wifi_event_sta_scan_done_t*) event_data;
        ESP_LOGI(TAG, "wifi scan done, status:%lu, number:%u", scan_done->status, scan_done->number);
        /* 获取wifi扫描结果 */
        get_wifi_scan_result();    
    }

    return;
}

/**
 * @brief       将Wi-Fi初始化为sta并设置扫描方法
 * @param       无
 * @retval      无
 */
void wifi_scan(void)
{
    /* 用户初始化STA模式 */
    esp_netif_t *sta_netif = esp_netif_create_default_wifi_sta();
    assert(sta_netif);

    /* wifi配置初始化 */
    wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));
    memset(ap_info, 0, sizeof(ap_info));

    /* 设置WIFI为STA模式 */
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA));

    /* 根据ESP32 Wi-Fi 编程模型, 向 默认事件循环 注册事件处理函数 */
    esp_event_handler_instance_register(WIFI_EVENT,
                                        ESP_EVENT_ANY_ID,
                                        &wifi_scan_completed_event_handler,
                                        NULL,
                                        NULL);
    /* 启动WIFI */
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());

    /* 开始扫描附件的WIFI, 不等待扫描结束 */
    esp_wifi_scan_start(NULL, false);

    /* 扫描结果处理在 wifi_scan_completed_event_handler() 中进行 */

    return;
}

3 烧录、测试

    编译完成后，将固件烧录进设备，可以看到以下log输出，符合预期。

在这里插入图片描述

工程完整代码，可自行下载、测试：
         ESP32S3 + IDF5.2.2 wifi扫描 Demo

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