《HarmonyOS开发 – OpenHarmony开发笔记(基于小型系统)》第5章 WiFi联网(STA模式)

开发环境：
开发系统：Ubuntu 20.04
开发板：Pegasus物联网开发板
MCU：Hi3861
OpenHarmony版本：3.0.1-LTS

HI3861默认已经初始化了WiFi，因此这里讲解如何使用WiFi联网。

5.1使用AT联网

串口终端上执行相应的AT命令，即可使Hi3861 WLAN模组联网，依次执行如下AT命令，启动STA模式，连接指定路由器，并开启DHCP功能配置IP地址。

AT+STARTSTA                             # 启动STA模式
AT+SCAN                                 # 扫描周边AP
AT+SCANRESULT                           # 显示扫描结果
AT+CONN="SSID",,2,"PASSWORD"            # 连接指定AP，其中SSID/PASSWORD为待连接的热点名称和密码
AT+STASTAT                              # 查看连接结果
AT+DHCP=wlan0,1                         # 通过DHCP向AP请求wlan0的IP地址

查看Hi3861 WLAN模组与网关联通是否正常，如下所示。

AT+IFCFG                                # 查看模组接口IP
AT+PING=X.X.X.X                         # 检查模组与网关的联通性，其中X.X.X.X需替换为实际的网关地址

下面具体演示：

有上图可知Hi3861 WLAN模组联网成功。

当然也可在同一个局域网中ping HI3861。

说明网络是连通的。

关于Wifi联网的AT命令有很多，所有的AT指令都是通过函数hi_at_sys_cmd_register() 函数注册的，其中调用了hi_at_register_cmd()函数注册AT。

重点介绍三个函数。

1.启动WiFi STA模式, AT+STARTSTA

hi_u32 cmd_sta_start_adv(hi_s32 argc, const hi_char *argv[])
{
    hi_s32  ret;
    hi_wifi_bw bw = HI_WIFI_BW_LEGACY_20M;

    if (argc != 3) { /* "+STARTSTA" command fix 3 parameters */
        return HI_ERR_FAILURE;
    }

    ret = (hi_s32)sta_start_adv_param(argc, argv, &bw);
    if (ret != HI_ERR_SUCCESS) {
        return HI_ERR_FAILURE;
    }
#ifndef CONFIG_FACTORY_TEST_MODE
    hi_char ifname[WIFI_IFNAME_MAX_SIZE + 1] = {0};
    hi_s32  len = sizeof(ifname);
    ret = hi_wifi_sta_start(ifname, &len);
    if (ret != HISI_OK) {
        return HI_ERR_FAILURE;
    }
#endif
    ret = hi_wifi_set_bandwidth(DEFAULT_IFNAME_STA, strlen(DEFAULT_IFNAME_STA) + 1, bw);
    if (ret != HI_ERR_SUCCESS) {
#ifndef CONFIG_FACTORY_TEST_MODE
        hi_wifi_sta_stop();
#endif
        return HI_ERR_FAILURE;
    }

    hi_at_printf("OK\r\n");
    return HI_ERR_SUCCESS;
}

该函数的核心就是hi_wifi_sta_start()函数。

2.连接WiFi ,AT+CONN

/*****************************************************************************
* Func description: station connect network
* example: AT+CONN="hisilicon",,3,"123456789"
*****************************************************************************/
hi_u32 cmd_sta_connect(hi_s32 argc, const hi_char *argv[])
{
    hi_wifi_assoc_request assoc_req = {0};

    if ((argc < 3) || (argc > 4)) {     /* argc 3/4 */
        return HI_ERR_FAILURE;
    }

    /* get ssid */
    if ((argv[0] != HI_NULL) && (cmd_sta_connect_get_ssid(argv, &assoc_req, HI_NULL, 0) != HI_ERR_SUCCESS)) {
        return HI_ERR_FAILURE;
    }

    /* get bssid */
    if (argv[1] == HI_NULL) {
        memset_s(assoc_req.bssid, sizeof(assoc_req.bssid), 0, sizeof(assoc_req.bssid));
    } else if (strlen(argv[1]) == HI_WIFI_TXT_ADDR_LEN) {
        if (cmd_strtoaddr(argv[1], assoc_req.bssid, HI_WIFI_MAC_LEN) != HISI_OK) {
            return HI_ERR_FAILURE;
        }
    } else {
        return HI_ERR_FAILURE;
    }

    /* get auth_type */
    if ((integer_check(argv[2]) != HI_ERR_SUCCESS) || (atoi(argv[2]) < HI_WIFI_SECURITY_OPEN) ||    /* argc 2 */
        (atoi(argv[2]) == HI_WIFI_SECURITY_WPA) || (atoi(argv[2]) == HI_WIFI_SECURITY_WPA2) || /* argc 2 */
        (atoi(argv[2]) == HI_WIFI_SECURITY_WPAPSK) || (atoi(argv[2]) >= HI_WIFI_SECURITY_UNKNOWN) || /* argc 2 */
        ((atoi(argv[2]) == HI_WIFI_SECURITY_OPEN) && (argc != 3)) || /* argc 2/3/4 */
        ((atoi(argv[2]) != HI_WIFI_SECURITY_OPEN) && (argc != 4))) { /* argc 2/3/4 */
        return HI_ERR_FAILURE;
    }
    assoc_req.auth = (hi_wifi_auth_mode)atoi(argv[2]); /* 2 */

    assoc_req.pairwise = HI_WIFI_PARIWISE_UNKNOWN;

    /* get key */
    if (argc == 4) {    /* argc 4 */
        const hi_char *buf = argv[3];   /* argc 3 */
        if (buf == HI_NULL) {
            return HI_ERR_FAILURE;
        }
        size_t len = strlen(argv[3]); /* 3:key */
        if ((atoi(argv[2]) == HI_WIFI_SECURITY_WEP) && (len != 9) && (len != 17) && /* argc 2, len 9/17 */
            (len != 12) && (len != 28))  { /* 12 28: password len */
            return HI_ERR_FAILURE;
        } else if ((atoi(argv[2]) != HI_WIFI_SECURITY_WEP) && ((len > HI_WIFI_AP_KEY_LEN_MAX + 2) ||    /* argc 2 */
            (len < HI_WIFI_AP_KEY_LEN_MIN + 2))) {  /* len plus 2 */
            return HI_ERR_FAILURE;
        }
        if ((*buf != '\"') || (*(buf + strlen(argv[3]) - 1) != '\"') || /* argc 3 */
            (memcpy_s(assoc_req.key, HI_WIFI_MAX_KEY_LEN + 1, buf + 1, strlen(argv[3]) - 2) != EOK)) { /* 3 2 */
            return HI_ERR_FAILURE;
        }
    }

    if (hi_wifi_sta_connect(&assoc_req) != HISI_OK) {
        return HI_ERR_FAILURE;
    }

    hi_at_printf("OK\r\n");
    return HI_ERR_SUCCESS;
}

该函数主要用于解析AT+CONN指令，核心是hi_wifi_sta_connect()函数。

3.获取IP地址, AT+DHCP

hi_u32 at_setup_dhcp(hi_s32 argc, const hi_char **argv)
{
    hi_s32 ret = 0;

    if (at_param_null_check(argc, argv) == HI_ERR_FAILURE) {
        return HI_ERR_FAILURE;
    }

    if (argc != 2) { /* at+dhcp cmd length equl 2 */
        return HI_ERR_FAILURE;
    }
#ifndef CONFIG_FACTORY_TEST_MODE
    struct netif *netif_p = netifapi_netif_find(argv[0]);
    if (netif_p == NULL) {
        return HI_ERR_FAILURE;
    }

    if (strcmp(argv[1], "1") == 0) {
        ret = netifapi_dhcp_start(netif_p);
    } else if (strcmp(argv[1], "0") == 0) {
        ret = netifapi_dhcp_stop(netif_p);
    } else if (strcmp(argv[1], "2") == 0) {
        ret = netifapi_netif_common(netif_p, dhcp_clients_info_show, NULL);
    } else {
        return HI_ERR_FAILURE;
    }
#endif
    if (ret == LOS_OK) {
        hi_at_printf("OK\r\n");
    }

    return ret;
}

其中netifapi_netif_find()函数通过DHCP向AP请求wlan0的IP地址，然后就调用netifapi_dhcp_start()函数获取IP。

以上函数在device/hisilicon/hispark_pegasus/sdk_liteos/components/at/src目录下。

使用AT比较麻烦，接下来笔者将通过程序来联网。

5.2 Hi3861自动联网

编程自动联网，其本质和使用AT指令一样，最终都是调用了相同的API，只是通过加载应用的方式去实现了，联网流程和使用AP一样的，编写应用的方式参看上一章内容，本文将在wifi-iot目录下新建应用，这样可以简化步骤。

5.2.1新建目录

在./applications/sample/wifi-iot/app路径下新建一个目录，用于存放WiFi应用的源码文件。

在app下新增业务wifi_connect，其中wifi_app.c为应用代码，BUILD.gn为编译脚本，目录结构如下：

5.2.2编写应用代码

新建./applications/sample/wifi-iot/app/wifi_app下的wifi_app.c文件，在wifi_app.c中新建入口函数wifi_task，并实现业务逻辑。并在代码最下方，使用OpenHarmony启动模块接口SYS_RUN()启动业务。

从上一节内容得到，连接WiFi核心就三个：启动STA模式，连接WiFi，设置IP。

因此，最终的wifi_app.c的函数代码如下：

/**
  ******************************************************************************
  * @file                wifi_app.c
  * @author              BruceOu
  * @version             V1.0
  * @date                2022-06-18
  * @blog                https://blog.bruceou.cn/
  * @Official Accounts   嵌入式实验楼
  * @brief                
  ******************************************************************************
  */
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include "ohos_init.h"
#include "cmsis_os2.h"
#include <unistd.h>
#include "hi_wifi_api.h"
#include "lwip/ip_addr.h"
#include "lwip/netifapi.h"

#define SSID      "media"
#define PASSWORD  "12345678"

static struct netif *g_lwip_netif = NULL;

/**
  * @brief  Set netif's ip, gateway and netmask
  * @param  pst_lwip_netif
  * @retval None
  */
void hi_sta_set_addr(struct netif *pst_lwip_netif)
{
    ip4_addr_t st_gw;
    ip4_addr_t st_ipaddr;
    ip4_addr_t st_netmask;

    if (pst_lwip_netif == NULL)
    {
        printf("hisi_reset_addr::Null param of netdev\r\n");
        return;
    }

    IP4_ADDR(&st_gw, 192, 168, 101, 1);
    IP4_ADDR(&st_ipaddr, 192, 168, 101, 100);
    IP4_ADDR(&st_netmask, 255, 255, 255, 0);

    netifapi_netif_set_addr(pst_lwip_netif, &st_ipaddr, &st_netmask, &st_gw);
}

/**
  * @brief  Wifi connect
  * @param  None
  * @retval None
  */
int hi_wifi_start_connect(void)
{
    int ret;
    errno_t rc;
    hi_wifi_assoc_request assoc_req = {0};

    // Copy SSID to assoc_req
    rc = memcpy_s(assoc_req.ssid, HI_WIFI_MAX_SSID_LEN + 1, SSID, strlen(PASSWORD));
    if (rc != EOK)
    {
        printf("[Wifi Connnect] hi_wifi_sta_connect fail");
        printf("%s %d \r\n", __FILE__, __LINE__);
        return -1;
    }

    //Set encryption method
    assoc_req.auth = HI_WIFI_SECURITY_WPA2PSK;

    // Wifi password
    memcpy(assoc_req.key, PASSWORD, strlen(PASSWORD));

    ret = hi_wifi_sta_connect(&assoc_req);
    if (ret != HISI_OK)
    {
    printf("[Wifi Connnect] hi_wifi_sta_connect fail");
        printf("%s %d \r\n", __FILE__, __LINE__);
        return -1;
    }

    return 0;
}

/**
  * @brief  wifi task
  * @param  None
  * @retval None
  */
void wifi_task(void)
{
    int ret;
    char ifname[WIFI_IFNAME_MAX_SIZE + 1] = {0};
    int len = sizeof(ifname);
    unsigned int  num = WIFI_SCAN_AP_LIMIT;

    // Step 1: Start STA mode, AT+STARTSTA 
    ret = hi_wifi_sta_start(ifname, &len);
    if (ret != HISI_OK)
    {
        printf("[Wifi Connnect] hi_wifi_sta_start fail");
        printf("%s %d \r\n", __FILE__, __LINE__);
        return;
    }

    // Step 2: Connect to the specified AP:, AT+CONN="SSID", ,2,"PASSWORD"
    ret = hi_wifi_start_connect();
    if (ret != 0)
    {
        printf("[Wifi Connnect] hi_wifi_start_connect fail");
        printf("%s %d \r\n", __FILE__, __LINE__);
        return ;
    }

    // Step 3: DHCP requests the IP address of wlan0 from the AP, AT+DHCP=wlan0,1  
    g_lwip_netif = netifapi_netif_find(ifname);
    if(NULL == g_lwip_netif) 
    {
        printf("[Wifi Connnect] netifapi_netif_find fail");
        printf("%s %d \r\n", __FILE__, __LINE__);
        return;
    }   

    //DHCP automatically assigns IP
    if(ret != netifapi_dhcp_start(g_lwip_netif)) 
    {
        printf("[Wifi Connnect] netifapi_dhcp_start fail");
        return;
    }   

    printf("[Wifi Connnect] Connect to wifi successfully\n");

}

SYS_RUN(wifi_task);

5.2.3新建编译组织文件

新建./applications/sample/wifi-iot/app/wifi_connect/BUILD.gn文件，内容如下所示：

static_library(wifiapp") {
    sources = [
        "wifi_app.c"
    ]
    include_dirs = [
        "//utils/native/lite/include"
    ]
}

• static_library中指定业务模块的编译结果，为静态库文件libwifiapp.a，开发者根据实际情况完成填写。

• sources中指定静态库.a所依赖的.c文件及其路径，若路径中包含"//"则表示绝对路径（此处为代码根路径），若不包含"//"则表示相对路径。

• include_dirs中指定source所需要依赖的.h文件路径。

5.2.4新增组件

将wifiapp添加到组件中。即修改applications/sample/wifi-iot/app/BUILD.gn文件，修改后如下所示。

import("//build/lite/config/component/lite_component.gni")

lite_component("app") {
    features = [
        "wifi_connect:wifiapp"
    ]
}

• wifi_connect是相对路径，指向applications/sample/wifi-iot/app/wifi_connect。
• wifiapp是目标，指向applications/sample/wifi-iot/app/wifi_connect/BUILD.gn中的static_library("wifiapp")。

5.2.5编译下载测试

最后，编译下载固件，我们就可以自动连接Wifi了。

接下来ping下网络：

说明自动连接网络成功。

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