ESP32 初次开机自动配置 WiFi
1. 简介
很多物联网设备需要连接家庭 WiFi，但无法预知用户的网络名称和密码。本教程将教你如何编写一个 ESP32 程序，实现：
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首次开机：自动进入配网模式，创建一个名为
ESP32_Config的热点，用户通过手机/电脑连接后打开网页输入 WiFi 信息。 -
保存信息：将 WiFi 信息保存到 ESP32 的 NVS（非易失性存储）中，断电不丢失。
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后续开机：自动读取保存的 WiFi 信息并连接，如果连接失败则重新进入配网模式。
通过这种方式，用户只需配置一次，之后设备就能自动联网。
2. 准备材料
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硬件：ESP32 开发板、USB 数据线。
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软件：Arduino IDE，浏览器（用于配置页面）。
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可选：LED （验证连接状态，ESP32 板载 LED 通常已集成）。
3. 代码解析
以下是完整的代码（稍后解释各部分功能）：
#include <WiFi.h>
#include <WebServer.h>
#include <DNSServer.h>
#include <Preferences.h>
// 配置参数
const char* AP_SSID = "ESP32_Config"; // 配置模式下的热点名称
const char* AP_PASSWORD = ""; // 热点密码（空表示开放）
const int DNS_PORT = 53; // DNS 服务器端口
const int WEB_PORT = 80; // Web 服务器端口
const unsigned long CONNECT_TIMEOUT = 30000; // WiFi 连接超时时间（毫秒）
const unsigned long AP_TIMEOUT = 300000; // AP 模式超时时间（毫秒，5分钟），超过无配置则重启
// 全局对象
WebServer server(WEB_PORT);
DNSServer dnsServer;
Preferences preferences;
// 标志位：是否处于配网模式
bool configMode = false;
unsigned long apStartTime = 0;
// 用户 LED 引脚（可根据需要修改）
const int ledPin = 2; // 大多数 ESP32 开发板板载 LED 在 GPIO2
// 读取保存的 WiFi 凭据
bool loadWiFiCredentials(String &ssid, String &password) {
preferences.begin("wifi", false); // 命名空间 "wifi"，读写模式
ssid = preferences.getString("ssid", "");
password = preferences.getString("password", "");
preferences.end();
return (ssid.length() > 0);
}
// 保存 WiFi 凭据
void saveWiFiCredentials(const String &ssid, const String &password) {
preferences.begin("wifi", false);
preferences.putString("ssid", ssid);
preferences.putString("password", password);
preferences.end();
}
// 尝试连接 WiFi
bool connectToWiFi(const String &ssid, const String &password) {
WiFi.mode(WIFI_STA);
WiFi.begin(ssid.c_str(), password.c_str());
Serial.print("Connecting to WiFi: ");
Serial.println(ssid);
unsigned long startAttempt = millis();
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && millis() - startAttempt < CONNECT_TIMEOUT) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println();
if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
Serial.println("Connected!");
Serial.print("IP address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
return true;
} else {
Serial.println("Connection failed.");
return false;
}
}
// 启动 AP 模式并开启 DNS + Web 服务器
void startConfigMode() {
configMode = true;
apStartTime = millis();
WiFi.mode(WIFI_AP);
WiFi.softAP(AP_SSID, AP_PASSWORD);
IPAddress apIP = WiFi.softAPIP();
Serial.println("AP mode started");
Serial.print("AP IP address: ");
Serial.println(apIP);
// 启动 DNS 服务器，将所有域名请求指向 AP 的 IP
dnsServer.start(DNS_PORT, "*", apIP);
// 配置 Web 服务器路由
server.on("/", handleRoot);
server.on("/configure", HTTP_POST, handleConfigure);
server.onNotFound(handleNotFound);
server.begin();
Serial.println("HTTP server started");
}
// 处理根路径：显示配置页面
void handleRoot() {
String html = "<!DOCTYPE html><html>";
html += "<head><meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1\">";
html += "<title>WiFi Config</title></head><body>";
html += "<h2>ESP32 WiFi Configuration</h2>";
html += "<form method=\"POST\" action=\"/configure\">";
html += "SSID:<br><input type=\"text\" name=\"ssid\" placeholder=\"WiFi SSID\"><br>";
html += "Password:<br><input type=\"password\" name=\"password\" placeholder=\"Password\"><br><br>";
html += "<input type=\"submit\" value=\"Save and Restart\">";
html += "</form></body></html>";
server.send(200, "text/html", html);
}
// 处理配置表单提交
void handleConfigure() {
if (server.hasArg("ssid") && server.hasArg("password")) {
String ssid = server.arg("ssid");
String password = server.arg("password");
if (ssid.length() > 0) {
saveWiFiCredentials(ssid, password);
server.send(200, "text/html", "<h2>Configuration saved. Restarting...</h2>");
delay(1000);
ESP.restart();
} else {
server.send(400, "text/html", "<h2>SSID cannot be empty</h2>");
}
} else {
server.send(400, "text/html", "<h2>Missing parameters</h2>");
}
}
// 处理未找到的路径（用于 Android/iPhone 的浏览器探测）
void handleNotFound() {
server.send(204, "text/plain", ""); // 204 No Content 让手机不弹出错误
}
void setup() {
Serial.begin(115200);
delay(1000);
Serial.println("\nESP32 WiFi Config Example");
pinMode(ledPin, OUTPUT);
digitalWrite(ledPin, LOW);
// 尝试加载已保存的 WiFi 信息
String savedSSID, savedPassword;
bool hasCredentials = loadWiFiCredentials(savedSSID, savedPassword);
if (hasCredentials) {
Serial.println("Found saved WiFi credentials.");
if (connectToWiFi(savedSSID, savedPassword)) {
// 连接成功，执行用户主程序（此处为 LED 闪烁示例）
Serial.println("Starting user program...");
// 在主循环中执行用户逻辑（见 loop）
return; // 直接退出 setup，进入 loop
} else {
Serial.println("Saved WiFi connection failed.");
}
} else {
Serial.println("No saved WiFi credentials.");
}
// 没有凭据或连接失败，启动配网模式
startConfigMode();
}
void loop() {
if (configMode) {
// 处理 DNS 和 Web 请求
dnsServer.processNextRequest();
server.handleClient();
// 超时检查：若 AP 模式运行超过指定时间且无配置，则重启尝试重新连接
if (millis() - apStartTime > AP_TIMEOUT) {
Serial.println("AP timeout, restarting...");
ESP.restart();
}
} else {
// 正常模式：用户程序
// 示例：LED 闪烁，表示已连接 WiFi
digitalWrite(ledPin, !digitalRead(ledPin));
delay(1000);
Serial.println("Wifi连接成功，进入用户程序.");
}
}关键代码解释
头文件与全局变量
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WiFi.h：提供 WiFi 连接功能。 -
WebServer.h：用于建立 HTTP 服务器，处理配置页面。 -
DNSServer.h：实现 DNS 劫持，使所有域名请求指向 ESP32 的 IP。 -
Preferences.h：用于在 NVS 中保存 WiFi 信息（类似键值对存储）。
参数配置
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AP_SSID和AP_PASSWORD：配置模式下的热点名称和密码（留空表示开放）。 -
CONNECT_TIMEOUT：连接 WiFi 的超时时间。 -
AP_TIMEOUT：AP 模式最长运行时间，避免一直占用。
Preferences 存储
-
preferences.begin("wifi", false)：打开命名空间wifi（可自定义），第二个参数false表示读写。 -
putString/getString：存储和读取字符串。
连接逻辑
-
setup()中先尝试读取保存的 WiFi，如果能读到则尝试连接。 -
连接成功则进入
loop()的用户程序；失败则启动 AP 模式。 -
AP 模式下启动 DNS 和 Web 服务器，用户通过浏览器提交配置后保存并重启。
DNS 劫持
-
dnsServer.start(DNS_PORT, "*", apIP)：将所有域名请求解析到 ESP32 的 AP IP（192.168.4.1）。 -
这样用户连接热点后，无论访问什么网址（如
www.baidu.com）都会跳转到 ESP32 的配置页面，提升体验。
超时重启
-
AP 模式下记录开始时间
apStartTime，若超过AP_TIMEOUT仍未收到配置，则自动重启，再次尝试连接已保存的 WiFi（如果有）。
用户程序占位
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在
loop()的else分支中写你自己的代码，示例中是一个 LED 闪烁，代表 WiFi 已连接。
注意：不同 ESP32 开发板的板载 LED 可能连接在不同 GPIO，常见的是 GPIO2 或 GPIO5。若不确定，可查阅开发板原理图或先测试。
6. 操作步骤
6.1 上传程序
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用 USB 线连接 ESP32 和电脑。
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在 Arduino IDE 中选择正确的开发板（如
ESP32 Dev Module）和端口（如COM3）。 -
将上述代码复制到 IDE 中，点击上传按钮（→）。
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等待编译和上传完成，打开串口监视器（波特率 115200），观察输出。
6.2 首次配置
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如果 ESP32 没有保存过 WiFi 信息，它会在串口打印
未找到保存的 WiFi 凭据。并启动 AP 模式，创建名为ESP32_Config的开放热点。 -
用手机或电脑连接该热点（无需密码）。
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连接成功后，通常会自动弹出配置页面（若未弹出，使用浏览器访问
http://192.168.4.1）。 -
在页面中输入你家 WiFi 的 SSID 和密码，点击“保存并重启”。
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保存成功界面如下:
-
ESP32 保存信息后自动重启，尝试连接你输入的 WiFi。
6.3 正常使用
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连接成功后，串口会显示获得的 IP 地址，LED 开始每秒闪烁一次。
且串口输出信息如下: 
-
此后每次开机，ESP32 都会自动连接上次保存的 WiFi，无需再次配置。
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如果 WiFi 连接失败（如密码更改、路由器关闭），程序会在超时后重新进入 AP 模式，等待新配置。
7. 常见问题与解决
Q1: 连接 ESP32 热点后，没有自动弹出配置页面怎么办？
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确保手机/电脑关闭了移动数据，并且已经连接到
ESP32_Config热点。 -
手动在浏览器输入
http://192.168.4.1访问。
Q2: 配置页面提交后，ESP32 没有重启或连接不上？
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检查输入的 WiFi 密码是否正确。
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查看串口监视器输出：如果保存成功，会显示
配置已保存，设备即将重启...，然后重启。如果 WiFi 名称或密码错误，重启后仍会进入 AP 模式，可再次配置。
Q3: 如何修改配置热点的名称或密码？
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修改代码开头的
AP_SSID和AP_PASSWORD即可。 -
若希望 AP 模式有密码，可设置
AP_PASSWORD为字符串，如"12345678"（注意 WiFi 密码至少 8 位）。
Q4: 如何清除保存的 WiFi 信息？
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可以通过串口发送命令（需自己扩展）或重新上传一个空白程序来清除 NVS。
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快速方法：在 Arduino IDE 中，选择 工具 → ESP32 Sketch Data Upload 下方的 Erase Flash，擦除整个 Flash 后再上传程序。
Q5: 我想在用户程序中添加更多功能，比如读取传感器、控制继电器，应该怎么改？
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在
loop()的else分支中（即configMode == false时）编写你的主逻辑即可。 -
注意：不要使用
delay()过长，以免影响 WiFi 维持连接。建议用millis()定时或改用多任务（FreeRTOS）。
8. 扩展思考
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多网络支持：可以修改程序，保存多个 WiFi 信息，按优先级尝试连接。
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Web 页面美化：可添加 CSS 样式，使配置界面更美观。
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安全考虑：如果 AP 模式需要密码，务必设置复杂密码，防止他人误连。
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远程配置：若需要远程修改 WiFi，可配合 MQTT 或 BLE 实现。
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