softAP配网：用Android手机为linux无屏设备输入wifi密码

softAP配网，即利用设备的无线芯片，将设备进入到softAP模式，开启一个无线局域网，手机（或其它移动设备）通过连入设备开启的无线局域网后，向设备发送路由器的ssid及password等信息，让设备在无屏幕的情况下，获取到路由器的ssid信息，达到联网的目的。

配网的流程其实还是比较繁杂的，手机要先和原来的路由器断开连接，然后设备开softap，然后手机连入softap，然后发送ssid和密码，然后关闭softap模式，退回到正常的station模式，然后设备连接路由器，手机也视情况重新连接路由器。但是这个过程是可以在软件端整合起来的，以达到一键联网的结果，断开和连接的操作都整合起来。在这方面小米的体验就做得很好。我本来是比较推崇无线数据帧配网的方式的，因为在软件端只要不断地往空气中发无线数据包就可以了，设备端也只需要捕捉到这些包就可以了。但是无线数据帧配网的方式极不稳定，配网成功率低，受环境、手机型号、路由器型号、设备laytout和无线芯片的选型影响较大。而softAp配网，本身稳定性较高，通过开发者的整合，可以达到和无线数据帧配网一样的用户体验。

softAp配网流程图如下：

我这里实现配网的两端设备，一边是一个跑linux系统的开发板，另一边是我们日常用的普通Android手机。如图：

设备端的linux系统，需要移植好wifi芯片对应的驱动，并且可以配置softAp模式（p2p模式），这个一般是有wifi芯片厂商在fw里实现好的，我们只要切换节点，加载驱动，push fw就可以了。不同的厂商实现的方法可能有异，我在此就不介绍了。

基于已经移植好wifi驱动的设备，我这里介绍如何在应用层实现softAP配网的demo。

设备端实现

设备端需要实现的流程有如下：

（1）将设备进入到softAP模式，需要所使用的wifi芯片支持spftAP模式；

（2）创建一个socket用于接收手机端发来的ssid信息，demo中使用广播的方式收发信息；

（3）接收手机发来的ssid信息；

（4）收到手机发来的ssid信息后返回确认信息，让手机暂时停止发送ssid信息并断开和设备端的连接（即使不主动断开在设备端退出softAP模式之后，手机也会因为找不到softAP而被动断开连接）；

（5）退出sopAP模式；

（6）解析从手机端得到的ssid、password等信息；

（7）连接路由器；

（8）结束。如因ssid信息错误等原因，未能成功连上路由器，可根据用户体验需求重新开始配网流程，该循环的触发流程，请根据实际功能定位自行设计。

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <pthread.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>#include <net/if.h>
#include <errno.h>
#include <sys/ioctl.h>#include "include/smartlink.h"#define IP_SIZE 16#define MSG_LEN_MX 256
#define CMD_LEN_MX 128#define PORT_DEFAULT 8066//server
int main(int argc, char **argv){int port = PORT_DEFAULT;if(argc >=2){port = atoi(argv[1]);}printf("*****softAP demo*****\n");//先把设备设置为softAP模式if(set_softAP_up()==0){printf("start softAP success.\n");}/*创建socket接收手机发来的ssid信息，并返回确认信息*///创建socketstruct sockaddr_in addr;addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(port);printf("port:%d \n", port);addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);int sock;if((sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0){printf("socket error!\n");printf("%s \n", strerror(errno));exit(1);}else{printf("socket success.\n");}//printf("addr:%s \n",addr.sin_addr.s_addr);if(bind(sock, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr))< 0){printf("bind error!\n");printf("%s \n", strerror(errno));exit(1);}else{printf("bind success.\n");}//接收手机发来的ssid信息char buff[256];struct sockaddr_in clientAddr;int len = sizeof(clientAddr);int n;while(1){printf("recvfrom...\n");n = recvfrom(sock, buff, 511, 0, (struct sockaddr*)&clientAddr, &len);printf("addr: %s -port: %u says: %s \n", inet_ntoa(clientAddr.sin_addr), ntohs(clientAddr.sin_port), buff);if(n>0){printf("recvfrom success.\n");break;}}//往手机返回确认信息char buff_confirm[3];strcpy(buff_confirm,"OK");while(1){n = sendto(sock, buff_confirm, n, 0, (struct sockaddr *)&clientAddr, sizeof(clientAddr));printf("addr: %s -port: %u says: %s \n", inet_ntoa(clientAddr.sin_addr), ntohs(clientAddr.sin_port), buff_confirm);if(n>0){printf("sendto success.\n");//usleep(10*1000000);break;}}usleep(5*1000000);close(sock);//设备退出softAP模式，退出后将自动恢复到station模式if(set_softAP_down()==0){printf("down softAP success.\n");}usleep(5*1000000);//解析设备端发过来的ssid信息char* smartlink_softAP_ssid;// = "12345678";char* smartlink_softAP_password;// = "12345678";char *p =NULL;int ssid_len = strstr(buff, "::Password::")-buff-8;printf("ssid_len  %d\n",ssid_len);smartlink_softAP_ssid = (char *)malloc(ssid_len+1);if((p = strstr(buff, "::SSID::")) != NULL){p += strlen("::SSID::");//跳过前缀if(*p){if(strstr(p, "::Password::") != NULL){memset((void*)smartlink_softAP_ssid,'\0',ssid_len+1);strncpy(smartlink_softAP_ssid, p, ssid_len);}}}printf("%s\n",smartlink_softAP_ssid);int password_len = strstr(buff, "::End::") - strstr(buff, "::Password::") - 12;printf("password_len  %d\n",password_len);smartlink_softAP_password = (char *)malloc(password_len+1);if((p = strstr(buff, "::Password::")) != NULL){p += strlen("::Password::");//跳过前缀if(*p){if(strstr(p, "::End::") != NULL){memset((void*)smartlink_softAP_password,'\0',password_len+1);strncpy(smartlink_softAP_password, p, password_len);}}}printf("%s\n",smartlink_softAP_password);//使用解析到的ssid信息连接wifismartlink_softAP_connect_ap(smartlink_softAP_ssid, smartlink_softAP_password);free(buff);free(smartlink_softAP_ssid);free(smartlink_softAP_password);return 0;
}

手机端实现

手机端需要实现的流程如下：

（1）检查手机当前wifi状态，如未开启需先开启wifi，如已连接某路由器需与该路由器断开连接；

（2）搜索设备开启的wifi，直到找到或超时为止；

（3）连入设备开启wifi；

（4）创建socket，与设备进行通信，demo中选用广播的方式进行通信；

（5）开启接收线程，等待接收设备端发来的确认信息。接收线程建议在发送线程开启前先开启，以免收不到确认信息；

（6）开启发送线程，向设备发送ssid信息；

（7）在收到设备发送的确认信息后，断开与设备的连接（即使不主动断开，也会在设备退出softAP模式后，手机也会因为找不到AP而被动断开连接）；

（8）重新连入路由器。可在重新连入路由器后询问设备是否也成功连入路由器，如没有可重新进行配网，设备端也要做相应的操作，具体可根据场景需求自行设计。

Android手机需要实现的权限：

<uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_MULTICAST_STATE" /><uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/><uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE" /><uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_STATE" /><uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />

代码示例

package com.example.chenkunyao.ckysoftapdemo;import android.content.Context;
import android.net.ConnectivityManager;
import android.net.NetworkInfo;
import android.net.wifi.WifiConfiguration;
import android.net.wifi.WifiManager;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.AdapterView;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.Spinner;import com.example.chenkunyao.ckysoftapdemo.tools.SmartlinkInfo;
import com.example.chenkunyao.ckysoftapdemo.tools.WifiAdmin;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
import java.net.UnknownHostException;public class MainActivity extends AppCompatActivity {private Button btnSend;private Button btnStop;private int sendNum=0;int recvNum=0;private EditText etTargetIP;private EditText etTargetPort;private EditText etLocalIP;private EditText etLocalPort;private EditText etSSID;private EditText etPassword;private Spinner spEncrypt;private String strTargetIP;private String strTargetPort;private String strLocalIP;private String strLocalPort;private String strSSID;private String strPassword;private String strEncrypt;private Button btnConnect;DatagramSocket socket;InetAddress addr;public int STOPNUM = 1024;public String SOTFAPSSID = "Smart-AW-HOSTAPD";private Context context;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);context=this.getBaseContext();init();}private void init(){btnSend = (Button) this.findViewById(R.id.btnSend);btnSend.setOnClickListener(click);btnStop = (Button) this.findViewById(R.id.btnStop);btnStop.setOnClickListener(click);etTargetIP= (EditText) findViewById(R.id.etTargetIP);etTargetPort= (EditText) findViewById(R.id.etTargetPort);etLocalIP= (EditText) findViewById(R.id.etTargetPort);etLocalPort= (EditText) findViewById(R.id.etLocalPort);etSSID= (EditText) findViewById(R.id.etSSID);etPassword= (EditText) findViewById(R.id.etPassword);spEncrypt= (Spinner) findViewById(R.id.spEncrypt);spEncrypt.setOnItemSelectedListener(select);spEncrypt.setSelection(1,true);strEncrypt= String.valueOf(spEncrypt.getSelectedItemId());btnConnect= (Button) findViewById(R.id.btnConnect);btnConnect.setOnClickListener(click);}private Spinner.OnItemSelectedListener select= new Spinner.OnItemSelectedListener() {@Overridepublic void onItemSelected(AdapterView<?> parent, View view, int position, long id) {String[] languages = getResources().getStringArray(R.array.encrypt);Log.e("Encrypt:",languages[position]);}@Overridepublic void onNothingSelected(AdapterView<?> parent) {}};private Button.OnClickListener click =new Button.OnClickListener(){public void onClick(View v){switch (v.getId()){case R.id.btnStop:{sendNum = STOPNUM;recvNum = STOPNUM;break;}case R.id.btnConnect:{SmartlinkInfo info = new SmartlinkInfo();info.ssid=SOTFAPSSID;info.password="wifi1111";info.wlansecurity=3;//获取屏幕上输入的IP\port\ssid等信息strTargetIP= String.valueOf(etTargetIP.getText());strTargetPort= String.valueOf(etTargetPort.getText());strLocalIP= String.valueOf(etLocalIP.getText());strLocalPort= String.valueOf(etLocalPort.getText());strSSID= String.valueOf(etSSID.getText());strPassword = String.valueOf(etPassword.getText());Log.e("Info",strTargetIP+" "+strTargetPort);strSSID= String.valueOf(etSSID.getText());strPassword = String.valueOf(etPassword.getText());try {socket = new DatagramSocket(Integer.parseInt(strTargetPort));socket.setBroadcast(true);addr = InetAddress.getByName(strTargetIP);} catch (UnknownHostException e) {e.printStackTrace();} catch (SocketException e) {e.printStackTrace();}connectWifi(info);break;}default:break;}}};private int connectWifi(SmartlinkInfo info) {WifiAdmin mWifiAdmin = new WifiAdmin(this);mWifiAdmin.openWifi();boolean FOUNDSOFTAP=false;for(int j=0;j<20;j++) {mWifiAdmin.startScan();for (int i = 0; i < mWifiAdmin.getWifiList().size(); i++) {//Log.e("WIFIINFO", i+": " + mWifiAdmin.getWifiList().get(i).SSID);if (mWifiAdmin.getWifiList().get(i).SSID.equals(SOTFAPSSID)) {FOUNDSOFTAP=true;Log.e("WIFIINFO", i+": " + mWifiAdmin.getWifiList().get(i).SSID);Log.e("WIFIINFO", "FOUND SOFTAP.");break;}}if(FOUNDSOFTAP){mWifiAdmin.creatWifiLock();WifiConfiguration config = mWifiAdmin.CreateWifiInfo(info.ssid,info.password,info.wlansecurity);mWifiAdmin.addNetwork(config);mWifiAdmin.releaseWifiLock();break;}}if (context != null) {Log.e("SLEEP","if (context != null)");ConnectivityManager mConnectivityManager = (ConnectivityManager) context.getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);Log.e("SLEEP"," ConnectivityManager mConnectivityManager = (ConnectivityManager) context");//NetworkInfo mNetworkInfo = mConnectivityManager.getActiveNetworkInfo();//Log.e("SLEEP"," NetworkInfo mNetworkInfo = mConnectivityManager.getActiveNetworkInfo();");while (mConnectivityManager.getActiveNetworkInfo()==null) {//WIFI_STATE_ENABLING = 2;Log.e("SLEEP", "mNetworkInfo==null sleep 2 s~");try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}while (!mConnectivityManager.getActiveNetworkInfo().isConnected()) {//WIFI_STATE_ENABLING = 2;Log.e("SLEEP", "!mNetworkInfo.isConnected() sleep 2 s~");try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}Log.e("mNetworkInfo","mNetworkInfo == null");}//打开接收线程Thread recvThread = new Thread(recvRunnable);recvThread.start();//打开发送线程Thread sendThread = new Thread(sendRunnable);sendThread.start();/*mWifiAdmin.creatWifiLock();WifiConfiguration config = mWifiAdmin.CreateWifiInfo(info.ssid,info.password,info.wlansecurity);mWifiAdmin.addNetwork(config);mWifiAdmin.releaseWifiLock();*/return 0;}private Runnable sendRunnable = new Runnable() {@Overridepublic void run() {String strInfo="::SSID::"+strSSID+"::Password::"+ strPassword+"::End::";try {byte[] buffer = strInfo.getBytes();DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer,buffer.length);packet.setAddress(addr);packet.setPort(Integer.parseInt(strTargetPort));for(sendNum=0;sendNum<60;sendNum++) {socket.send(packet);Thread.sleep(1000);Log.e("Send","Num:"+sendNum+"  "+strInfo);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();Log.e("发送线程",e+"");}/*SmartlinkInfo info = new SmartlinkInfo();info.ssid=strSSID;info.password=strPassword;info.wlansecurity=3;connectWifi(info);*/}};private Runnable recvRunnable = new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {byte[] buffer ="XX".getBytes();DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer,buffer.length);packet.setAddress(addr);packet.setPort(Integer.parseInt(strTargetPort));for(recvNum=0;recvNum<65;recvNum++) {Log.e("recv", "正在接收..."+recvNum );socket.receive(packet);if(new String(packet.getData()).equals("OK")){sendNum = STOPNUM;Log.e("recv", "收到消息:" + new String(packet.getData()));break;}Thread.sleep(1000);}/*MainActivity.this.runOnUiThread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {//mTextView.setText("收到消息" + new String(packet.getData()) + ":" + String.valueOf(++index));try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});*///socket.close();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();Log.e("接收线程",e+"");}}};
}

手机端界面：

设备端收到手机端发来的广播，解析出wifi密码并返回wifi信息：

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