راه‌اندازی قابلیت WiFi Manager در برد ESP32 با میکروپایتون micropython

تراشه ESP32 وای فای بلوتوث

تراشه قدرتمند ESP32 می تواند به عنوان یک سیستم کامل مستقل یا به عنوان یک دستگاه MCU عمل کند و بار اضافی ارتباطات را در پردازنده اصلی برنامه کاهش دهد. ESP32 می تواند با سیستم های دیگر ارتباط برقرار کند تا از طریق SPI عملکرد Wi-Fi و بلوتوث را ارائه دهد. ESP32 با سوئیچ های آنتن داخلی، RF balun، تقویت کننده قدرت، تقویت کننده دریافت، فیلترها و ماژول های مدیریت توان یکپارچه شده است. ESP32 با حداقل الزامات برد مدار چاپی (PCB) ، عملکرد و تطبیق پذیری بی نظیری را به برنامه های شما اضافه می کند. برد ESP32 نسل پیشرفته ESP8266 است. یکی از تفاوت‌های آن بلوتوث داخلی‌اش می‌باشد. همچنین دارای هسته وایفای ۲,۴ گیگا هرتزی و بلوتوث داخلی تولید شده با تکنولوژی ۴۰ نانومتری شرکت TSMC می‌باشد. این ماژول دارای بهترین پرفورمنس در مصرف انرژی می‌باشد یعنی با کمترین مصرف انرژی بهترین نتیجه را برای ما به همراه دارد. اگر بخواهیم دقیق‌تر به این برد نگاه کنیم باید بگوییم که این یک chip است که پلتفرم NodeMCU در اون پیاده سازی شده که به این نوع چیپ ها System on a chip microcontrollers هم گفته می‌شود.

شرح کار پروژه میکروپایتون

در اولین قدم پس از آپلود کدهای پروژه WiFi Manager در برد ESP32 با دنبال کردن دستور عمل پایین و کد های زیر به آن خواهید رسید، یک اکسس پوینت برای شما ایجاد خواهد شد با نامی که انتخاب کرده که بطور پیشفرض با نام wifi manager خواهد بود، کلیک کرده پسووردی که از قبل در کد مشخص کرده اید را وارد کنید، سپس پنجره پایین را مشاهده خواهید کرد، البته ip آدرس این صفحه وب در ترمینال upycraft نمایش داده خواهد شد.

• این آدرس ip را در مرورگر سرچ کنید دقت کنید که به اکسس پوینت ایجاد شده متصل باشید.

شرح پروژه WiFi Manager

کتابخانه Wi-Fi Manager

import network
import socket
import ure
import time

ap_ssid = "cifer"
ap_password = "123456789"
ap_authmode = 3  # WPA2

NETWORK_PROFILES = 'wifi.dat'

wlan_ap = network.WLAN(network.AP_IF)
wlan_sta = network.WLAN(network.STA_IF)

server_socket = None


def get_connection():
    """return a working WLAN(STA_IF) instance or None"""

    # First check if there already is any connection:
    if wlan_sta.isconnected():
        return wlan_sta

    connected = False
    try:
        # ESP connecting to WiFi takes time, wait a bit and try again:
        time.sleep(3)
        if wlan_sta.isconnected():
            return wlan_sta

        # Read known network profiles from file
        profiles = read_profiles()

        # Search WiFis in range
        wlan_sta.active(True)
        networks = wlan_sta.scan()

        AUTHMODE = {0: "open", 1: "WEP", 2: "WPA-PSK", 3: "WPA2-PSK", 4: "WPA/WPA2-PSK"}
        for ssid, bssid, channel, rssi, authmode, hidden in sorted(networks, key=lambda x: x[3], reverse=True):
            ssid = ssid.decode('utf-8')
            encrypted = authmode > 0
            print("ssid: %s chan: %d rssi: %d authmode: %s" % (ssid, channel, rssi, AUTHMODE.get(authmode, '?')))
            if encrypted:
                if ssid in profiles:
                    password = profiles[ssid]
                    connected = do_connect(ssid, password)
                else:
                    print("skipping unknown encrypted network")
            else:  # open
                connected = do_connect(ssid, None)
            if connected:
                break

    except OSError as e:
        print("exception", str(e))

    # start web server for connection manager:
    if not connected:
        connected = start()

    return wlan_sta if connected else None


def read_profiles():
    with open(NETWORK_PROFILES) as f:
        lines = f.readlines()
    profiles = {}
    for line in lines:
        ssid, password = line.strip("\n").split(";")
        profiles[ssid] = password
    return profiles


def write_profiles(profiles):
    lines = []
    for ssid, password in profiles.items():
        lines.append("%s;%s\n" % (ssid, password))
    with open(NETWORK_PROFILES, "w") as f:
        f.write(''.join(lines))


def do_connect(ssid, password):
    wlan_sta.active(True)
    if wlan_sta.isconnected():
        return None
    print('Trying to connect to %s...' % ssid)
    wlan_sta.connect(ssid, password)
    for retry in range(100):
        connected = wlan_sta.isconnected()
        if connected:
            break
        time.sleep(0.1)
        print('.', end='')
    if connected:
        print('\nConnected. Network config: ', wlan_sta.ifconfig())
    else:
        print('\nFailed. Not Connected to: ' + ssid)
    return connected


def send_header(client, status_code=200, content_length=None ):
    client.sendall("HTTP/1.0 {} OK\r\n".format(status_code))
    client.sendall("Content-Type: text/html\r\n")
    if content_length is not None:
      client.sendall("Content-Length: {}\r\n".format(content_length))
    client.sendall("\r\n")


def send_response(client, payload, status_code=200):
    content_length = len(payload)
    send_header(client, status_code, content_length)
    if content_length > 0:
        client.sendall(payload)
    client.close()


def handle_root(client):
    wlan_sta.active(True)
    ssids = sorted(ssid.decode('utf-8') for ssid, *_ in wlan_sta.scan())
    send_header(client)
    client.sendall("""\
        <html>
            <h1 style="color: #5e9ca0; text-align: center;">
                <span style="color: #ff0000;">
                    Wi-Fi Client Setup
                </span>
            </h1>
            <form action="configure" method="post">
                <table style="margin-left: auto; margin-right: auto;">
                    <tbody>
    """)
    while len(ssids):
        ssid = ssids.pop(0)
        client.sendall("""\
                        <tr>
                            <td colspan="2">
                                <input type="radio" name="ssid" value="{0}" />{0}
                            </td>
                        </tr>
        """.format(ssid))
    client.sendall("""\
                        <tr>
                            <td>Password:</td>
                            <td><input name="password" type="password" /></td>
                        </tr>
                    </tbody>
                </table>
                <p style="text-align: center;">
                    <input type="submit" value="Submit" />
                </p>
            </form>
            <p>&nbsp;</p>
            <hr />
            <h5>
                <span style="color: #ff0000;">
                    Your ssid and password information will be saved into the
                    "%(filename)s" file in your ESP module for future usage.
                    Be careful about security!
                </span>
            </h5>
            <hr />
            <h2 style="color: #2e6c80;">
                Some useful infos:
            </h2>
            <ul>
                <li>
                    Original code from <a href="https://github.com/cpopp/MicroPythonSamples"
                        target="_blank" rel="noopener">cpopp/MicroPythonSamples</a>.
                </li>
                <li>
                    This code available at <a href="https://github.com/tayfunulu/WiFiManager"
                        target="_blank" rel="noopener">tayfunulu/WiFiManager</a>.
                </li>
            </ul>
        </html>
    """ % dict(filename=NETWORK_PROFILES))
    client.close()


def handle_configure(client, request):
    match = ure.search("ssid=([^&]*)&password=(.*)", request)

    if match is None:
        send_response(client, "Parameters not found", status_code=400)
        return False
    # version 1.9 compatibility
    try:
        ssid = match.group(1).decode("utf-8").replace("%3F", "?").replace("%21", "!")
        password = match.group(2).decode("utf-8").replace("%3F", "?").replace("%21", "!")
    except Exception:
        ssid = match.group(1).replace("%3F", "?").replace("%21", "!")
        password = match.group(2).replace("%3F", "?").replace("%21", "!")

    if len(ssid) == 0:
        send_response(client, "SSID must be provided", status_code=400)
        return False

    if do_connect(ssid, password):
        response = """\
            <html>
                <center>
                    <br><br>
                    <h1 style="color: #5e9ca0; text-align: center;">
                        <span style="color: #ff0000;">
                            ESP successfully connected to WiFi network %(ssid)s.
                        </span>
                    </h1>
                    <br><br>
                </center>
            </html>
        """ % dict(ssid=ssid)
        send_response(client, response)
        try:
            profiles = read_profiles()
        except OSError:
            profiles = {}
        profiles[ssid] = password
        write_profiles(profiles)

        time.sleep(5)

        return True
    else:
        response = """\
            <html>
                <center>
                    <h1 style="color: #5e9ca0; text-align: center;">
                        <span style="color: #ff0000;">
                            ESP could not connect to WiFi network %(ssid)s.
                        </span>
                    </h1>
                    <br><br>
                    <form>
                        <input type="button" value="Go back!" onclick="history.back()"></input>
                    </form>
                </center>
            </html>
        """ % dict(ssid=ssid)
        send_response(client, response)
        return False


def handle_not_found(client, url):
    send_response(client, "Path not found: {}".format(url), status_code=404)


def stop():
    global server_socket

    if server_socket:
        server_socket.close()
        server_socket = None


def start(port=80):
    global server_socket

    addr = socket.getaddrinfo('0.0.0.0', port)[0][-1]

    stop()

    wlan_sta.active(True)
    wlan_ap.active(True)

    wlan_ap.config(essid=ap_ssid, password=ap_password, authmode=ap_authmode)

    server_socket = socket.socket()
    server_socket.bind(addr)
    server_socket.listen(1)

    print('Connect to WiFi ssid ' + ap_ssid + ', default password: ' + ap_password)
    print('and access the ESP via your favorite web browser at 192.168.4.1.')
    print('Listening on:', addr)

    while True:
        if wlan_sta.isconnected():
            return True

        client, addr = server_socket.accept()
        print('client connected from', addr)
        try:
            client.settimeout(5.0)

            request = b""
            try:
                while "\r\n\r\n" not in request:
                    request += client.recv(512)
            except OSError:
                pass

            print("Request is: {}".format(request))
            if "HTTP" not in request:  # skip invalid requests
                continue

            # version 1.9 compatibility
            try:
                url = ure.search("(?:GET|POST) /(.*?)(?:\\?.*?)? HTTP", request).group(1).decode("utf-8").rstrip("/")
            except Exception:
                url = ure.search("(?:GET|POST) /(.*?)(?:\\?.*?)? HTTP", request).group(1).rstrip("/")
            print("URL is {}".format(url))

            if url == "":
                handle_root(client)
            elif url == "configure":
                handle_configure(client, request)
            else:
                handle_not_found(client, url)

        finally:
            client.close()

کد های پروژه WiFi Manager