WiFi ESP32 nel simulatore

Le schede ESP32 in Velxio hanno WiFi funzionante. La radio emulata esegue la scansione, si associa, ottiene un indirizzo IP tramite DHCP e raggiunge internet attraverso il gateway NAT dell’emulatore. È il vero stack WiFi dell’SDK del fornitore che gira su una radio emulata, non uno stub: lo stesso sketch, invariato, gira sul chip fisico.

Questa pagina va dalla prima connessione alle tue reti, alle catture di pacchetti e alla tua LAN reale.

La tua prima connessione

1. Apri l’esempio della galleria Connect to WiFi (/example/esp32-wifi-connect), oppure trascina una scheda ESP32 sulla tela e incolla lo sketch qui sotto.
2. Premi Run. La prima compilazione di una sessione richiede più tempo; le successive sono memorizzate nella cache.
3. Apri il monitor Serial dalla barra degli strumenti sotto la tela.
4. Osserva la connessione: il chatter di avvio dell’SDK, poi la concessione DHCP.

#include <WiFi.h>

const char* WIFI_SSID = "Velxio-GUEST";  // integrata, rete aperta

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(WIFI_SSID);

  Serial.print("Connecting");
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(250);
    Serial.print(".");
  }

  Serial.printf("\nConnected. IP: %s\n", WiFi.localIP().toString().c_str());
  Serial.printf("Gateway:      %s\n", WiFi.gatewayIP().toString().c_str());
  Serial.printf("RSSI:         %d dBm\n", WiFi.RSSI());
}

void loop() {}

Il monitor seriale mostra la connessione e l’indirizzo assegnato dal server DHCP emulato:

Una cosa sorprende tutti la prima volta: il log dice Connecting to Espressif anche se lo sketch nomina Velxio-GUEST. Questo è il lavoro di riscrittura dell’SSID, e la prossima sezione lo spiega.

L’IP è reale all’interno della simulazione: socket, client HTTP e librerie MQTT funzionano da qui in poi. Vedi MQTT e HTTP per progetti completi.

Le reti integrate

Senza alcuna parte di access point sulla tela, la radio emette beacon per quattro reti demo. Una stazione si associa esattamente a una di esse:

SSID	Canale	Segnale	Autenticazione
Velxio-GUEST	6	-20 dBm	Aperta
PICSimLabWifi	1	-25 dBm	WPA2-PSK
Espressif	5	-30 dBm	WPA2-PSK
MasseyWifi	10	-40 dBm	WPA2-PSK

L’SSID nel tuo sketch non ha importanza

Finché il progetto non ha una parte di access point, il nome di rete che scrivi non è quello a cui la scheda si associa. Durante il percorso verso l’emulatore, il compilatore riscrive ogni letterale SSID in Espressif e azzera ogni letterale di password, che sia una variabile, un array, un #define o un campo di struct:

const char* ssid = "MyHomeNetwork";   // compilato come "Espressif"
#define WIFI_PASS "hunter2"           // compilato come ""

Ecco perché uno sketch copiato da qualsiasi tutorial si connette qui senza essere modificato, perché l’inserimento di una password sbagliata non fallisce mai, e perché il log seriale nomina una rete che non hai digitato. Non c’è nulla di sbagliato quando succede.

Due conseguenze che vale la pena conoscere:

• L’aggiunta di una parte di access point disattiva la riscrittura. Da quel momento in poi il progetto definisce il proprio spazio aereo, quindi ciò che digiti è ciò che esiste e l’SSID deve corrispondere a una parte.
• Il firmware che arriva già compilato non passa mai attraverso la riscrittura. Cerca l’SSID incorporato nel binario, motivo per cui un .bin altrimenti funzionante può rimanere lì senza riuscire ad associarsi. Ricompilalo nominando una delle quattro reti sopra, oppure trasmetti l’SSID che si aspetta con una parte di access point.

MicroPython

import network
import time

WIFI_SSID = "Velxio-GUEST"

sta = network.WLAN(network.STA_IF)
sta.active(True)
sta.connect(WIFI_SSID)

while not sta.isconnected():
    time.sleep(0.25)

print("Connected. ifconfig:", sta.ifconfig())

sta.scan() restituisce le stesse reti che vede l’API Arduino, come tuple (ssid, bssid, channel, rssi, authmode, hidden).

Le tue reti

Con un piano Maker non sei limitato alle reti demo. Una parte WiFi Access Point fa sì che la radio emulata trasmetta il tuo SSID.

1. Fai clic su Add Component nella barra degli strumenti della tela.
2. Cerca WiFi Access Point e posizionalo. Non richiede cablaggio: non ha pin, è spazio aereo.
3. Seleziona la parte e imposta ssid sulla rete che desideri, ad esempio HomeNet.
4. Punta lo sketch su quel nome e premi Run.

WiFi.begin("HomeNet");   // l'SSID sulla tua parte Access Point

Non appena un progetto contiene una parte di access point, le reti integrate tacciono. Una scansione vede quindi esattamente ciò che la tela definisce, il che rende testabile il codice di selezione della rete.

Proprietà della parte

Proprietà	Predefinito	Cosa fa
ssid	MyNetwork	Il nome della rete a cui il tuo sketch si connette.
password	vuota	Memorizzata e mostrata sulla scheda. La rete trasmette comunque autenticazione aperta finché WPA2 non arriva, quindi gli sketch che passano una password si connettono comunque.
channel	6	Canale WiFi, da 1 a 13. Riportato dalle scansioni.
rssi	-50	Intensità del segnale in dBm come la vede la scheda, da -90 a -20. Le scansioni ripetute variano di qualche dB come quelle reali.
internet	attivo	Spento rende la rete isolata: la scheda si associa e ottiene un IP, ma nulla viene instradato all’esterno.
bssid	vuota	Indirizzo MAC dell’AP. Vuoto significa uno stabile generato dall’SSID.

Provalo con un clic: Connect to your own WiFi network (/example/esp32-custom-wifi-ap) si apre con la parte già posizionata. Eseguendolo, esegue la scansione, trova esattamente la tua rete, e si unisce ad essa:

Più reti contemporaneamente

Aggiungi una parte per rete per testare un selettore o una politica “prima la più forte”. Ognuna ha il proprio canale e segnale, quindi una scansione restituisce un ordine come farebbe una reale:

int n = WiFi.scanNetworks();
for (int i = 0; i < n; i++) {
  Serial.printf("%2d: %-16s ch %2d  %d dBm\n",
                i + 1, WiFi.SSID(i).c_str(), WiFi.channel(i), WiFi.RSSI(i));
}

Scan several WiFi networks (/example/esp32-wifi-scan-multi) include tre parti: HomeNet a -40 dBm, Office_5G a -62 dBm e CoffeeShop a -78 dBm.

Portali captive e provisioning

Disattiva internet su una parte e la rete diventa isolata. La scheda si associa e ottiene una concessione DHCP, ma nessun traffico esce. Questo è lo scenario di provisioning: il dispositivo si avvia, non trova via d’uscita e serve la sua pagina di configurazione.

Captive portal on an isolated network (/example/esp32-wifi-captive-portal) configura questo scenario con un AP chiamato SetupAP.

Il pannello WiFi

Un badge WiFi appare sulla barra degli strumenti della tela quando premi Run, e scompare con Stop: appartiene alla simulazione in esecuzione, quindi non c’è nulla da aprire prima di avviarne una. È grigio mentre lo stack si avvia e verde una volta che la scheda ha un indirizzo.

Il badge è un pulsante diviso. L’icona mantiene la sua azione con un clic: con un IP, apre il server web della scheda tramite il gateway IoT. Il cursore accanto apre il pannello WiFi:

Il pannello mostra:

• Reti in onda, con canale e segnale. Il titolo dice questo progetto quando le parti di access point le definiscono, e integrato quando le quattro reti demo sono in onda:

  

• lo stato di associazione della scheda e il suo IP una volta completato il DHCP;

• Download PCAP, il traffico 802.11 dell’esecuzione come file di cattura;

• la sezione gateway di rete locale. Con un piano Maker contiene il campo di associazione; con il piano gratuito spiega cosa fa il gateway e collega ai piani.

Cattura il traffico e aprilo in Wireshark

1. Premi Run e lascia che lo sketch faccia il suo lavoro di rete.
2. Apri il pannello WiFi e fai clic su Download PCAP.
3. Apri il file in Wireshark.

La cattura contiene frame di gestione, DHCP, DNS e TCP, con timestamp simulati, quindi dhcp o dns come filtro di visualizzazione isola la handshake che stai eseguendo il debug. Il file viene prodotto nel tuo browser: nulla viene caricato.

Raggiungere la tua macchina

Le reti sopra instradano verso internet pubblico. Per raggiungere il broker MQTT, Home Assistant o il server di sviluppo in esecuzione sulla tua macchina, esegui il gateway locale: vedi Gateway di rete locale. Gli sketch raggiungono quindi la tua macchina come host.velxio.internal.

Esempi già pronti

Esempio	Cosa mostra
Connect to WiFi	La connessione minima a una rete integrata
Scan WiFi networks	scanNetworks() contro il set integrato
Connect to your own WiFi network	Una parte di access point, scansione e connessione
Scan several WiFi networks	Tre reti con canali e segnale diversi
Captive portal on an isolated network	internet spento, flusso di provisioning
NTP clock over your WiFi	UDP verso un server dell’ora reale
Fetch JSON from a web API	HTTPClient contro una REST API reale
Reach a service on your own network	host.velxio.internal tramite il gateway locale
MQTT	Pubblica e sottoscrivi su un broker pubblico

Risoluzione dei problemi

Sintomo	Causa	Soluzione
Il firmware caricato non si associa mai	Il suo SSID è incorporato, quindi il compilatore non ha potuto riscriverlo	Nomina una rete integrata, oppure aggiungi una parte di access point con quell’SSID
Una scansione restituisce solo le tue reti	Funziona come previsto: una parte di access point silenzia il set integrato	Rimuovi le parti per riavere le reti demo
Si associa e ottiene un IP, ma nulla viene instradato all’esterno	La parte ha internet disattivato	Attivalo, a meno che tu non stia testando un portale captive
Una password non viene respinta	L’emulazione WPA2 non è ancora disponibile, la rete trasmette autenticazione aperta	Previsto per ora; la password è memorizzata sulla parte
host.velxio.internal non si risolve	Nessun gateway locale associato	Vedi Gateway di rete locale

Quali schede

Il WiFi è disponibile in tutta la famiglia ESP32 simulata: le classiche schede ESP32, ESP32-S3, ESP32-C3, ESP32-C6 e ESP32-C5, più le loro varianti XIAO, Nano e M5Stack. Il Raspberry Pi Pico W ha la sua emulazione CYW43. Lo stato di advertising Bluetooth viene anche riportato per gli sketch che inizializzano BLE.