ESP32S3 造反实录：我们不连 Wi-Fi 了，我们自己就是 Wi-Fi！

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/SlientICE/article/details/147251277

文章总结（帮你们节约时间）

你的 ESP32S3 可以不依赖路由器，直接和其他 ESP32S3 小伙伴“私聊”。
实现这种“秘密通讯”的关键技术叫做 ESP-NOW，是乐鑫官方提供的一种快速、低功耗的直连方案。
使用 ESP-NOW，你需要知道对方的“门牌号”（MAC 地址），然后就能像发短信一样直接发送和接收数据。
这种方式特别适合需要快速响应、低延迟或者没有外部网络覆盖的场景，比如遥控、传感器网络等。

前言：我的 ESP32S3 好像有了自己的想法…

老铁们，有没有觉得你桌子上的 ESP32S3 有点“闷闷不乐”？每天勤勤恳恳地连上你家那个信号时好时坏、密码还贼难记的路由器，像个卑微的“打工仔”，等着网络的“投喂”。它难道就没有一点自己的追求吗？难道它就不渴望拥有“社交自由”吗？！

你可能会说：“嘿，它不就是个开发板嘛，想那么多干啥？” 此言差矣！今天，咱们就要揭竿而起，带领我们的 ESP32S3 搞一场轰轰烈烈的“独立运动”！我们要让它们彻底摆脱对路由器的依赖，用自己的天线，直接向同伴发射爱的信号（或者数据包，都一样啦）！

想象一下：两个 ESP32S3，相隔数米，不需要任何中间商（路由器）赚差价，就能你一言我一语地交换信息。这感觉，是不是像极了武侠小说里的“传音入密”？或者更接地气一点，像上课时偷偷传的小纸条？甭管像啥，反正就是酷毙了！

“等等，”你可能会问，“没有路由器，它们怎么知道要把信号发给谁？难道是靠缘分？” 问得好！这当然不是靠缘分，而是靠一种专门为 ESP 设备设计的“黑科技”—— ESP-NOW！

为啥要“叛逆”？抛弃路由器的 N 个理由

在我们深入研究 ESP-NOW 这门“传音秘术”之前，先得搞明白，为啥要放着好好的路由器不用，非得让 ESP32S3 自己“搞事情”呢？难道是吃饱了撑的？

当然不是！在很多场景下，这种“直连”模式简直是天降神兵：

荒山野岭，信号为零？没关系！ 想象一下，你在户外搞一个环境监测项目，几个 ESP32S3 分散在不同地点采集数据。方圆百里，别说 Wi-Fi 了，连个鬼影都没有！这时候，让它们组成一个自给自足的 ESP-NOW 网络，互相传递数据，最后汇总到一个有 GPRS 或 LoRa 模块的节点上，岂不美哉？路由器？那是什么，能吃吗？
速度！速度！只要速度！ 在某些应用里，比如无线遥控小车、无人机或者实时游戏控制器，零点几秒的延迟都可能导致“车毁人亡”。数据包先发给路由器，路由器再转发给目标 ESP32S3，这一来一回，时间就耽搁了。ESP-NOW 可是点对点直达，省去了中间环节，延迟低到让你怀疑人生！就像你想告诉隔壁桌同学答案，是直接扔纸条快，还是先交给老师再由老师转交快？（嗯？好像哪里不对？）
简单即是美！ 有时候，你就是想让两个 ESP32S3 简单地交换点信息，比如一个按钮按下，另一个灯亮起。为了这么点事儿，还得配置路由器、处理 IP 地址、搞 TCP/UDP 连接……是不是有点杀鸡用牛刀了？ESP-NOW 的配置相对简单得多，代码也更清爽，让你专注于核心业务逻辑，而不是网络配置的泥潭。
省电？或许吧！ 虽然 ESP-NOW 本身不是像 BLE 那样的超低功耗技术，但相比于维持一个完整的 Wi-Fi 连接（尤其是在 AP 模式下），它在发送数据时才激活无线电，并且协议开销更小，理论上能更省电一些。当然，具体效果取决于你的使用方式和发送频率。
组建“秘密社团”！ 使用 ESP-NOW，你的 ESP32S3 设备可以形成一个不依赖外部网络的、私密的通信圈子。数据只在它们之间流动，路由器？它根本不知道这个“小团体”的存在！是不是有点地下党接头的感觉？

所以你看，让 ESP32S3 “拒绝”路由器，自己发射信号，绝非一时兴起，而是实实在在的需求和优势驱动的！

揭秘“传音入密”：ESP-NOW 是个啥玩意儿？

好了，铺垫了这么多，终于轮到我们的主角——ESP-NOW 登场了！

ESP-NOW 是乐鑫（Espressif）官方推出的一种无连接的 Wi-Fi 通信协议。注意这三个字：“无连接”！这意味着什么？

意味着它不像我们平时上网那样，需要先经过 TCP 的“三次握手”建立一个稳定的连接通道，然后再开始传输数据。ESP-NOW 更像是 UDP 的“亲戚”，或者说，像发短信：你知道对方的“手机号”（在 ESP-NOW 里是 MAC 地址），直接把信息编辑好，咻~ 一下发过去就完事了！对方收到算它运气好，收不到……嗯，你可以选择让对方回个信（ACK），或者干脆就不管了（效率优先嘛）。

ESP-NOW 的核心理念可以概括为：

基于 MAC 地址通信：每个 Wi-Fi 设备都有一个全球唯一的物理地址，叫做 MAC 地址。ESP-NOW 通信不依赖 IP 地址，而是直接使用这个 MAC 地址来识别对方。就像快递员送货看的是门牌号（MAC），而不是住户的名字（IP）。
配对机制：在发送数据之前，你需要告诉发送方 ESP32S3：“喂，这个 MAC 地址是我的朋友，以后你要给它发东西。”这个过程叫做“添加配对”（Add Peer）。你可以配对多个设备，实现一对多通信。
短包快速传输：ESP-NOW 主要设计用于传输少量数据（每个包最大 250 字节），比如传感器读数、控制指令等。它的协议开销小，传输速度快。
回调机制：当 ESP32S3 收到一个 ESP-NOW 数据包时，会触发一个你预先定义好的回调函数。你可以在这个函数里处理接收到的数据。同样，发送数据后，也可以设置一个回调函数来检查数据是否发送成功（对方是否回复了 ACK）。
可以加密：担心你的“小纸条”被别人偷看？ESP-NOW 支持使用预设的密钥（LMK, Local Master Key）对传输的数据进行 AES 加密，增加通信的安全性。
可与 Wi-Fi/蓝牙共存：ESP-NOW 可以和普通的 Wi-Fi STA（连接路由器）、SoftAP（自己当热点）模式甚至蓝牙共存，互不干扰（当然，无线电是共享的，极端情况下可能有性能影响）。

简单来说，ESP-NOW 就是为 ESP 设备之间进行快速、简单、直接的数据交换而量身定做的！它抛弃了 TCP/IP 协议栈中许多对于简单通信而言不必要的复杂性，从而实现了低延迟和高效率。

实战演练：让两块 ESP32S3“隔空对话”！

理论讲完了，是不是已经摩拳擦掌，迫不及待想让你的 ESP32S3 说出第一句“悄悄话”了？别急，代码这就奉上！

场景设定： 我们用两块 ESP32S3 开发板，一块作为“发送者”（Sender），定时向另一块“接收者”（Receiver）发送一条简单的消息。

准备工作：

两块 ESP32S3 开发板。
Arduino IDE 及 ESP32 支持包。
USB 数据线。
关键一步：获取两块板子的 MAC 地址！

如何获取 MAC 地址？
很简单，给你的 ESP32S3 烧录下面这段简短的代码，然后打开串口监视器，就能看到它的 MAC 地址了。记下这两个地址，后面要用！

#include "WiFi.h"

void setup(){
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();
  Serial.print("ESP32 Board MAC Address:  ");
  Serial.println(WiFi.macAddress());
}

void loop(){
  // Nothing to do here
}

假设你获取到的地址是：

板子 A (Sender) 的 MAC 地址: AA:BB:CC:11:22:33
板子 B (Receiver) 的 MAC 地址: DD:EE:FF:44:55:66

接收者 (Receiver) 代码：

#include <esp_now.h>
#include <WiFi.h>

// 回调函数，当收到 ESP-NOW 数据时会调用这个函数
void OnDataRecv(const uint8_t * mac_addr, const uint8_t *incomingData, int len) {
  char macStr[18];
  Serial.print("Packet received from: ");
  snprintf(macStr, sizeof(macStr), "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",
           mac_addr[0], mac_addr[1], mac_addr[2], mac_addr[3], mac_addr[4], mac_addr[5]);
  Serial.println(macStr);
  Serial.print("Bytes received: ");
  Serial.println(len);
  Serial.print("Data: ");
  // 打印接收到的数据
  for (int i = 0; i < len; i++) {
    Serial.print((char)incomingData[i]);
  }
  Serial.println();
  Serial.println("--------------------------------");
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("ESP-NOW Receiver Starting...");

  // 1. 设置 Wi-Fi 模式为 STA
  //    即使不连路由器，ESP-NOW 也需要 Wi-Fi 硬件处于活动状态
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  Serial.print("My MAC Address is: ");
  Serial.println(WiFi.macAddress()); // 再次确认自己的 MAC

  // 2. 初始化 ESP-NOW
  if (esp_now_init() != ESP_OK) {
    Serial.println("Error initializing ESP-NOW");
    return; // 初始化失败，没法玩了
  } else {
    Serial.println("ESP-NOW Initialized Successfully!");
  }

  // 3. 注册接收回调函数
  //    告诉 ESP-NOW，收到数据后去调用 OnDataRecv 这个函数
  esp_now_register_recv_cb(OnDataRecv);
  Serial.println("Ready to receive ESP-NOW packets.");
}

void loop() {
  // 对于接收方来说，主要工作都在回调函数里完成了
  // loop 可以保持空闲，或者做点别的事情
  delay(1000); // 无所事事地等待...
}

发送者 (Sender) 代码：

#include <esp_now.h>
#include <WiFi.h>

// 把你要发送消息的目标板子的 MAC 地址填在这里！
uint8_t broadcastAddress[] = {0xDD, 0xEE, 0xFF, 0x44, 0x55, 0x66}; // 替换成你的接收者 MAC 地址

// 发送数据的结构体，可以自定义
typedef struct struct_message {
  char message[32];
  int counter;
} struct_message;

// 创建一个结构体变量
struct_message myData;

// 发送状态回调函数 (可选，但推荐使用)
void OnDataSent(const uint8_t *mac_addr, esp_now_send_status_t status) {
  Serial.print("\r\nLast Packet Send Status:\t");
  Serial.println(status == ESP_NOW_SEND_SUCCESS ? "Delivery Success" : "Delivery Fail");
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("ESP-NOW Sender Starting...");

  // 1. 设置 Wi-Fi 模式为 STA
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  Serial.print("My MAC Address is: ");
  Serial.println(WiFi.macAddress()); // 再次确认自己的 MAC

  // 2. 初始化 ESP-NOW
  if (esp_now_init() != ESP_OK) {
    Serial.println("Error initializing ESP-NOW");
    return;
  } else {
      Serial.println("ESP-NOW Initialized Successfully!");
  }

  // 3. 注册发送回调函数 (可选)
  esp_now_register_send_cb(OnDataSent);

  // 4. 添加配对信息 (Peer Info)
  //    这是告诉 ESP-NOW 你要和谁通信
  esp_now_peer_info_t peerInfo;
  memcpy(peerInfo.peer_addr, broadcastAddress, 6); // 设置对方 MAC 地址
  peerInfo.channel = 0; // 使用当前 Wi-Fi 信道，通常 0 即可自动选择
  peerInfo.encrypt = false; // 我们这里先不加密，简单点
  // peerInfo.ifidx = ESP_IF_WIFI_STA; // 指定使用哪个 Wi-Fi 接口

  // 添加配对
  if (esp_now_add_peer(&peerInfo) != ESP_OK){
    Serial.println("Failed to add peer");
    return; // 添加失败，发不了了
  } else {
      Serial.print("Peer Added: ");
      for(int i=0; i<6; ++i) {
          Serial.printf("%02X", broadcastAddress[i]);
          if (i<5) Serial.print(":");
      }
      Serial.println();
  }

   Serial.println("Ready to send ESP-NOW packets.");
}

int count = 0;

void loop() {
  // 准备要发送的数据
  strcpy(myData.message, "Hello from Sender!");
  myData.counter = count++;

  // 发送数据！
  esp_err_t result = esp_now_send(broadcastAddress, (uint8_t *) &myData, sizeof(myData));

  if (result == ESP_OK) {
    Serial.println("Sent with success");
  }
  else {
    Serial.print("Error sending the data. Error code: ");
    Serial.println(result); // 打印错误码有助于调试
    // 常见的错误可能是 peer 没加对，或者 ESP-NOW 没初始化成功
  }

  delay(2000); // 每 2 秒发送一次
}

操作步骤：

将接收者代码中的 WiFi.mode(WIFI_STA); 下面的 Serial.println(WiFi.macAddress()); 取消注释（如果之前没获取过 MAC 的话）。
将发送者代码中的 broadcastAddress 数组替换成你接收者板子的实际 MAC 地址。
分别将代码上传到两块 ESP32S3 板子上。
先给接收者板子上电，并打开其串口监视器。你应该能看到它打印出自己的 MAC 地址并提示“Ready to receive ESP-NOW packets”。
再给发送者板子上电，并打开其串口监视器。你应该能看到它打印自己的 MAC，添加配对成功，然后开始每 2 秒发送一次数据，并显示发送状态。
切换回接收者的串口监视器，见证奇迹的时刻到了！你应该能看到它开始打印接收到的数据包信息，包括发送者的 MAC 地址和我们发送的 “Hello from Sender!” 以及递增的计数器！

成功了没？是不是很简单！你的两块 ESP32S3 已经在不依赖任何外部网络的情况下，愉快地“聊”起来了！

还能玩出什么花样？ESP-NOW 的进阶玩法

刚才只是最基础的点对点通信，ESP-NOW 的潜力远不止于此：

一对多广播：发送方可以添加多个接收者的 MAC 地址作为配对，然后循环向每个配对设备发送数据。或者，使用广播 MAC 地址 FF:FF:FF:FF:FF:FF 可以将数据包发送给所有在同一信道上的 ESP-NOW 设备（接收方不需要预先添加发送方为 peer，但需要初始化 ESP-NOW 并注册接收回调）。不过广播是“尽力而为”，不保证送达，也没有发送成功的回调。
多对一汇聚：多个传感器节点（发送方）可以将数据发送给一个中心节点（接收方）。接收方需要将所有发送方的 MAC 地址都添加为配对（如果需要回复或管理），或者简单地接收来自任何设备的 ESP-NOW 数据（如果不需要回复）。
简单中继/伪 Mesh：虽然 ESP-NOW 不是真正的 Mesh 协议，但你可以写代码实现简单的中继功能。比如设备 A 发给设备 B，设备 B 收到后再转发给设备 C。这可以有限地扩展通信距离，但要注意避免数据包循环和拥堵。
加密通信：如果你担心数据被窃听，可以在添加配对时设置 peerInfo.encrypt = true; 并提供一个共享的 16 字节密钥 peerInfo.lmk。这样发送和接收双方都会自动进行 AES 加密和解密。

当然，ESP-NOW 也有它的局限性：

传输距离：受限于 Wi-Fi 信号的物理特性，通常在开阔地带几十米到上百米，室内会因墙壁等障碍物衰减。
数据包大小：最大 250 字节，不适合传输大文件或视频流。
配对数量：最多可以添加约 20 个配对设备（加密模式下数量可能减少）。
可靠性：无连接协议本身不保证 100% 送达，需要应用层自己处理重传或确认机制（ESP-NOW 的发送回调可以告知是否收到 ACK，算是一种底层确认）。