4、WiFi基础与连接：ESP32 WiFi库、Station模式、连接路由器、获取IP地址

好，咱们进入正题。这一章要解决一个最基础的问题——让ESP32连上你家路由器。说白了，就是给它一张“上网门票”。

我刚开始玩ESP32的时候，觉得WiFi连接嘛，不就是调个库、填个SSID和密码？结果第一次调试就翻车了——死活连不上，折腾了半小时才发现是密码里有个特殊字符没转义。嗯，这种坑咱们今天一并填上。

4.1 ESP32 WiFi库概览

ESP32的WiFi功能由官方提供的 WiFi.h 库封装。这个库是Arduino框架下的标准库，你不需要额外安装，直接在代码开头 #include <WiFi.h> 就能用。

我个人习惯把WiFi相关的操作封装成一个独立模块，这样主程序看起来清爽。WiFi库的核心对象就是 WiFi 这个全局实例，它提供了所有操作接口。

4.2 Station模式——让ESP32当客户端

ESP32支持三种WiFi模式：Station（客户端）、AP（热点）、Station+AP（混合）。咱们做远程控制，绝大多数场景只用Station模式——ESP32去连你家里的路由器，而不是自己开热点。

为什么？你想想看，如果ESP32自己开热点，你的手机就得断开家里WiFi去连它，那手机就没法上网了。这显然不现实。所以，Station模式是物联网设备的标准姿势。

设置Station模式的代码就一行：

WiFi.mode(WIFI_STA);   // 设置为客户端模式

我曾经见过有人忘了设模式，结果ESP32同时开着AP和Station，信号互相干扰，连接稳定性差得一塌糊涂。所以我的建议是：明确指定模式，别偷懒。

4.3 连接路由器——完整流程

连接路由器不是一句 WiFi.begin() 就完事的。你需要处理超时、重连、状态反馈。下面是我在实际项目中打磨出来的连接流程：

1. 设置模式：WiFi.mode(WIFI_STA)
2. 发起连接：WiFi.begin(ssid, password)
3. 轮询状态：循环检查 WiFi.status()
4. 超时处理：超过指定时间未连上，重启或进入配网模式
5. 获取IP：连接成功后调用 WiFi.localIP()

来看一段完整的代码示例：

#include <WiFi.h>

const char* ssid = "你的WiFi名称";
const char* password = "你的WiFi密码";

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  
  // 1. 设置Station模式
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  
  // 2. 开始连接
  Serial.print("正在连接 ");
  Serial.println(ssid);
  WiFi.begin(ssid, password);
  
  // 3. 轮询等待，最多等20秒
  int timeout = 0;
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
    timeout++;
    if (timeout > 40) {  // 20秒超时
      Serial.println("\n连接超时！");
      break;
    }
  }
  
  // 4. 检查结果
  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
    Serial.println("\n连接成功！");
    Serial.print("IP地址: ");
    Serial.println(WiFi.localIP());
  } else {
    Serial.println("连接失败，请检查SSID和密码");
  }
}

void loop() {
  // 定期检查连接状态
  if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    Serial.println("WiFi断开，尝试重连...");
    WiFi.reconnect();
  }
  delay(5000);
}

4.4 获取IP地址——你的设备身份证

连接成功后，路由器会通过DHCP给ESP32分配一个IP地址。这个地址就是你在局域网里访问ESP32的门牌号。咱们后面做WebSocket通信，客户端就是通过这个IP找到ESP32的。

获取IP地址很简单：

IPAddress localIP = WiFi.localIP();
Serial.println(localIP);

但这里有个细节——IP地址可能会变。路由器重启、设备重连、DHCP租约到期，都可能导致IP变化。如果你的手机App里写死了IP，一旦变了就连不上了。

我的解决方案有两个：

• 方案一：路由器设置静态DHCP（推荐）。在路由器后台把ESP32的MAC地址绑定一个固定IP。这样既享受DHCP的便利，又保证IP不变。
• 方案二：代码里用mDNS。给ESP32取个名字，比如 esp32-led.local，通过名字访问，不依赖IP。这个咱们后面章节会细讲。

4.5 本章知识结构图

下面这张图把WiFi连接的完整流程和关键节点串起来了。建议你对照着代码看，思路会更清晰。