WiFi練習:熱點模式—遠端控制ESP32內建LED燈

以下基本範例是利用 ESP32 作為一個 Wi-Fi 熱點,讓其他裝置連線後,透過網頁控制ESP32板上的內建 LED 燈開關。整體功能包含以下幾個部分:

  1. Wi-Fi 熱點設定:透過 WiFi.softAP() 建立 ESP32 自己的無線網路,並可自訂 IP、閘道與子網路遮罩。
  2. 事件監控:能即時偵測裝置連線與斷線,並顯示其 MAC 與 IP 位址。
  3. 裝置清單顯示:除了控制功能,也列出目前有幾台裝置連線到 ESP32。
  4. 建立Web Server:利用 ESP32 內建 HTTP 伺服器,當用戶透過瀏覽器連上 ESP32 時,能透過網頁控制 LED 燈開關。
const int ledPin = 2;             // 第2腳接LED燈(內建)
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
#include <WiFi.h>                 // 引用WiFi函式庫
const char *ssid="SSID";          // 熱點名稱
const char *password="密碼";      // 熱點密碼
void startAP()  // 啟用熱點
{
  /*
  IPAddress local_ip(192,168,31,31);   // 設定熱點的IP位址
  IPAddress gateway(192,168,31,2);     // 設定熱點的閘道位址
  IPAddress subnet(255,255,255,0);     // 設定熱點的子網路遮罩位址
  WiFi.softAPConfig(local_ip, gateway, subnet); // 設定熱點參數(未設定時,熱點IP位址預設為192.168.4.1)
  */
  while(!WiFi.softAP(ssid, password)) // 若熱點尚未啟動,則每0.5秒印出一個點
  {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("\n----------------------------------");
  Serial.println("熱點啟動成功");
  Serial.print("IP Address: ");
  Serial.println(WiFi.softAPIP());    // 印出熱點的IP位址
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
#include <esp_wifi.h>         // 引用esp_wifi函式庫
void WiFiEvent(WiFiEvent_t event, arduino_event_info_t info)  // WiFi事件處理函式
{
  uint8_t* mac = nullptr;     // 宣告MAC位址指標
  char macStr[18] = {0};      // 儲存格式化MAC位址的字串緩衝區

  switch (event)
  {
    case ARDUINO_EVENT_WIFI_AP_STACONNECTED:      // 裝置已連線
      // 從事件資訊中提取MAC位址,並將MAC位址格式化為字串(XX:XX:XX:XX:XX:XX)
      mac = info.wifi_ap_staconnected.mac;
      snprintf(macStr, sizeof(macStr), "%02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X", mac[0], mac[1], mac[2], mac[3], mac[4], mac[5]);
      Serial.println("\n[事件] 裝置已連線");
      Serial.print("MAC: ");
      Serial.println(macStr);
      listConnectedStations();  // 更新並顯示當前連線裝置清單
      break;

    case ARDUINO_EVENT_WIFI_AP_STADISCONNECTED:   // 裝置斷開連線
      // 從事件資訊中提取MAC位址,並將MAC位址格式化為字串(XX:XX:XX:XX:XX:XX)
      mac = info.wifi_ap_stadisconnected.mac;
      snprintf(macStr, sizeof(macStr), "%02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X", mac[0], mac[1], mac[2], mac[3], mac[4], mac[5]);
      Serial.println("\n[事件] 裝置已斷開連線");
      Serial.print("MAC: ");
      Serial.println(macStr);
      listConnectedStations();  // 更新並顯示當前連線裝置清單
      break;
  }
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
void listConnectedStations()  // 印出已連線裝置清單
{
  wifi_sta_list_t station_list;             // 儲存連線裝置列表的結構
  esp_wifi_ap_get_sta_list(&station_list);  // 獲取當前連接到AP的所有裝置列表
  
  Serial.println("--------- 當前連線裝置清單 ---------");
  Serial.print("連線裝置數量: ");
  Serial.println(station_list.num);
  Serial.println("----------------------------------");
  
  if (station_list.num > 0) {
    Serial.println("編號       MAC 位址       IP 位址");
    Serial.println("----------------------------------");
    
    for (int i = 0; i < station_list.num; i++) {
      wifi_sta_info_t station = station_list.sta[i];
      
      // 取得 MAC 位址
      char macStr[18];
      snprintf(macStr, sizeof(macStr), "%02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X",station.mac[0], station.mac[1], station.mac[2], station.mac[3], station.mac[4], station.mac[5]);
      
      // 取得 IP 位址 (需要透過 DHCP 租約列表)
      IPAddress ip = WiFi.softAPIP();
      ip[3] = i + 2; // 預設分配從 .2 開始
      
      // 顯示裝置資訊
      Serial.printf("%2d  %s  %s\n", i + 1, macStr, ip.toString().c_str());
    }
  } else {
    Serial.println("目前沒有裝置連線");
  }
  
  Serial.println("----------------------------------");
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
#include <WebServer.h>
WebServer server(80); // 建立WebServer物件, port為80

void handleRoot()     // 根目錄
{
  String html ="<h1>歡迎光臨!請點選下列按鈕:</h1> <h2><a href=\"/on\">LED ON</a></h2> <h2><a href=\"/off\">LED OFF</a></h2>";
  server.send(200, "text/html; charset=UTF-8", html);
}

void handleOn()       // LED ON
{
  digitalWrite(ledPin, HIGH);
  String html ="<h1>歡迎光臨!請點選下列按鈕:</h1> <h2><span style=\"color:#ff0000\"><strong>LED ON</strong></span></h2> <h2><a href=\"/off\">LED OFF</a></h2> <h2><a href=\"/\">首頁</a></h2>";
  server.send(200, "text/html; charset=UTF-8", html);
}

void handleOff()      // LED OFF
{
  digitalWrite(ledPin, LOW);
  String html ="<h1>歡迎光臨!請點選下列按鈕:</h1> <h2><a href=\"/on\">LED ON</a></h2> <h2><span style=\"color:#ff0000\"><strong>LED OFF</strong></span></h2> <h2><a href=\"/\">首頁</a></h2>";
  server.send(200, "text/html; charset=UTF-8", html);
}

void handleNotFound() // 找不到網頁
{
  String html = "找不到網頁";
  server.send(404, "text/html; charset=UTF-8", html);
}
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);  // 設定LED為輸出腳
  Serial.begin(9600);       // 啟用串列埠監看視窗
  startAP();                // 啟用熱點
  WiFi.onEvent(WiFiEvent);  // 啟用WiFi事件處理
  listConnectedStations();  // 印出已連線裝置清單
  //---------------------------WebServer設定---------------------------
  server.on("/", handleRoot);         // 在/時,前往handleRoot()
  server.on("/on", handleOn);         // 在/on時,前往handleOn()
  server.on("/off", handleOff);       // 在/off時,前往handleOff()
  server.onNotFound(handleNotFound);  // 找不到網頁時,前往handleNotFound()  
  server.begin();
  Serial.println("Server已啟動");
  //-------------------------------------------------------------------
}

void loop() {
  server.handleClient();    // 檢查是否有客戶端向ESP32 WebServer發送請求
}

利用 線上網頁編輯器HTML to Arduino ,可將網頁內容轉換成 ESP32 Arduino 字串,再使用server.sent()方法送到 WebServer 。

目錄 /
目錄 /on
目錄 /off


作業練習:依下列頁面要求,利用 ESP32 的熱點模式,透過網頁遠端控制ESP32內建LED燈開、關、閃爍(使用millis()函式,每0.5秒切換一次)。

目錄 /
目錄 /on
目錄 /off
目錄 /blink
目錄 /blink

思考方向參考:

//-------------------------------------------------------------------------------------
const int ledPin = 2;             // LED接腳
bool ledState = LOW;              // LED狀態,初始值為LOW(OFF)
bool blinkEnable = LOW;           // 閃爍控制,初始值為LOW (停止)
unsigned long previousMillis = 0; // 前一次的millis()時間
int  interval = 500;              // 預設計時的時間(ms)
//-------------------------------------------------------------------------------------
#include <WiFi.h>                 // 引用WiFi函式庫
const char *ssid="SSID";          // 熱點名稱
const char *password="密碼";      // 熱點密碼
//-------------------------------------------------------------------------------------
void startAP()  // 啟用熱點
{
	// 不變
}
//-------------------------------------------------------------------------------------
#include <esp_wifi.h>         // 引用esp_wifi函式庫
void WiFiEvent(WiFiEvent_t event, arduino_event_info_t info)  // WiFi事件處理函式
{
	// 不變
}
//-------------------------------------------------------------------------------------
void listConnectedStations() // 印出已連線裝置清單
{
	// 不變
}
//-------------------------------------------------------------------------------------
#include <WebServer.h>
WebServer server(80); // 建立WebServer物件, port為80

void handleRoot()     // 根目錄
{
  String html = "根目錄頁面內容";
  server.send(200, "text/html; charset=UTF-8", html);
}

void handleOn()       // LED ON
{
  blinkEnable = false;
  digitalWrite(ledPin, HIGH);
  String html = "/on頁面內容";
  server.send(200, "text/html; charset=UTF-8", html);
}

void handleOff()      // LED OFF
{
  blinkEnable = false;
  digitalWrite(ledPin, LOW);
  String html = "/off頁面內容";
  server.send(200, "text/html; charset=UTF-8", html);
}

void handleBlink()    // LED Blink
{
  blinkEnable = !blinkEnable;
  String html;
  if (blinkEnable == true)
  {
    html ="正在閃爍頁面內容";
  }
  else
  {
    html = "停止閃爍頁面內容";
  }

  server.send(200, "text/html; charset=UTF-8", html);
}

void handleNotFound() // 找不到網頁
{
  String html = "找不到網頁";
  server.send(404, "text/html; charset=UTF-8", html);
}
//-------------------------------------------------------------------------------------
void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);  // 設定LED為輸出腳
  Serial.begin(9600);       // 啟用串列埠監看視窗
  //--------------------------- softAP設定 ----------------------------
	// 不變
  //---------------------------WebServer設定---------------------------
	// 不變
  server.on("/blink", handleBlink);   // 在/blink時,前往handleBlink()
	// 不變
  //-------------------------------------------------------------------
}

void loop() {
  server.handleClient();    // 檢查是否有客戶端向ESP32 WebServer發送請求

  //--------------------------------------------------------------------------
	// 控制啟動或停止LED燈閃爍
  //--------------------------------------------------------------------------  
}