AliOS Things Wi-Fi连网的那些事

1、AliOS Things Wi-Fi 联网背景

接入Wi-Fi网络，是大部分IoT设备联网的第一步。

接入Wi-Fi一般需要经历配网和连网两个阶段。

1.1、Netmgr介绍

本文介绍的Netmgr模块是将Wi-Fi驱动的配网和连网能力抽象提取出来，方便IoT设备快速入网连云。

Wi-Fi设备需要连接到Wi-Fi热点(Wi-Fi AP)之后才能与其它设备进行基于IP的通信, 我们将Wi-Fi设备获取到Wi-Fi热点的SSID/密码的步骤称为Wi-Fi配网。对于手机/电脑/平板而言, 用户可以通过键盘或者触摸屏输入Wi-Fi热点的SSID/密码。但是对于没有键盘, 没有触摸屏的IoT设备而言, 如何获取Wi-Fi热点的SSID/密码是实现设备网络管理的第一个关键步骤。

1.2、配网

简要介绍下如下的两种配网方式：

1、零配：不需要用户输入热点信息的配网方案, 它是让一个已连接到上网热点的设备将热点的SSID/密码发送给待配网的设备。

2、一键配网：手机APP把相应信息打包到802.11数据包的特定区域，发送到周围环境中；智能设备的Wi-Fi模块处于混杂模式(Promiscuous Model)下，监听网络中的所有报文，直到解析出需要的信息(之前双方约定好数据格式)。

更多配网信息，可以参考文章：

Wi-Fi物联网设备配网的N种方式

1.3、连网

无论哪种方式配网, 最终目的都是拿到SSID/PASSWORD，连上AP, 接入网络。

终端设备要成功连上Wi-Fi需要经过三个阶段：

1）扫描阶段（SCAN）；

2）认证阶段 (Authentication）；

3）关联（Association）。

关联成功后，终端设备发起DHCP请求或者使用静态IP地址，就表示连网成功。

2、重要Netmgr API

Netmgr提供了一组API支持方便用户快速接入AP。

2.1、netmgr_init

初始化netmgr模块

函数原型

int netmgr_init(void);

参数名称	参数描述	参数示例
无	无	无

返回参数

0，成功

小于0， 失败

2.2、netmgr_deinit

反初始化netmgr

函数原型

void netmgr_deinit(void);

参数列表

参数名称	参数描述	参数示例
无	无	无

返回参数

无

2.3、netmgr_start

启动netmgr

函数原型

int netmgr_start(bool autoconfig);

参数列表

参数名称	参数描述	参数示例
autoconfig	是否自动发起Wi-Fi连网	无

返回参数

0，成功

小于0， 失败

注意：

当参数autoconfig是true时，使能自动连接Wi-Fi功能。如果设备有过成功连接AP的记录，会自动去连成功链接过的AP记录里的SSID和Password。

如果设备没有成功连接AP的记录，就不会自动去发起连网动作。当参数autoconfig是false时，关闭自动连接AP的功能，也不会去连AP。

2.4、netmgr_connect

连接网络

函数原型

int32_t netmgr_connect(const char *ssid, const uint8_t *password, uint32_t timeout);

参数列表

参数名称	参数描述	参数示例
ssid	Wi-Fi SSID	aos
password	密码	123456
timeout	超时时间（毫秒）	100

返回参数

0，成功

其他，失败

2.5、netmgr_stats

获取网络统计信息，现在主要是IP地址。

函数原型

void netmgr_stats(int32_t interface, netmgr_stats_t *stats);

参数列表

参数名称	参数描述	参数示例
interface	网卡名字	INTERFACE_WIFI
stats	网卡统计信息	/

返回参数

无

3、API使用范例

3.1、直接连网

#include "netmgr.h"
#include "aos/yloop.h"

static void wifi_service_event(input_event_t *event, void *priv_data)
{
    if (event->type != EV_WIFI) {
        return;
    }

    if (event->code != CODE_WIFI_ON_GOT_IP) {
        return;
    }
    
    // add application start logic here
}

void start_netmgr(void) {
    netmgr_init();
    aos_register_event_filter(EV_WIFI, wifi_service_event, NULL);
    netmgr_start(false);
    netmgr_connect("Test_WiFi", "123456", 10000);
}

3.2、使用历史记录连网

#include "netmgr.h"
#include "aos/yloop.h"

static void wifi_service_event(input_event_t *event, void *priv_data)
{
    if (event->type != EV_WIFI) {
        return;
    }

    if (event->code != CODE_WIFI_ON_GOT_IP) {
        return;
    }
    
    // add application start logic here
}

void start_netmgr(void) {
    netmgr_init();
    aos_register_event_filter(EV_WIFI, wifi_service_event, NULL);
    netmgr_start(true);
}

3.3、使用netmgr范例

以上范例中注册了一个wifi_service_event事件来监听事件，当收到type是EV_WIFI，code是CODE_WIFI_ON_GOT_IP，表示成功获取到了IP地址。

将以上范例中的start_netmgr函数加到文件application/example/helloworld_demo/appdemo.c。

注意，同时需要添加netmgr.h和aos/yloop.h两个头文件。

int application_start(int argc, char *argv[])
     int count = 0;
     printf("nano entry here!\r\n");
 
     start_netmgr();

     while(1) {
        printf("hello world! count %d \r\n", count++);

        aos_msleep(1000);
    };
}

3.4、添加netmgr模块

在application/example/helloworld_demo/Config.in里增加"select AOS_COMP_NETMGR if !AOS_CREATE_PROJECT"

config AOS_APP_HELLOWORLD_DEMO
    bool "Helloworld Demo"
    select AOS_COMP_OSAL_AOS if !AOS_CREATE_PROJECT
    select AOS_COMP_NETMGR if !AOS_CREATE_PROJECT
    help
        helloworld demo

if AOS_APP_HELLOWORLD_DEMO
# Configurations for app helloworld_demo
config SYSINFO_APP_VERSION
    string "Firmware Version"
    default "app-1.0.0-20200214.140831"
    help
        application main firmware version
endif

4、Netmgr命令

4.1、命令介绍

支持使用命令的方式对Wi-Fi连网相关的操作，如：

 - 对存储的连接信息的读/写/删除

 - 打印当前网络内的所有AP的信息，

 - 连接AP，断开AP的连接

 - 查询网络状态等

命令行	说明
netmgr -t wifi -i	初始化
netmgr -t wifi -a [0/1]	设置是否自动重连。0，不自动重连；1，自动重连。
netmgr -t wifi -b [0/1]	是否保存历史连接记录。0，不保存历史连接记录。1，保存历史连接记录。
netmgr -t wifi -c [ssid] [password]	使用ssid password连网
netmgr -t wifi -e	断开Wi-Fi连接
netmgr -t wifi -w [wifi_config]	写Wi-Fi配置文件。wifi_config格式，如，network={\\nssid=\"aos\"\\npassword=\"123456\"\\nchannel=\"0\"\\n}\\n
netmgr -t wifi -r	读Wi-Fi配置文件
netmgr -t wifi -d	删除Wi-Fi配置文件
netmgr -t wifi -p	打印当前网络状态
netmgr -t wifi -s	打印当前网络上的AP的信息

4.2、命令范例

使用如下命令可以快速连SSID是"aos" 密码是"123456"的AP。

netmgr -t wifi -i
netmgr -t wifi -b 1
netmgr -t wifi -a 1
netmgr -t wifi -c aos 123456

也可以手动写入配置命令，使用如下的命令连网。其中，如果无法确定AP的channel信息，使用0进行全网段扫描。

netmgr -t wifi -i
netmgr -t wifi -w network={\\nssid=\"aos\"\\npassword=\"123456\"\\nchannel=\"0\"\\n}\\n
netmgr -t a 1

4.3、Netmgr命令使用案例

基于HaaS 100搭建智能家居应用

如果想进一步了解以上功能，欢迎访问AliOS Things Github项目主页，使用AliOS Things的最新开源版本。

更多功能，将在AliOS Things的后续开源版本中推出。

5、开发者技术支持

如需更多技术支持，可加入钉钉开发者群

更多技术与解决方案介绍，请访问阿里云AIoT首页https://iot.aliyun.com/