ESP32 SmartConfig詳解

一、什麼是ESP32 SmartConfig

ESP32 SmartConfig是一種在局域網內快速配置WiFi網絡的方式。當這種設備第一次接入WiFi網絡時，通常需要輸入WiFi名稱和密碼進行連接。然而，由於很多設備沒有界面輸入功能，所以需要一種更快捷的方式進行配置，這就是ESP32 SmartConfig要解決的問題。

在ESP32 SmartConfig的應用場景中，用戶通過在手機APP上輸入WiFi賬號和密碼，並且將手機放置在ESP32模塊旁邊接收WiFi的信號，ESP32模塊就可以從音頻數據中提取出WiFi賬號和密碼，並進行自動連接。這種方式極大地簡化了連接WiFi的過程，提高了用戶的使用體驗。

二、ESP32 SmartConfig的應用場景

ESP32 SmartConfig主要應用於那些沒有界面輸入功能的智能家居設備、IoT設備等。早期需要配置WiFi網絡的模塊多數採用串口通訊，用戶需要將模塊接入到串口上進行配置。但是這種方式有很多問題，比如繁瑣、速度慢、易出錯等。ESP32 SmartConfig在保證設備不需要輸入界面，又可以在離線情況下實現WiFi連接的條件下，解決了這類問題。

三、ESP32 SmartConfig的實現原理

實現ESP32 SmartConfig的關鍵技術是“聲波通訊”和“UDP協議”。其中，聲波通訊主要是通過讓手機APP將WiFi賬號和密碼轉換成一段音頻數據，通過麥克風將這段音頻發送給ESP32模塊，模塊通過麥克風將音頻反解碼，並將WiFi賬號和密碼獲取，完成模塊和WiFi網絡的連接。

UDP協議是一種基於無連接的數據傳輸協議，它適用於一些小型的數據傳輸場合，這也是ESP32 SmartConfig使用UDP協議傳輸WiFi賬號和密碼的主要原因。在傳輸的過程中，無需建立連接，減少了連接時間和數據傳輸延遲。

四、ESP32 SmartConfig的代碼實現

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define WIFI_SSID_DEFAULT "ESP32 SmartConfig"
#define WIFI_PASS_DEFAULT "12345678"

AsyncWebServer server(80);
DNSServer dns;
AsyncUDP udp;

uint8_t mac[6];
char* deviceName;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  WiFi.mode(WIFI_AP_STA);
  if(!ESPAsyncWiFiManager::isSmartConfig()) {
    char ssid[32];
    sprintf(ssid, "%s-%02X%02X%02X", WIFI_SSID_DEFAULT, mac[3], mac[4], mac[5]);
    WiFi.softAP(ssid, WIFI_PASS_DEFAULT);
    IPAddress IP = WiFi.softAPIP();
    Serial.printf("AP IP address: %s\n", IP.toString().c_str());
    ESPAsyncWiFiManager wifiManager(&server, &dns);
    wifiManager.autoConnect();
  }
  udp.listen(8266);
  udp.onPacket([](AsyncUDPPacket packet) {
    if(packet.length() == 6 && memcmp(packet.data(), "\x00\x01\x02\x03\x04\x05", 6) == 0) {
      char ssid[32], password[64];
      memset(ssid, 0, sizeof(ssid));
      memset(password, 0, sizeof(password));
      memcpy(ssid, &packet.data()[6], packet.length() - 6);
      memcpy(password, deviceName, strlen(deviceName));
      WiFi.begin(ssid, password);
    }
  });
  udp.setMulticast(IPAddress(255, 255, 255, 255), 81);
  Serial.print("UDP server started.\n");
}

void loop() {
  if(WiFi.isConnected()) {
    Serial.print("ESP32 is connected to WiFi. IP address: ");
    Serial.println(WiFi.localIP().toString());
    while(1);
  }
  delay(100);
}

五、ESP32 SmartConfig的注意事項

1. 在使用ESP32 SmartConfig的時候，需要保證手機連接的WiFi信號和ESP32模塊接收WiFi信號的信號源是同一個。

2. 如果WiFi賬號或密碼過於簡單，或者使用同一個賬號或密碼在多個設備中使用，將會極大影響網絡安全性。

3. 在實現ESP32 SmartConfig時，應該注意採用一些加密的手段，保障數據傳輸的安全性。

六、ESP32 SmartConfig的優缺點

優點：快速配置WiFi，大大提高用戶的使用體驗；簡化了模塊接入WiFi的流程。

缺點：不夠安全，容易被黑客攻擊，對網絡安全構成潛在威脅。