無線網路簡介

Wi-Fi 又稱為「無線網路」，是一個基於 IEEE 802.11 標準無線區域網路技術。在1997年 Wi-Fi 聯盟公布相關規範，並致力於讓這項技術變得更通用、廠商設備能彼此相容，增進使用者使用無線技術的便利性。

無線網路的世代可分為:

無線網路成員與組成結構

• 站點(Station)，網路最基本的組成元件。
• 基本服務單元(Basic Service Set, BSS)，最簡單的服務單元，由兩個站點組成，每個站點可以動態連結到基本服務單元中。
• 分配系統(Distribution System)，連結不同的基本服務單元，例如連結不同的無線頻段。
• 存取點(Access Point, AP)。存取點有普通站點功能，又有連結到分配系統的能力。
• 關口(Portal)，用來將無線網路與有線區域網路連接起來的功能。

運作原理

Wi-Fi 設定最少需要有一個 AP(存取點)，和一個或一個以上的客戶端(Client)使用者。無線AP 會以每100ms 將 SSID(Service Set Identifier) 經由訊號台封包廣播一次。Wi-Fi規定其最低傳輸速率為1 Mbit/s，以確保所有的Wi-Fi client端都能收到這個SSID廣播封包，client可以藉此決定是否要和這一個SSID的AP連線。使用者可以決定要連到哪一個 SSID。

玩學機支援的無線網路模式

玩學機內建的通訊晶片是 ESP32 ，這個微控制器整合了 Wi-Fi、低功耗藍牙與傳統藍牙功能。頻段為 2.4Ghz，支援協議: 802.11 b/g/n，使用 802.11n 最高速度為 150Mbps。

根據ESP32技術手冊，我們可以得知有兩種無線網路模式:

1. STATION : 工作站模式(STA)，將ESP32 模組連接到 WiFi AP，如同我們的桌機連到路由器一樣，透過路由器連接到網際網路。ESP32模組可充當用戶端也可以成為伺服器端。
2. AP: 存取點，這個模式，ESP32模組類似Wi-Fi 路由器，其他的設備也能連接它，透過ESP32模組連接至網際網路。不過因為此模式計算量大，ESP32 會發燙，網路延遲與整體頻寬都會比直接連接到實體路由設備要差。

如何連到家中的無線基地台

首先您要確定家中有無線基地台，抄下基地台發放的 SSID 名稱與Wi-Fi連線密碼。如果您還能查到此基地台的內網IP位址，也請記錄下來，未來網路如果有異常需要測試，就能按照各個節點的IP，進行通訊連線測試。範例資料如下:

1. IP: 192.168.1.1
2. SSID: ESP32AP
3. Wi-Fi 連線密碼: abc@1234

您可以使用底下的指令，檢查無線網路卡並確認其狀態。

import network
sta_if = network.WLAN(network.STA_IF)
ap_if = network.WLAN(network.AP_IF)

sta_if.active()		# 如果是 False 代表沒有啟動 STATION 模式
ap_if.active()              # 如果是 True 代表啟動 AP 模式

還可以用 ifconfig() 函數來檢查網路的設定值。

ap_if.ifconfig()
('192.168.1.1', '255.255.255.0', '192.168.1.1', '8.8.8.8')
# 傳回的值分別為 IP 位址、子網路遮罩、匝道器與 DNS伺服器 IP


此時我們可以自行定義一個函數來連接到無線基地台。

WiFi_SSID = 'ESP32AP'
WiFi_PASSWORD = abc@1234
def WiFi_connect(WiFi_SSID, WiFi_PASSWORD):
    import network
    sta_if = network.WLAN(network.STA_IF)
    if not sta_if.isconnected():
        sta_if.active(True)
        sta_if.connect(WiFi_SSID, WiFi_PASSWORD) # should be modified
        while not sta_if.isconnected(): pass	
	 print('network config:', sta_if.ifconfig())
WiFi _connect()

好了，執行完上面的程式應該就能連到家中的無線基地台。明天，我們會帶著大家寫一個網路對時程式。感謝各位的支持，明天見。