STA模式 - wifi随时扫描功能

本文探讨了Wi-Fi随时扫描功能的实现原理,重点关注了WifiController和WifiStateMachine两个状态机在开启、关闭Wi-Fi过程中的角色。在Wi-Fi关闭时,实际并未完全关闭,而是保持扫描状态。在打开Wi-Fi时,正确流程包括设置扫描模式并开始扫描;关闭Wi-Fi时,由于处理延迟可能导致状态机未及时切换,影响重新打开时的行为。最后,当Wi-Fi再次打开时,由于特定状态机配置,Wi-Fi列表不会显示热点。

随时扫描功能:在wifi关闭的时候,底层并没有真正意义上的关闭,而是继续扫描,只是不再列表上显示罢了。

现在分析随时扫描功能开启后wifi打开、关闭、显示扫描结果的流程。在这里需要关注两个状态机:WifiController、WifiStateMachine。

这两个状态机都是在wifiservice中创建的,当第一次打开wifi之前,两个状态机的状态为:WifiStateMachine(ScanModeState)、WifiController(StaDisabledWithScanState)
在WifiController中会做如下操作:

        mWifiStateMachine.setSupplicantRunning(true);
        mWifiStateMachine.setOperationalMode(WifiStateMachine.SCAN_ONLY_WITH_WIFI_OFF_MODE);
        mWifiStateMachine.setDriverStart(true);

WifiStateMachine 在接收到 CMD_START_SUPPLICANT命令后,会去做打开连接wpa_supplicant的操作,并跳转到SupplicantStartingState状态,接收到 SUP_CONNECTION_EVENT事件,处理完成后跳转到 DriverStartedState,最后会跳转到 DisconnectedState状态(mOperationalMode 初始为 CONNECT_MODE)
接下来setOperationalMode在DisconnectedState中处理,最后会跳转到ScanModeState状态。

当打开wifi时正确的处理流程是这样的:
WifiController会走到DeviceActiveState中下发设置扫描模式命令,并且为CONNECT_MODE,WifiStateMachine在接收到该命令后,会将wifiState置为WIFI_STATE_ENABLED,并且从ScanModeState状态跳到DisconnectedState,此时下发扫描命令并接收返回结果显示即可。
当关闭wifi时正确的处理流程是这样的:
WifiController接收CMD_WIFI_TOGGLED命令在StaEnabledState状态下处理,跳转到StaDisabledWithScanState,下发设置扫描模式命令,并且为SCAN_ONLY_WITH_WIFI_OFF_MODE,WifiStateMachine在接收到该命令后,在DisconnectedState状态下处理该命令,会将wifiState置为WIFI_STATE_ENABLED,跳转到ScanModeState。


在关闭wifi的时候,Native层接收处理DISCONNECT命令处理过慢,导致WifiStateMachine状态没有切换到ScanModeState,还在ConnectedState状态,设置扫描命模式令被deferMessage掉;等下次打开wifi的时候,处于ConnectedState状态的WifiStateMachine跳转到DisconnectingState处理上次被defer掉的设置扫描模式命令(SCAN_ONLY_WITH_WIFI_OFF_MODE),再次defer该命令,当跳转到DisconnectedState状态时,处理CMD_SET_OPERATIONAL_MODE命令,此时设置模式为SCAN_ONLY_WITH_WIFI_OFF_MODE,将wifiState置为WIFI_STATE_DISABLED,状态机跳转到 ScanModeState,关闭了wifi。
此时两个状态机的状态为:WifiController处于DeviceActiveState,WifiStateMachine处于ScanModeState状态;wifiState为WIFI_STATE_DISABLED。
当再次打开wifi的时候,WifiController处于DeviceActiveState并处理CMD_WIFI_TOGGLED命令,但是实际上什么都不做,不会下发扫描设置命令使,而WifiStateMachine也不会跳转到DisconnectedState,处于ScanModeState状态,所以wifi列表不会显示热点。

### 开发支持 Wi-Fi 功能的相机设备或应用 开发支持 Wi-Fi 功能的相机设备或应用涉及多个方面,包括硬件选择、网络协议实现、数据传输优化以及用户交互设计。以下是一个详细的开发指南: #### 1. 硬件选择与集成 在开发 Wi-Fi 相机设备时,首先需要选择合适的 Wi-Fi 模块。常见的 Wi-Fi 模块包括 ESP8266、ESP32 以及 TI 的 SimpleLink 系列。这些模块支持 IEEE 802.11 标准,并提供丰富的 API 接口用于数据传输和网络管理。对于相机模块,可以选择支持高分辨率的图像传感器,如 OV7670 或 OV2640,并确保其与 Wi-Fi 模块的接口兼容(如 I2C 或 SPI)[^2]。 #### 2. 网络协议实现 Wi-Fi 相机需要遵循 IEEE 802.11 系列标准进行通信。这意味着设备必须能够处理信号调制与解调、信道选择以及连接建立与认证等任务。开发过程中,需要实现 Wi-Fi 连接功能,包括扫描可用网络、输入密码进行认证以及建立稳定的连接。此外,设备还需要支持 TCP/IP 协议栈,以便通过 Wi-Fi 网络传输图像数据[^2]。 #### 3. 数据传输优化 Wi-Fi 相机的主要功能是通过无线网络传输图像数据。为了确保高效的传输,可以采用以下策略: - **压缩图像数据**:使用 JPEG 或 H.264 编码对图像进行压缩,减少传输带宽需求。 - **流媒体协议**:采用 RTSP(实时流协议)或 MJPEG(运动 JPEG)进行视频流传输,确保低延迟和高质量的图像传输。 - **QoS 设置**:在网络配置中启用服务质量(QoS)功能,优先处理图像数据流量,避免网络拥堵。 #### 4. 用户交互设计 开发 Wi-Fi 相机应用时,用户交互设计至关重要。应用需要提供直观的界面,允许用户轻松配置 Wi-Fi 连接、查看实时图像以及管理存储的照片或视频。可以通过以下方式提升用户体验: - **自动连接功能**:当相机进入 Wi-Fi 覆盖范围时,自动建立连接。 - **远程控制**:通过应用远程控制相机的拍摄参数,如曝光、对焦和白平衡。 - **云存储集成**:将拍摄的照片或视频直接上传到云端,方便用户随时访问。 #### 5. 测试与调试 在开发过程中,测试与调试是确保设备稳定性和性能的关键步骤。可以通过以下方法进行测试: - **抓包分析**:使用 Wireshark 等工具分析网络流量,检查数据传输的完整性和效率。 - **环境对比测试**:在不同 Wi-Fi 环境中测试设备的连接性能,确保其在各种干扰条件下的稳定性。 - **功耗测试**:测量设备在不同工作模式下的功耗,优化电池续航时间。 #### 示例代码:Wi-Fi 相机连接功能 以下是一个简单的 Python 示例,展示如何通过 Wi-Fi 模块连接到网络并传输图像数据: ```python import network import socket # 配置 Wi-Fi 模块 def connect_wifi(ssid, password): wlan = network.WLAN(network.STA_IF) wlan.active(True) if not wlan.isconnected(): print('Connecting to network...') wlan.connect(ssid, password) while not wlan.isconnected(): pass print('Network config:', wlan.ifconfig()) # 发送图像数据 def send_image_data(ip, port, image_data): s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) s.connect((ip, port)) s.sendall(image_data) s.close() # 示例调用 connect_wifi('your_ssid', 'your_password') image_data = b'example_image_data' # 替换为实际图像数据 send_image_data('192.168.1.100', 8080, image_data) ``` ###
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