ESP8266开发之旅 网络篇⑤ Scan WiFi——ESP8266WiFiScan库的使用

1. 前言

    现在，通常，为了让手机连上一个WiFi热点，基本上都是打开手机设置里面的WiFi设置功能，然后会看到里面有个WiFi热点列表，然后选择你要的连接上。 基本上你只要打开手机连接WiFi功能，都会发现附近有超级多的各种来路不明的WiFi热点（连接有风险需谨慎），那么手机是怎么知道附近的WiFi的呢？
    通常，无线网络提供的WiFi热点，大部分都开放了SSID广播（记得之前博主讲过WiFi热点也可以隐藏的），Scan WiFi的功能就是扫描出所有附近的WiFi热点的SSID信息，这样一来，客户端就可以根据需要选择不同的SSID连入对应的无线网络中。

2. scan WiFi功能

    一般扫描网络需要几百毫秒才能完成。
    而扫描WiFi过程包括：

• 触发扫描过程
• 等待完成
• 提供结果

    那么Scan WiFi库提供了两种方式实现上面的扫描过程：

1. 同步扫描：通过单个函数在一次运行中完成，需要等待完成所有操作才能继续运行下面的操作。
2. 异步扫描：把上面的过程分成几个步骤，每个步骤由一个单独函数完成，我们可以在扫描过程中执行其他任务。

    一般来说，学过多线程的读者应该都知道同步和异步的区别，这里就不细说，非本篇的重点内容。

3. ESP8266WiFiScan库

    有了前面的理论基础，那么我们开始详解一下ESP8266 scan wifi功能专用库——ESP8266WiFiScan库，大家使用的时候不需要

#include <ESP8266WiFiSTA.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Scan类库的描述，可以拆分为两个部分：

1. 第一部分方法，扫描操作；
2. 第二部分方法，获取扫描结果；

    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 扫描操作方法

3.1.1 scanNetworks —— 同步扫描周边有效wifi网络

函数说明：

/**
 * Start scan WiFi networks available
 * @param async         run in async mode(是否启动异步扫描)
 * @param show_hidden   show hidden networks(是否扫描隐藏网络)
 * @param channel       scan only this channel (0 for all channels)(是否扫描特定通道)
 * @param ssid*         scan for only this ssid (NULL for all ssid's)(是否扫描特定的SSID)
 * @return Number of discovered networks
 */
int8_t scanNetworks(bool async = false, bool show_hidden = false, uint8 channel = 0, uint8* ssid = NULL);

应用实例：

//实例代码 这只是部分代码 不能直接使用
//同步扫描
int n = WiFi.scanNetworks();//不需要填任何参数
Serial.println("scan done");
if (n == 0) {
    Serial.println("no networks found");
} else {
    Serial.println(" networks found");
}

3.1.2 scanNetworks(async ) —— 异步扫描周边有效wifi网络

函数说明：

/**
 * Start scan WiFi networks available
 * @param async         run in async mode(是否启动异步扫描)
 * @param show_hidden   show hidden networks(是否扫描隐藏网络)
 * @param channel       scan only this channel (0 for all channels)(是否扫描特定通道)
 * @param ssid*         scan for only this ssid (NULL for all ssid's)(是否扫描特定的SSID)
 * @return Number of discovered networks
 */
int8_t scanNetworks(bool async = false, bool show_hidden = false, uint8 channel = 0, uint8* ssid = NULL);

应用实例：

//实例代码 这只是部分代码 不能直接使用
//异步扫描
WiFi.scanNetworks(true);
// print out Wi-Fi network scan result uppon completion
int n = WiFi.scanComplete();
if(n >= 0){
  Serial.printf("%d network(s) found\n", n);
  for (int i = 0; i < n; i++){
     Serial.printf("%d: %s, Ch:%d (%ddBm) %s\n", i+1, WiFi.SSID(i).c_str(), WiFi.channel(i), WiFi.RSSI(i), WiFi.encryptionType(i) == ENC_TYPE_NONE ? "open" : "");
  }
  //打印一次结果之后把缓存中的数据清掉
  WiFi.scanDelete();
}

3.1.3 scanNetworksAsync —— 异步扫描周边wifi网络，并回调结果

函数说明：

/**
 * Starts scanning WiFi networks available in async mode
 * @param onComplete    the event handler executed when the scan is done
 * @param show_hidden   show hidden networks
  */
void scanNetworksAsync(std::function<void(int)> onComplete, bool show_hidden = false);

应用实例：

//实例代码
#include "ESP8266WiFi.h"

void prinScanResult(int networksFound)
{
  Serial.printf("%d network(s) found\n", networksFound);
  for (int i = 0; i < networksFound; i++)
  {
    Serial.printf("%d: %s, Ch:%d (%ddBm) %s\n", i + 1, WiFi.SSID(i).c_str(), WiFi.channel(i), WiFi.RSSI(i), WiFi.encryptionType(i) == ENC_TYPE_NONE ? "open" : "");
  }
}

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();

  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.disconnect();
  delay(100);

  WiFi.scanNetworksAsync(prinScanResult);
}

void loop() {}
//应该会打印如下类似的显示
//5 network(s) found
//1: Tech_D005107, Ch:6 (-72dBm)
//2: HP-Print-A2-Photosmart 7520, Ch:6 (-79dBm)
//3: ESP_0B09E3, Ch:9 (-89dBm) open
//4: Hack-4-fun-net, Ch:9 (-91dBm)
//5: UPC Wi-Free, Ch:11 (-79dBm)

3.1.4 scanComplete —— 检测异步扫描的结果

函数说明：

/**
 * called to get the scan state in Async mode(异步扫描的结果函数)
 * @return scan result or status
 *          -1 if scan not find
 *          -2 if scan not triggered
 */
int8_t scanComplete();

3.1.5 scanDelete —— 从内存中删掉最近扫描结果

函数说明：

/**
 * delete last scan result from RAM(从内存中删除最近的扫描结果)
 */
void scanDelete();

注意点：

• 如果不删除，将会叠加上次扫描的结果；

3.2 扫描结果方法

3.2.1 SSID —— 获取wifi网络名字

函数说明：

/**
 * Return the SSID discovered during the network scan.
 * @param i     specify from which network item want to get the information
 * @return       ssid string of the specified item on the networks scanned list
 */
String SSID(uint8_t networkItem);

3.2.2 RSSI —— 获取wifi网络信号强度

函数说明：

/**
 * Return the RSSI of the networks discovered during the scanNetworks(信号强度)
 * @param i specify from which network item want to get the information
 * @return  signed value of RSSI of the specified item on the networks scanned list
 */
int32_t RSSI(uint8_t networkItem);

3.2.3 encryptionType —— 获取wifi网络加密方式

函数说明：

/**
 * Return the encryption type of the networks discovered during the scanNetworks(加密方式)
 * @param i specify from which network item want to get the information
 * @return  encryption type (enum wl_enc_type) of the specified item on the networks scanned list
 * ............ Values map to 802.11 encryption suites.....................
 *    AUTH_OPEN          ---->     ENC_TYPE_WEP  = 5,
 *    AUTH_WEP           ---->     ENC_TYPE_TKIP = 2,
 *    AUTH_WPA_PSK       ---->     ENC_TYPE_CCMP = 4,
 * ........... except these two, 7 and 8 are reserved in 802.11-2007.......
 *    AUTH_WPA2_PSK      ---->     ENC_TYPE_NONE = 7,
 *    AUTH_WPA_WPA2_PSK  ---->     ENC_TYPE_AUTO = 8
 */
uint8_t encryptionType(uint8_t networkItem);

3.2.4 BSSID —— 获取wifi网络mac地址

函数说明：

/**
 * return MAC / BSSID of scanned wifi (物理地址)
 * @param i specify from which network item want to get the information
 * @return uint8_t * MAC / BSSID of scanned wifi
 */
uint8_t * BSSID(uint8_t networkItem);

/**
 * return MAC / BSSID of scanned wifi (物理地址)
 * @param i specify from which network item want to get the information
 * @return uint8_t * MAC / BSSID of scanned wifi
 */
String BSSIDstr(uint8_t networkItem);

3.2.5 getNetworkInfo —— 获取整体网络信息，名字，信号强度等

函数说明：

/**
 * loads all infos from a scanned wifi in to the ptr parameters
 * @param networkItem uint8_t
 * @param ssid  const char**
 * @param encryptionType uint8_t *
 * @param RSSI int32_t *
 * @param BSSID uint8_t **
 * @param channel int32_t *
 * @param isHidden bool *
 * @return (true if ok)
 */
bool getNetworkInfo(uint8_t networkItem, String &ssid, uint8_t &encryptionType, int32_t &RSSI, uint8_t* &BSSID, int32_t &channel, bool &isHidden);

注意点：

• 入参前面多数加了&，意味着调完函数后外面获取到详细信息；

3.2.6 channel —— 获取wifi网络通道号

函数说明：

/**
 * return channel of scanned wifi(通道号)
 */
int32_t channel(uint8_t networkItem);

3.2.7 isHidden —— 判断wifi网络是否是隐藏网络

函数说明：

/**
 * return if the scanned wifi is Hidden (no SSID)(判断扫描到的wifi是否是隐藏wifi)
 * @param networkItem specify from which network item want to get the information
 * @return bool (true == hidden)
 */
bool isHidden(uint8_t networkItem);

4. 实例操作

    上面博主讲了一堆方法理论的知识，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 操作实例1：同步扫描

实例代码：

/**
 * Demo：
 *    STA模式下，演示同步扫描Scan wifi功能
 * @author 单片机菜鸟
 * @date 2019/09/03
 */
#include <ESP8266WiFi.h>

//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)

void setup() {
  //设置串口波特率，以便打印信息
  DebugBegin(115200);
  //延时5s 为了演示效果
  delay(5000);
  // 我不想别人连接我，只想做个站点
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  //断开连接
  WiFi.disconnect();
  delay(100);
  DebugPrintln("Setup done");
}

void loop() {
  DebugPrintln("scan start");
  // 同步扫描，等待返回结果
  int n = WiFi.scanNetworks();
  DebugPrintln("scan done");
  if (n == 0){
    DebugPrintln("no networks found");
  }else{
    DebugPrint(n);
    DebugPrintln(" networks found");
    for (int i = 0; i < n; ++i){
      DebugPrint(i + 1);
      DebugPrint(": ");
      //打印wifi账号
      DebugPrint(WiFi.SSID(i));
      DebugPrint(",");
      DebugPrint(String("Ch:")+WiFi.channel(i));
      DebugPrint(",");
      DebugPrint(WiFi.isHidden(i)?"hide":"show");
      DebugPrint(" (");
      //打印wifi信号强度
      DebugPrint(WiFi.RSSI(i));
      DebugPrint("dBm");
      DebugPrint(")");
      //打印wifi加密方式
      DebugPrintln((WiFi.encryptionType(i) == ENC_TYPE_NONE)?"open":"*");
      delay(10);
    }
  }
  DebugPrintln("");
  // 延时5s之后再次扫描
  delay(5000);
}

测试结果（博主附近潜在的WiFi热点）：

4.2 操作实例2: 异步扫描方式1

实例代码：

/**
 * Demo：
 *    STA模式下，演示异步扫描Scan wifi功能
 * @author 单片机菜鸟
 * @date 2019/09/03
 */
#include <ESP8266WiFi.h>

//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)
//定义一个扫描时间间隔
#define SCAN_PERIOD 5000
long lastScanMillis;

void setup() {
  //设置串口波特率，以便打印信息
  DebugBegin(115200);
  //延时5s 为了演示效果
  delay(5000);
  // 我不想别人连接我，只想做个站点
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  //断开连接
  WiFi.disconnect();
  delay(100);
  DebugPrintln("Setup done");
}

void loop() {

 long currentMillis = millis();
 //触发扫描
 if (currentMillis - lastScanMillis > SCAN_PERIOD){
    WiFi.scanNetworks(true);
    Serial.print("\nScan start ... ");
    lastScanMillis = currentMillis;
  }

  // 判断是否有扫描结果
  int n = WiFi.scanComplete();
  if(n >= 0){
    Serial.printf("%d network(s) found\n", n);
    for (int i = 0; i < n; i++){
      Serial.printf("%d: %s, Ch:%d (%ddBm) %s\n", i+1, WiFi.SSID(i).c_str(), WiFi.channel(i), WiFi.RSSI(i), WiFi.encryptionType(i) == ENC_TYPE_NONE ? "open" : "");
    }
    //打印完一次扫描结果之后  删除内存保存结果
    WiFi.scanDelete();
  }
}

测试结果：

4.3 操作实例3：异步扫描方式2

实例代码：

/**
 * Demo：
 *    STA模式下，演示异步扫描Scan wifi功能
 * @author 单片机菜鸟
 * @date 2019/09/03
 */
#include <ESP8266WiFi.h>

//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)

/**
 * 打印扫描结果
 * @param networksFound 结果个数
 */
void prinScanResult(int networksFound){
  Serial.printf("%d network(s) found\n", networksFound);
  for (int i = 0; i < networksFound; i++)
  {
    Serial.printf("%d: %s, Ch:%d (%ddBm) %s\n", i + 1, WiFi.SSID(i).c_str(), WiFi.channel(i), WiFi.RSSI(i), WiFi.encryptionType(i) == ENC_TYPE_NONE ? "open" : "");
  }
}

void setup() {
  //设置串口波特率，以便打印信息
  DebugBegin(115200);
  //延时5s 为了演示效果
  delay(5000);
  // 我不想别人连接我，只想做个站点
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  //断开连接
  WiFi.disconnect();
  delay(100);
  DebugPrintln("Setup done");
  Serial.print("\nScan start ... ");
  WiFi.scanNetworksAsync(prinScanResult);
}

void loop() {
}

测试结果：

5. 总结

    扫描并不是多复杂的功能，分为同步扫描和异步扫描，一般楼主建议用异步扫描方式，不影响代码运行。