BluFi 配网实验#

什么是 BluFi#

BluFi 是一款移动 APP，是一种基于蓝牙通道的 Wi-Fi 网络配置工具，适用于 ESP32。

它通过安全协议将 Wi-Fi 的 SSID、密码等配置信息传输到 ESP32，然后 ESP32 可基于这些信息连接到 AP 或建立 SoftAP。

App 获取#

Blufi 是完全开源的 app，可通过如下方式装到手机：

Andriod：下载 APK 到手机安装
Ios：在 app store 中搜索 espbluefi 并安装

BluFi 配网流程#

BluFi 配网功能包含配置 SoftAP 和 Station 两部分。其中关键部分包括：数据的分片、加密、校验和验证。

下面以配置 Station 为例说明配置步骤。包含：广播、连接、服务发现、协商共享密钥、传输数据、回传连接状态等步骤。

ESP32 开启 GATT Server 模式，发送带有特定 advertising data 的广播。你可以自定义该广播，该广播不属于 BluFi Profile。
使用手机 APP 搜索到该特定广播，手机作为 GATT Client 连接 ESP32。你可以决定使用哪款手机 APP。
GATT 连接建立成功后，手机会向 ESP32 发送数据帧进行密钥协商（详情见 BluFi 中定义的帧格式）。
ESP32 收到密钥协商的数据帧后，会按照使用者自定义的协商方法来解析。
手机与 ESP32 进行密钥协商。协商过程可使用 DH/RSA/ECC 等加密算法。
协商结束后，手机端向 ESP32 发送控制帧，用于设置安全模式。
ESP32 收到控制帧后，使用共享密钥以及安全配置对通信数据进行加密和解密。
手机向 ESP32 发送 BluFi 中定义的帧格式中定义的数据帧，包括 SSID、密码等 Wi-Fi 配置信息。
手机向 ESP32 发送 Wi-Fi 连接请求的控制帧。ESP32 收到这个控制帧之后，会认为手机已将必要的信息已经传输完毕，准备连接 Wi-Fi。
ESP32 连接到 Wi-Fi 后，发送 Wi-Fi 连接状态报告的控制帧到手机，以报告连接状态。至此配网结束。

❗ 注解

ESP32 收到安全模式配置的控制帧后，会根据定义的安全模式进行相关操作。

进行对称加密和解密时，加密和解密前后的数据长度必须一致，支持原地加密和解密。

下图为 bluefi 配网流程图：

API 介绍#

esp_err_t esp_blufi_register_callbacks( esp_blufi_callbacks_t *callbacks)

调用该函数接收 blufi 回调事件。

ESP_OK - 成功，其他 - 失败

参数

[in] callbacks: 回调函数

esp_err_t esp_blufi_profile_init(void)

调用此函数来初始化 blufi_profile。

ESP_OK - 成功，其他 - 失败

esp_err_t esp_blufi_profile_deinit(void)

调用此函数以取消初始化 blufi_profile。

ESP_OK - 成功，其他 - 失败

esp_err_t esp_blufi_send_wifi_conn_report( wifi_mode_t opmode , esp_blufi_sta_conn_state_t sta_conn_state , uint8_t softap_conn_num , esp_blufi_extra_info_t * extra_info )

调用此函数以发送 wifi 连接报告。

ESP_OK - 成功，其他 - 失败

参数

opmode: : wifi 操作模式
sta_conn_state: : 站是否已经连接
softap_conn_num: : softap 连接数
extra_info:: 额外信息，如 sta_ssid、softap_ssid 等。

esp_err_t esp_blufi_send_wifi_list( uint16_t apCount , esp_blufi_ap_record_t *list)

调用此函数发送 wifi 列表。

ESP_OK - 成功，其他 - 失败

参数

apCount:: wifi 列表计数
list: : 无线网络列表

uint16_t esp_blufi_get_version(void)

获取 BLUFI 配置文件版本。

最高 8 位为大版本，最低 8 位为子版本

esp_err_tesp_blufi_send_error_info(esp_blufi_error_state_tstate)

调用此函数以发送 blufi 错误信息。

ESP_OK - 成功，其他 - 失败

参数

state:: 错误状态

esp_err_tesp_blufi_send_custom_data(uint8_t *data, uint32_t data_len)

调用此函数来自定义数据。

ESP_OK - 成功，其他 - 失败

参数

data:: 自定义数据值
data_len:: 自定义数据的长度

关键代码解释#

在我们的示例代码中，主要分为 3 个部分

WIFI 部分事件处理

主要负责 WIFI 的连接、断开重连、扫描

static void wifi_event_handler(void* arg, esp_event_base_t event_base,
                                int32_t event_id, void* event_data)

NETIF 部分事件处理获取网络 IP 地址，完成 IP 接口搭建（默认 IO 口）；

static void ip_event_handler(void* arg, esp_event_base_t event_base,
                                int32_t event_id, void* event_data)

BLUFI 配网部分事件处理

static void example_event_callback(esp_blufi_cb_event_t event, esp_blufi_cb_param_t *param)

实验内容#

本实验展示了如何使用 Blufi 进行 AP 与 ESP32 的 Wi-Fi 连接配置。

软硬件需求#

bluefi app
智能手机
ESP32 开发板
USB 线

源代码参考#

参见参考资料与源代码

配置目标#

需要配置目标芯片为 ESP32

idf.py set-target esp32

构建和烧录#

构建项目并将其烧写到板上，然后运行监控工具查看串行输出：

命令行界面：

idf.py -p PORT flash monitor
#（要退出串行监视器，请键入Ctrl-]。）

Clion 界面：

选择 flash 并运行
选择 monitor 并运行

示例输出#

烧录代码后会有以下输出：

I (751) wifi_init: WiFi IRAM OP enabled
I (751) wifi_init: WiFi RX IRAM OP enabled
I (761) phy_init: phy_version 4670,719f9f6,Feb 18 2021,17:07:07
W (931) phy_init: saving new calibration data because of checksum failure, mode(0)
I (951) wifi:mode : sta (30:ae:a4:cc:3f:7c)
I (951) wifi:enable tsf
I (951) BTDM_INIT: BT controller compile version [5688ed5]
I (1241) BLUFI_EXAMPLE: BD ADDR: 30:ae:a4:cc:3f:7e

I (1251) BLUFI_EXAMPLE: BLUFI init finish

I (1251) BLUFI_EXAMPLE: BLUFI VERSION 0102

手机端会有类似如下的设备出现：

点击属于自己的设备，然后点击连接会有如下界面：

点击下方配网，会有如下界面，选择连接的 WiFi 并输入密码点确定即自动返回主界面配网

若配网成功，APP 端会有类似如下的信息：

IDE 的监视器会有类似如下输出：

I (1273) wifi:AP's beacon interval = 102400 us, DTIM period = 1
I (2183) esp_netif_handlers: sta ip: 192.168.50.57, mask: 255.255.255.0, gw: 192.168.50.1
I (2183) BLUFI_EXAMPLE: BLUFI BLE is not connected yet

I (13553) BLUFI_EXAMPLE: BLUFI ble connect

I (18963) BLUFI_EXAMPLE: BLUFI Set WIFI opmode 1

I (19053) BLUFI_EXAMPLE: Recv STA SSID RT-AX82U

I (19083) BLUFI_EXAMPLE: Recv STA PASSWORD fro12345

I (19083) BLUFI_EXAMPLE: BLUFI requset wifi connect to AP

I (19083) wifi:state: run -> init (0)
I (19083) wifi:pm stop, total sleep time: 15617342 us / 17897403 us

W (19093) wifi:<ba-del>idx
I (19093) wifi:new:<8,0>, old:<8,0>, ap:<255,255>, sta:<8,0>, prof:1
E (19103) wifi:sta is connecting, return error
I (19193) wifi:new:<8,0>, old:<8,0>, ap:<255,255>, sta:<8,0>, prof:1
I (19193) wifi:state: init -> auth (b0)
I (19193) wifi:state: auth -> assoc (0)
I (19203) wifi:state: assoc -> run (10)
I (19223) wifi:connected with RT-AX82U, aid = 19, channel 8, BW20, bssid = f0:2f:74:5d:fe:a8
I (19233) wifi:security: WPA2-PSK, phy: bgn, rssi: -50
I (19243) wifi:pm start, type: 1

W (19253) wifi:<ba-add>idx:0 (ifx:0, f0:2f:74:5d:fe:a8), tid:6, ssn:0, winSize:64
I (19293) wifi:AP's beacon interval = 102400 us, DTIM period = 1
I (20183) esp_netif_handlers: sta ip: 192.168.50.57, mask: 255.255.255.0, gw: 192.168.50.1
W (21043) wifi:<ba-add>idx:1 (ifx:0, f0:2f:74:5d:fe:a8), tid:0, ssn:0, winSize:64

BluFi 配网实验

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