ESP8266开发之旅 网络篇② ESP8266 工做模式与ESP8266WiFi库

    在网络篇①中，博主主要讲解了Arduino上开发ESP8266的插件库 Arduino Core For ESP8266。可是，并无讲到关于这个模块的工做模式，因此本篇讲着重讲解ESP8266的三种工做模式：

1. Station模式；
2. AP模式；
3. AP兼Station模式；

    重点来了，8266编程开发，都是基于以上三种模式中的一种模式来进行开发。因此，开发ESP8266的时候，须要首先肯定工做模式。

1. ESP8266工做模式

1.1 Station模式 —— 我想连上谁

    Station（STA）模式用于将ESP8266模块链接到由接入点（Access Point，理解为热点）创建的Wi-Fi网络。请查看下图：

    Station模式有几个特色，以方便管理的Wi-Fi链接。

• 在链接丢失的状况下，一旦WiFi再次可用，ESP8266将自动从新链接到最近使用的接入点（Access Point，理解为热点），每每这一点容易出问题（有时路由器重启了，会发现ESP8266一直链接不上路由）。
• 模块重启也会发生一样的状况。
• 由于ESP8266将最后使用的接入点认证信息（ssid帐号，psw密码）保存到Flash（非易失性）存储器中。
• 若是在Arduino IDE修改代码，但代码不更改Wi-Fi工做模式或接入点认证信息（ssid帐号，psw密码），则ESP8266使用保存在Flash上数据来从新链接。

1.2 AP模式（soft-AP）—— 谁想连上我

    AP（Access Point）模式能够理解为Station模式的相反面，用于将ESP8266模块做为接入点创建Wi-Fi网络，供其余Station模式的模块链接进来。请查看下图：

• AP模式能够用于Station模式的模块之间交互的中转站（让全部模块处于同一个WiFi网络中）；
• 在将ESP8266模块（Station模式）链接到wifi以前，通常咱们是不知道当前wifi网络的ssid帐号和psw密码，那么咱们怎么告诉ESP8266呢？
  在AP模式下，咱们可使用手机或者笔记本链接到它，而后咱们就能够给ESP8266模块发送链接网络的ssid和psw。一旦完成，ESP8266自动切换到Station 模式，就能够链接到目标wifi接入点。

1.3 AP兼Station模式

    该模式是以上两种模式的整合。请查看下图：

1.4 核心点

    紧紧记住，WiFi有三种工做模式：Station模式、AP模式、AP兼Station模式，这样就足够了。每一个ESP8266模块确定工做于这三种模式之一，固然除非你没用WIFI功能，把它当作arduino开发版用。

2. ESP8266WiFi库

    前面咱们整体上介绍了ESP8266工做模式，同时咱们也了解到 Arduino IDE上主要经过 Arduino Core For ESP8266这个核心库来开发ESP8266功能，而且也谈论到这个核心库其实包含了众多小核心库，包括ESP8266WiFi、ESP8266WebServer、ESP8266HTTPClient、ESP8266mDNS等等。虽然咱们实际开发中并不会说所有库都会使用起来，可是至少须要造成一个意识，那就是：Arduino core for ESP8266库，在8266 sdk基础上给咱们提供了不少操做方式。
    其中，博主以为最核心最重要的一个库就是ESP8266WiFi（后面咱们代码中你会常常看到 #inclue<ESP8266WiFi.h>，那时你就应该知道这个库具体是用来作什么的）

2.1 ESP8266WiFi库源码结构

    若是你是按照博主以前说的方式去clone Arduino core for 8266的代码的话，而后把libraries目录导入到源码查看IDE（这里我推荐你们安装webstorm）的话，而后打开ESP8266WiFi那个目录，你就会发现以下代码结构：

    没错，你会发现不少成双成对的h头文件和cpp源文件，有点组cp的感受。

    众多文件，先不要纠结。
    在这里，博主能够先告诉你几个知识点：

1. 名字里面带Secure、SSL、TLS的，跟安全校验有关，俗称https（不要告诉我你没用过）；
2. 名字里面带Client的，跟客户端有关；
3. 名字里面带Server的，跟服务端有关；
4. 名字里面带8266的，你能够理解为针对ESP8266的代码封装；
5. 名字里面带Scan的，跟wifi扫描有关；
6. 名字里面带STA的，跟ESP8266 Station模式有关；
7. 名字里面带AP的，跟ESP8266 AP模式有关；
8. ESP8266WiFiType.h文件，主要是用来定义各类配置选项，好比wifi工做模式（WiFiMode），wifi睡眠模式（WiFiSleepType），wifi物理模式（WiFiPhyMode），wifi事件（WiFiEvent），wifi断开缘由（WiFiDisconnectReason）等等；
9. ESP8266WiFiGeneric（8266模块通用库），esp8266的sdk提供了一些功能，但在arduino wifi库中没有。包括处理程序来管理wi-fi事件，如链接，断开链接或得到ip，wi-fi模式的变化，管理模块睡眠模式的功能，以ip地址解析的hostName等；
10. ESP8266WiFi库不只仅局限于ESP8266WiFi.h和ESP8266WiFi.cpp这两个文件，只不过说它们是最核心的统一入口；
11. WiFiUdp库，在ESP8266WiFi功能的基础上包装了UDP广播协议，适用于UDP通讯，须要另外添加头文件；

    记住这11点，基本上整个ESP8266WiFi库你就了解一半了，剩下就是看各个具体使用（引入使用一步到位 #include<ESP8266WiFi.h>，固然你也能够一个个include,so easy）。

#include<ESP8266WiFi.h>

2.2 ESP8266WiFi.h 和 ESP8266WiFi.cpp 详解

    在这里，博主给读者讲解用得最多的两个文件，请看下图：

    能够看到ESP8266WiFi类，继承了ESP8266WiFiGeneric、ESP8266WiFiSTA、ESP8266WiFiScan、ESP8266WiFiAP，同时引入了WiFiClient、WiFiServer、WiFiServerSecure、WiFiClientSecure等等，所谓集合了诸子百家的功能于一身。

• ESP8266WiFiGeneric：8266模块通用库，包括处理程序来管理wi-fi事件，如链接，断开链接或得到ip，wi-fi模式的变化，管理模块睡眠模式的功能，以ip地址解析的hostName等；
• ESP8266WiFiSTA：Station模式下使用的代码功能；
• ESP8266WiFiScan：wifi扫描功能（处于Station模式）；
• ESP8266WiFiAP：wifi网络接入点功能（AP热点）；
• WiFiClient：tcp 客户端（发送端）；
• WiFiServer：tcp 服务端（接收端）；

    为了让你们更加清晰了解到各个具体内容，博主也花了点时间作了一个初略的百度脑图，以供你们参考：

    脑图相对来讲比较大，烦请读者自行下载保存下来放大查看。本篇不详细介绍每一个函数怎么用，等到后面用到的时候，博主再陆续给你们介绍一下用法。

3. 总结

    这节要记住的重点是，核心库ESP8266WiFi到底有什么功能能够提供给咱们使用。理解它是后续开发的基本。