esp32之wifi状态机

最新推荐文章于 2024-02-15 18:52:24 发布

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分类专栏：操作系统文章标签： ESP32

原文链接：https://blog.youkuaiyun.com/fengfeng0328/article/details/82824499

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本文深入探讨ESP32模组的WiFi工作原理，通过分析esp-idf/examples/wifi/simple_wifi代码，解释如何配置AP和STA模式，以及esp32wifi状态机的工作流程。

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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/fengfeng0328/article/details/82824499

对于esp32模组来说，wifi是重中之重，没有wifi的esp32绝对是个大冷门，下面来探讨一下esp32wifi的工作原理：

分析代码，路径esp-idf/examples/wifi/simple_wifi

    #include <string.h>
    #include "freertos/FreeRTOS.h"
    #include "freertos/task.h"
    #include "freertos/event_groups.h"
    #include "esp_system.h"
    #include "esp_wifi.h"
    #include "esp_event_loop.h"
    #include "esp_log.h"
    #include "nvs_flash.h"

    #include "lwip/err.h"
    #include "lwip/sys.h"

    /* The examples use simple WiFi configuration that you can set via
       'make menuconfig'.
       If you'd rather not, just change the below entries to strings with
       the config you want - ie #define EXAMPLE_WIFI_SSID "mywifissid"
    */
    #define EXAMPLE_ESP_WIFI_MODE_AP   CONFIG_ESP_WIFI_MODE_AP //TRUE:AP FALSE:STA
    #define EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID      CONFIG_ESP_WIFI_SSID
    #define EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS      CONFIG_ESP_WIFI_PASSWORD
    #define EXAMPLE_MAX_STA_CONN       CONFIG_MAX_STA_CONN

    /* FreeRTOS event group to signal when we are connected*/
    static EventGroupHandle_t wifi_event_group;

    /* The event group allows multiple bits for each event,
       but we only care about one event - are we connected
       to the AP with an IP? */
    const int WIFI_CONNECTED_BIT = BIT0;

    static const char *TAG = "simple wifi";

    static esp_err_t event_handler(void *ctx, system_event_t *event)
    {
        switch(event->event_id) {
        case SYSTEM_EVENT_STA_START:
            esp_wifi_connect();
            break;
        case SYSTEM_EVENT_STA_GOT_IP:
            ESP_LOGI(TAG, "got ip:%s",
                     ip4addr_ntoa(&event->event_info.got_ip.ip_info.ip));
            xEventGroupSetBits(wifi_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT);
            break;
        case SYSTEM_EVENT_AP_STACONNECTED:
            ESP_LOGI(TAG, "station:"MACSTR" join, AID=%d",
                     MAC2STR(event->event_info.sta_connected.mac),
                     event->event_info.sta_connected.aid);
            break;
        case SYSTEM_EVENT_AP_STADISCONNECTED:
            ESP_LOGI(TAG, "station:"MACSTR"leave, AID=%d",
                     MAC2STR(event->event_info.sta_disconnected.mac),
                     event->event_info.sta_disconnected.aid);
            break;
        case SYSTEM_EVENT_STA_DISCONNECTED:
            esp_wifi_connect();
            xEventGroupClearBits(wifi_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT);
            break;
        default:
            break;
        }
        return ESP_OK;
    }

    void wifi_init_softap()
    {
        wifi_event_group = xEventGroupCreate();

        tcpip_adapter_init();
        ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_init(event_handler, NULL));

        wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
        ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));
        wifi_config_t wifi_config = {
            .ap = {
                .ssid = EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID,
                .ssid_len = strlen(EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID),
                .password = EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS,
                .max_connection = EXAMPLE_MAX_STA_CONN,
                .authmode = WIFI_AUTH_WPA_WPA2_PSK
            },
        };
        if (strlen(EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS) == 0) {
            wifi_config.ap.authmode = WIFI_AUTH_OPEN;
        }

        ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_AP));
        ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(ESP_IF_WIFI_AP, &wifi_config));
        ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());

        ESP_LOGI(TAG, "wifi_init_softap finished.SSID:%s password:%s",
                 EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID, EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS);
    }

    void wifi_init_sta()
    {
        wifi_event_group = xEventGroupCreate();

        tcpip_adapter_init();
        ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_init(event_handler, NULL) );

        wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
        ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));
        wifi_config_t wifi_config = {
            .sta = {
                .ssid = EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID,
                .password = EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS
            },
        };

        ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA) );
        ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(ESP_IF_WIFI_STA, &wifi_config) );
        ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start() );

        ESP_LOGI(TAG, "wifi_init_sta finished.");
        ESP_LOGI(TAG, "connect to ap SSID:%s password:%s",
                 EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID, EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS);
    }

    void app_main()
    {
        //Initialize NVS
        esp_err_t ret = nvs_flash_init();
        if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND) {
          ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
          ret = nvs_flash_init();
        }
        ESP_ERROR_CHECK(ret);

    #if EXAMPLE_ESP_WIFI_MODE_AP
        ESP_LOGI(TAG, "ESP_WIFI_MODE_AP");
        wifi_init_softap();
    #else
        ESP_LOGI(TAG, "ESP_WIFI_MODE_STA");
        wifi_init_sta();
    #endif /*EXAMPLE_ESP_WIFI_MODE_AP*/

    }

这代码的功能是开启一个wifi热点，可选择AP模式或STA模式，代码的调用也是非常简单的，我就不一一分析了，我直接把API调用流程图放过来，一看便清楚：

按一定的流程调用一些API，期间需要自己设定一些自定义参数，如SSID，PASSWD等

接下来分析一下esp32wifi状态机工作原理，注意：esp32wifi底层驱动是不开源的，这也是很多芯片厂商一贯的作法，因为开源了底层驱动，基本上也就开源了硬件参数，产品很容易被有心人复制或者盗版，以下是esp32wifi状态机工作原理的流程图：

可以得出结论：

1.用户自定义状态机回调函数

2.回调函数作为形参的方式传递给esp_event_loop_init(event_handler,NULL)函数

3.创建任务esp_event_loop_task一直监测状态机状态，当底层驱动传递过来新状态时，自定义函数得到回调

就这样分析完esp32状态机的工作原理，有兴趣的可以根据上述图表跟进源码
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