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技術-開發板 #8-搞懂 wifi 的兩種模式 station and ap
檢討目前的研究成果，雖然可以連網傳遞資料到雲端，但是需要把 ssid and pwd 寫死在程式裡，一旦裝置換了地點就會使資料流程中斷，也無從管理裝置的狀態。有沒有一種方式能夠克服無 wifi 的情境？有的，就是把板子當成 access point，本身的 ssid, pwd and ip 可以事先設好固定並公布給使用者，就可在無線訊號涵蓋的周邊範圍用任何連網設備，連接到板子並取得同網域的 ip。再加上運行在板子的小型 web server，可讓同網域裝置開啟 browser 執行簡單的管理任務。
如下簡易示意圖，AP Mode 相對單純，不需要任何既有的網路環境而可獨立運作，Station Mode 則相對複雜；面對一個新的環境，若可先用 AP Mode 對板子做設定，設定資料用程式化寫入板子的永久記憶體，在重開機之後再轉為 Station Mode，開啟雲端多樣化的應用模式，這是個理想的使用流程。其實目前市面上面對社會大眾的網路產品，大多已經實現此方式，若我能獨立開發出來那真是太酷了。
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之前誤打誤撞隨意亂買的 WeMos D1 R1，擁有 wifi 晶片的整合和跟 Arduino 完全一樣的尺寸和開發方式，接腳稍有不同但是都可對應到所以覺得不錯；後來又入手了一塊 WeMos D1 R2，沒想到就踩雷了！持續一天不斷跟這個錯誤訊息奮戰「esptool FatalError Timed out waiting for packet content」，完全無法上傳燒錄，讓人好生氣！最後終於決定暫停正面對決另闢出路，換了這一片更小更原生的 ESP8266 NodeMcu，整個豁然開朗，wifi 的各種功能和 web server, OTA 等測試均順利推進，太優秀了。
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首先測試 Station Mode，include 一個函式庫，執行兩個功能：scan_wifi() 找出當前環境有廣播出來的無線訊號，connect_wifi() 則是連上事先已知的家庭網路，相關訊息均透過 COM Port 輸出，如下很快測試成功了。連線成功後可以透過 MQTT Client， Http Client 網雲端丟資料，這在先前已經寫過了。
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現在要切入另一個角度了，就是不僅可往雲端丟資料，還要實現使用者透過網路來控制這塊板子，這塊板子必須有回應使用者訊息的能力；既然板子已經擁有一個 Local IP 可以讓使用者找到，下一步就是在其上運行一個小的 Web Server 來回應使用者的訊息了。在標準範例中找到 ESP8266WebServer 函式庫有測試成功，但後來在讀 OTA 文章時發現另一個 ESPAsyncWebServer 寫法更精簡，所以列為首選。只是它和另一個 dependency 都沒有在 Arduino IDE 的程式庫管理員裏，必須自行下載 zip 檔再執行「匯入程式庫」
https://github.com/me-no-dev/ESPAsyncWebServer
https://github.com/me-no-dev/ESPAsyncTCP
環境準備好後就幾行程式可搞定，比 ESP8266WebServer 還好寫多了。
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打開 Browser 輸入 IP，正常回應，運行的非常正常，哈哈。
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Web Server 搞定之後就可以開始測試 AP Mode 了，關鍵程式如下：
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打開電腦的 wifi 設定畫面，果然出現 ESPap，打入密碼成功連線；打開 Browser 也成功得到回應訊息，YA！
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接下來的議題還有，如何用一個簡單的介面讓使用者設定自己的 ssid and pwd 並寫入長期記憶體，重開機時可以判斷之並轉為 station 模式；還有韌體更新 OTA 的方式等，待續。
By Newman Chen 2022/4/30
