學習筆記06｜wifi介紹

Tue, 26 May 2026 00:00:00 +0000

關於 ESP8266 的網路功能，我們主要會使用 Arduino 環境內建的 ESP8266WiFi.h 函式庫。它把底層的 TCP/IP 與 WiFi 協定封裝成直觀的指令，讓你不用從零處理封包或射頻調變，就能讓 NodeMCU 連網或發射熱點。

為了快速建立脈絡，這裡先用「流程思維」拆解這套函式庫的核心架構：

🔑 WiFi 函式庫的兩種基本模式

模式	核心角色	適用情境	關鍵指令
STA (Station)	客戶端 (Client) 像「手機連 WiFi」	• 連接家中路由器 • 上傳數據至雲端 • 需要互聯網環境	`WiFi.begin(ssid, pwd);`
AP (Access Point)	基地台 (Server) 像「手機開熱點」	• 本專案採用 • 離線直連控制 • 無路由器環境	`WiFi.softAP(ssid, pwd);`

💡 小提醒：第三種模式為 STA+AP 混用。目前我們專注於 AP 模式，讓智慧車成為獨立的控制中心。

📖 深度解析：如何理解這兩種模式？

1. STA 模式：主動加入者 (The Joiner)

生活類比：就像你的手機連接家裡的 WiFi。
運作邏輯：
- NodeMCU 是「客人」，必須知道路由器的名稱 (SSID) 和密碼。
- 它會主動去敲門請求連線。如果沒有路由器，它就無法運作。
- 優勢：連上後可通往互聯網（例如接收來自世界各地的指令）。
電影院比喻：NodeMCU 拿著票根（密碼）主動走到櫃台，驗票員（路由器）確認後才放行進入電影院（外部網路）。

2. AP 模式：被動等待者 (The Host)

生活類比：就像你的手機開啟個人熱點。
運作邏輯：
- NodeMCU 是「主人」，自己發射 WiFi 訊號。
- 它被動等待你的手機來搜尋並連接它。
- 優勢：獨立運作，不依賴外部網路，適合近距離直接控制（如遙控車）。
開店比喻：NodeMCU 開了一家店，掛上招牌 “CarWiFi”，坐在店裡等客人（手機）上門輸入密碼才能進來對話。

🧩 常見開發流程（無論 STA/AP 都適用）

引入與序列埠初始化：#include <ESP8266WiFi.h> + Serial.begin(115200);
嘗試連線/建立熱點：呼叫 begin() 或 softAP()
等待連線就緒：通常用 while(WiFi.status() != WL_CONNECTED) 或檢查 softAP 狀態
取得 IP 門牌：WiFi.localIP()（STA）或 WiFi.softAPIP()（AP）
建立通訊端：例如 WiFiServer server(80); 用來監聽手機網頁發來的控制指令

學習筆記07｜用到的函式庫

Tue, 26 May 2026 00:00:00 +0000

專案的主要架構。我們會先以介紹用到的函式庫為先，具體的筆記請看學習筆記08_專案程式碼（待撰寫）。

馬達模組 (Motor.h)：專門寫 digitalWrite 那些控制接腳的程式。
網頁模組 (WebPages.h)：專門放那一長串的 HTML 字串。
主程式 (Main.ino)：只負責 WiFi.begin 和呼叫別人的功能。

<ESP8266WiFi.h> 的主要作用

這是 ESP8266 官方提供的 WiFi 函式庫，讓 NodeMCU 可以：

連上家裡的 WiFi（Station 模式）
開啟自己的熱點（AP 模式）
查詢 MAC 位址、訊號強度、IP 位址等
處理 WiFi 連線狀態

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# include <ESP8266WiFi.h>

void setup() {
 WiFi.softAP(ssid, password); // 開啟熱點
 WiFi.begin(ssid, password); // 連線到路由器
 WiFi.status(); // 檢查 WiFi 狀態
 WiFi.localIP(); // 取得目前 IP

 if(WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
 Serial.println(WiFi.localIP());
 }
}

void loop() {}

<ESP8266WebServer.h> 的主要作用

這是用來在 ESP8266 上建立一個簡單網頁伺服器，讓你可以用手機或電腦的瀏覽器來控制智慧車。

最核心的功能：

建立網頁伺服器（通常 port 80）
定義不同網址（/forward、/stop、/left…）對應的處理函數
回應 HTML 網頁或簡單的文字指令

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#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266WebServer.h>

const char* ssid = "你的WiFi名稱";
const char* password = "你的WiFi密碼";

ESP8266WebServer server(80);

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

// ============= AP 模式 =============
 WiFi.softAP(ssid, password);

 Serial.println("\n=== AP 模式已開啟 ===");
 Serial.print("熱點名稱: ");
 Serial.println(ssid);
 Serial.print("連線密碼: ");
 Serial.println(password);
 Serial.print("IP 位址: ");
 Serial.println(WiFi.softAPIP());

 server.on("/", handleRoot);
 server.on("/forward", handleForward);
 server.on("/stop", handleStop);

 server.begin();
 Serial.println("WebServer 已啟動");
}

void loop() {
 server.handleClient();
}

void handleRoot() {
 server.send(200, "text/html", "<h1>智慧車控制頁面</h1>");
}

void handleForward() {
 server.send(200, "text/plain", "前進指令已接收");
}

void handleStop() {
 server.send(200, "text/plain", "已停止");
}

<WebSocketsServer.h> 引入優化的核心差異

WebSocket 與傳統 HTTP 最大差別：一次連線就保持不斷線（全雙工），手機和 ESP8266 可以隨時互相推訊息，不需要每次都重新發請求，所以延遲極低（通常 < 30ms），按住按鈕就持續動作，像遊戲搖桿一樣。

原先設計是基於「請求-響應」(Request-Response)模式，單向的發送命令，而 WebSocket 協議則可以讓 NodeMCU 主動推訊息回手機（例如「馬達目前速度：700」或「電池低電警告」）。

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