ESP8266的Web配网以及强制门户的实现(连接wifi自动打开网页)

前言

1.Web配网概述
在应用到esp8266的场景,往往与wifi是离不开的,但用户的wifi账号密码又无从知晓,于是乎有了配网。
目前,市面上的配网方式多种多样,但其中博主觉得成功率最高,最方便的方式其实还是Web配网(个人看法),因为Web配网从根本来说就是esp8266开启一个web服务器,在此基础上进行信息交互(POST,GET),所以信息的传输较为稳定,配网成功率高。
2.强制门户概述
强制门户:连接上wifi以后,手机会自动打开一个网页,这就是强制门户。
相信大家遇见过很多拥有免费wifi的地方,连接上wifi以后,就会自动弹出认证界面,在Web配网的基础上,我们加上强制门户,就可以实现连接wifi以后自动打开配网界面,方便用户操作。

Web配网详解

想要实现Web配网,就需要让esp8266开启一个WebServer服务器,需要用到以下函数

ESP8266WebServer();//创建WebServer
begin();//启动WebServer
on();//请求响应回调
onNotFound();//无法响应的请求的回调函数
send();//发送响应数据
hasArg();//是否存在某个参数
args();//获取参数个数

具体WebServer实现代码

const char* AP_NAME = "配网WIFI";//wifi名字
//html网页源码
const char* page_html = "\
<!DOCTYPE html>\r\n\
<html lang='en'>\r\n\
<head>\r\n\
  <meta charset='UTF-8'>\r\n\
  <meta name='viewport' content='width=device-width, initial-scale=1.0'>\r\n\
  <title>Document</title>\r\n\
</head>\r\n\
<body>\r\n\
  <form name='input' action='/' method='POST'>\r\n\
        wifi名称: <br>\r\n\
        <input type='text' name='ssid'><br>\r\n\
        wifi密码:<br>\r\n\
        <input type='text' name='password'><br>\r\n\
        <input type='submit' value='保存'>\r\n\
    </form>\r\n\
</body>\r\n\
</html>\r\n\
";

IPAddress apIP(192, 168, 4, 1);//esp8266-AP-IP地址
ESP8266WebServer server(80);//创建WebServer

void initBasic(void){
    //初始化基础
  Serial.begin(115200);
  WiFi.hostname("Smart-ESP8266");//设置ESP8266设备名
}

void initSoftAP(void){
    //初始化AP模式
  WiFi.mode(WIFI_AP);
  WiFi.softAPConfig(apIP, apIP, IPAddress(255, 255, 255, 0));
  if(WiFi.softAP(AP_NAME)){
    
    Serial.println("ESP8266 SoftAP is right");
  }
}

void handleRoot() {
    //访问主页回调函数
  server.send(200, "text/html", page_html);
}

void handleRootPost() {
    //Post回调函数
  Serial.println("handleRootPost");
  if (server.hasArg("ssid")) {
    //判断是否有账号参数
    Serial.print("got ssid:");
    strcpy(sta_ssid, server.arg("ssid").c_str());//将账号参数拷贝到sta_ssid中
    Serial.println(sta_ssid);
  } else {
    //没有参数
    Serial.println("error, not found ssid");
    server.send(200, "text/html", "<meta charset='UTF-8'>error, not found ssid");//返回错误页面
    return;
  }
  //密码与账号同理
  if (server.hasArg("password")) {
    
    Serial.print("got password:");
    strcpy(sta_password, server.arg("password").c_str());
    Serial.println(sta_password);
  } else {
    
    Serial.println("error, not found password");
    server.send(200, "text/html", "<meta charset='UTF-8'>error, not found password");
    return;
  }

  server.send(200, "text/html", "<meta charset='UTF-8'>保存成功");//返回保存成功页面
  delay(2000);
  //连接wifi
  connectNewWifi();
}

void initWebServer(void){
    //初始化WebServer
  server.on("/", HTTP_GET, handleRoot);//设置主页回调函数
  server.on("/", HTTP_POST, handleRootPost);//设置Post请求回调函数
  server.begin();//启动WebServer
  Serial.println("WebServer started!");
}

void connectNewWifi(void){
    
  WiFi.mode(WIFI_STA);//切换为STA模式
  WiFi.setAutoConnect(true);//设置自动连接
  WiFi.begin();//连接上一次连接成功的wifi
  Serial.println("");
  Serial.print("Connect to wifi");
  int count = 0;
   while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  if(WiFi.status() == WL_CONNECTED){
    //如果连接上 就输出IP信息 防止未连接上break后会误输出
    Serial.println("");
    Serial.println("WIFI Connected!");
    Serial.print("IP address: ");
    Serial.println(WiFi.localIP());
    server.stop();
  }
}

void setup() {
    
  initBasic();
  initSoftAP();
  initWebServer();
}

void loop() {
    
  server.handleClient();
  dnsServer.processNextRequest();
}

强制门户详解

要想实现强制门户,就要在以上的普通Web配网的基础上加上DNS服务。
具体实现思路:当手机连接上一个无需密码的wifi后(看上面的initSoftAP就可以发现设置的是无需密码的AP),会访问一个手机内部的网址去查看是否可以上网,在访问此网址的时候会先发起DNS请求,向服务器问域名的IP地址。然后再发起HTTP请求,请求想要的内容。
在这里插入图片描述
esp8266充当AP的角色,会收到手机发来的DNS请求,这时将请求的IP地址指向esp8266的地址就可以了。这时手机就会向esp8266发送http请求,esp8266不管收到什么http请求,都将html页面回复过去,就可以实现强制门户功能了。
将请求IP指向esp8266地址代码:

DNSServer dnsServer;//创建dnsServer实例
IPAddress apIP(192, 168, 4, 1);//esp8266-AP-IP地址
const byte DNS_PORT = 53;//DNS端口号

dnsServer.start(DNS_PORT, "*", apIP)

不管收到什么http请求,都将html页面回复过去

  ESP8266WebServer server(80);//创建WebServer
  
  //server.on("/",handleRoot);
  //上面那行必须在第二个参数上添加上HTTP_GET才能不影响强制门户,防止有些设备无法弹出强制门户,要用域名访问,如果不加第二个参数,就只能实现域名访问而无法强制门户
  //在无法响应的http请求响应回调设置为主页的回调函数,才可以强制门户
  server.on("/", HTTP_GET, handleRoot);//设置主页回调函数
  server.onNotFound(handleRoot);//设置无法响应的http请求的回调函数
  server.on("/", HTTP_POST, handleRootPost);//设置Post请求回调函数
  server.begin();//启动WebServer

完整代码

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <DNSServer.h>
#include <ESP8266WebServer.h>

const char* AP_NAME = "配网WIFI";//wifi名字
//暂时存储wifi账号密码
char sta_ssid[32] = {
    0};
char sta_password[64] = {
    0};
//配网页面代码
const char* page_html = "\
<!DOCTYPE html>\r\n\
<html lang='en'>\r\n\
<head>\r\n\
  <meta charset='UTF-8'>\r\n\
  <meta name='viewport' content='width=device-width, initial-scale=1.0'>\r\n\
  <title>Document</title>\r\n\
</head>\r\n\
<body>\r\n\
  <form name='input' action='/' method='POST'>\r\n\
        wifi名称: <br>\r\n\
        <input type='text' name='ssid'><br>\r\n\
        wifi密码:<br>\r\n\
        <input type='text' name='password'><br>\r\n\
        <input type='submit' value='保存'>\r\n\
    </form>\r\n\
</body>\r\n\
</html>\r\n\
";

const byte DNS_PORT = 53;//DNS端口号
IPAddress apIP(192, 168, 4, 1);//esp8266-AP-IP地址
DNSServer dnsServer;//创建dnsServer实例
ESP8266WebServer server(80);//创建WebServer

void handleRoot() {
    //访问主页回调函数
  server.send(200, "text/html", page_html);
}

void handleRootPost() {
    //Post回调函数
  Serial.println("handleRootPost");
  if (server.hasArg("ssid")) {
    //判断是否有账号参数
    Serial.print("got ssid:");
    strcpy(sta_ssid, server.arg("ssid").c_str());//将账号参数拷贝到sta_ssid中
    Serial.println(sta_ssid);
  } else {
    //没有参数
    Serial.println("error, not found ssid");
    server.send(200, "text/html", "<meta charset='UTF-8'>error, not found ssid");//返回错误页面
    return;
  }
  //密码与账号同理
  if (server.hasArg("password")) {
    
    Serial.print("got password:");
    strcpy(sta_password, server.arg("password").c_str());
    Serial.println(sta_password);
  } else {
    
    Serial.println("error, not found password");
    server.send(200, "text/html", "<meta charset='UTF-8'>error, not found password");
    return;
  }

  server.send(200, "text/html", "<meta charset='UTF-8'>保存成功");//返回保存成功页面
  delay(2000);
  //连接wifi
  connectNewWifi();
}

void initBasic(void){
    //初始化基础
  Serial.begin(115200);
  WiFi.hostname("Smart-ESP8266");//设置ESP8266设备名
}

void initSoftAP(void){
    //初始化AP模式
  WiFi.mode(WIFI_AP);
  WiFi.softAPConfig(apIP, apIP, IPAddress(255, 255, 255, 0));
  if(WiFi.softAP(AP_NAME)){
    
    Serial.println("ESP8266 SoftAP is right");
  }
}

void initWebServer(void){
    //初始化WebServer
  //server.on("/",handleRoot);
  //上面那行必须以下面这种格式去写否则无法强制门户
  server.on("/", HTTP_GET, handleRoot);//设置主页回调函数
  server.onNotFound(handleRoot);//设置无法响应的http请求的回调函数
  server.on("/", HTTP_POST, handleRootPost);//设置Post请求回调函数
  server.begin();//启动WebServer
  Serial.println("WebServer started!");
}

void initDNS(void){
    //初始化DNS服务器
  if(dnsServer.start(DNS_PORT, "*", apIP)){
    //判断将所有地址映射到esp8266的ip上是否成功
    Serial.println("start dnsserver success.");
  }
  else Serial.println("start dnsserver failed.");
}

void connectNewWifi(void){
    
  WiFi.mode(WIFI_STA);//切换为STA模式
  WiFi.setAutoConnect(true);//设置自动连接
  WiFi.begin();//连接上一次连接成功的wifi
  Serial.println("");
  Serial.print("Connect to wifi");
  int count = 0;
   while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    
    delay(500);
    count++;
    if(count > 10){
    //如果5秒内没有连上,就开启Web配网 可适当调整这个时间
      initSoftAP();
      initWebServer();
      initDNS();
      break;//跳出 防止无限初始化
    }
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  if(WiFi.status() == WL_CONNECTED){
    //如果连接上 就输出IP信息 防止未连接上break后会误输出
    Serial.println("WIFI Connected!");
    Serial.print("IP address: ");
    Serial.println(WiFi.localIP());//打印esp8266的IP地址
    server.stop();
  }
}

void setup() {
    
  initBasic();
  connectNewWifi();
}

void loop() {
    
  server.handleClient();
  dnsServer.processNextRequest();
}

实验效果

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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