如何在ESP32上实现WiFi连接与断开自动重连

在ESP32上实现WiFi连接与断开自动重连，通常需要结合WiFi驱动库的功能以及事件回调机制。以下是对该主题的详细解析和操作步骤。

1. 理解ESP32 WiFi架构

ESP32 使用了 esp-idf（Espressif IoT Development Framework）作为开发框架。在这个框架中，WiFi 功能通过事件驱动的方式运行。当 WiFi 连接状态发生变化时，系统会触发相应的事件，例如连接成功、断开连接等。开发者可以通过注册事件监听器来捕获这些事件，并根据事件类型执行特定的逻辑。

2. 实现步骤

2.1 初始化WiFi模块

首先需要初始化 ESP32 的 WiFi 模块。这包括设置工作模式（STA/AP）、配置 SSID 和密码等参数。

#include <WiFi.h>

const char* ssid = "your_ssid";
const char* password = "your_password";

void setup_wifi() {
    WiFi.mode(WIFI_STA); // 设置为Station模式
    WiFi.begin(ssid, password);
    Serial.println("Connecting to WiFi..");
}

2.2 注册事件处理函数

为了实现自动重连功能，我们需要注册一个事件处理函数来监听 WiFi 的状态变化。如果检测到 WiFi 断开连接，则尝试重新连接。

void handleWiFiEvent(system_event_t* event) {
    switch (event->event_id) {
        case SYSTEM_EVENT_STA_GOT_IP:
            Serial.println("Connected to WiFi.");
            break;
        case SYSTEM_EVENT_STA_DISCONNECTED:
            Serial.println("Disconnected from WiFi.");
            WiFi.reconnect(); // 自动重连
            break;
        default:
            break;
    }
}

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    setup_wifi();

    // 注册事件处理函数
    esp_wifi_set_event_handler_cb(handleWiFiEvent);
}

2.3 循环保持WiFi状态检查

虽然我们已经设置了事件处理函数来监听断开事件并尝试重连，但有时可能需要额外的检查机制以确保 WiFi 始终处于连接状态。

void loop() {
    if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
        Serial.println("Attempting to reconnect...");
        WiFi.reconnect();
    }
    delay(1000); // 每秒检查一次
}

3. 注意事项

• WiFi密码错误：如果提供的密码不正确，WiFi.reconnect() 将无法成功。因此，在实际应用中可以加入对连接失败次数的统计，超过一定次数后停止尝试。
• 网络不稳定：在某些情况下，即使 WiFi 没有明确断开，也可能因为信号弱或干扰导致数据传输异常。可以通过心跳包或其他方式进一步增强稳定性。
• 省电模式：对于电池供电设备，考虑使用低功耗模式，并调整 WiFi 的扫描间隔和唤醒周期。

4. 流程图

以下是整个流程的简化版本，展示了从初始化到事件处理的过程。

sequenceDiagram
    participant App as Application
    participant WiFi as WiFi Module
    participant Event as Event Handler

    App->>WiFi: Initialize WiFi
    WiFi-->>App: Trigger Connection Attempt
    Note right of WiFi: Waiting for connection...
    WiFi-->>Event: SYSTEM_EVENT_STA_GOT_IP
    Event-->>App: Notify Connected
    WiFi-->>Event: SYSTEM_EVENT_STA_DISCONNECTED
    Event-->>WiFi: Reconnect Request