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Nanoframework 操作单片机蓝牙配置WIFI的案例
阅读原文时间：2023年08月11日阅读：3

Nanoframework 操作单片机蓝牙配置WIFI的案例

通过Nanoframework的蓝牙配置Wifi的名称和密码

下面是基本需要的工具

  1. ESP32设备一个 需要支持蓝牙和wifi，一般情况的ESP32都支持wifi和蓝牙，当前教程使用的ESP32的接口是Type-C

    设备实物图片:

    using nanoFramework.Device.Bluetooth;
    using nanoFramework.Device.Bluetooth.GenericAttributeProfile;
    using nanoFramework.Networking;
    using System;
    using System.Diagnostics;
    using System.IO;
    using System.Text;
    using System.Threading;
    using static Gotrays.Program;

    namespace Gotrays
    {
    public class Program
    {
    static GattLocalCharacteristic _readCharacteristic;
    static GattLocalCharacteristic _readWriteCharacteristic;

        // Read/Write Characteristic value
    static byte _redValue = 128;
    static byte _greenValue = 128;
    static byte _blueValue = 128;
    public static void Main()
{
    var wifi = ConfigHelper.GetWifi();

    // 如果存在wifi配置尝试链接wifi
    if (wifi.Password != null)
    {
        try
        {
            CancellationTokenSource cs = new(60000);
            var success = WifiNetworkHelper.ConnectDhcp(wifi.Name, wifi.Password, requiresDateTime: true, token: cs.Token);
        }
        catch (Exception)
        {
            Debug.WriteLine("尝试链接WiFi失败");
        }

    }
    // BluetoothLEServer是一个单例对象，因此获得它的实例。对象是在您第一次访问它时创建的
    // 可以释放内存。
    BluetoothLEServer server = BluetoothLEServer.Instance;

    // 给设备命名
    server.DeviceName = "TokenIOT";

    // 定义一些自定义uid
    Guid serviceUuid = new Guid("A7EEDF2C-DA87-4CB5-A9C5-5151C78B0057");
    Guid readCharUuid = new Guid("A7EEDF2C-DA88-4CB5-A9C5-5151C78B0057");
    Guid readStaticCharUuid = new Guid("A7EEDF2C-DA89-4CB5-A9C5-5151C78B0057");
    Guid readWriteCharUuid = new Guid("A7EEDF2C-DA8A-4CB5-A9C5-5151C78B0057");

    // GattServiceProvider用于创建和发布主服务定义。
    // 将自动创建一个额外的设备信息服务。
    GattServiceProviderResult result = GattServiceProvider.Create(serviceUuid);
    if (result.Error != BluetoothError.Success)
    {
        return;
    }

    GattServiceProvider serviceProvider = result.ServiceProvider;

    // 从提供者处创建主服务
    GattLocalService service = serviceProvider.Service;

    #region Static read characteristic
    // 现在我们给服务添加一个特性

    //如果读取值不会改变，那么你可以使用Static值
    DataWriter sw = new DataWriter();
    sw.WriteString("这是蓝牙示例1");

    GattLocalCharacteristicResult characteristicResult = service.CreateCharacteristic(readStaticCharUuid,
         new GattLocalCharacteristicParameters()
         {
             CharacteristicProperties = GattCharacteristicProperties.Read,
             UserDescription = "我的静态特性",
             StaticValue = sw.DetachBuffer()
         });

    if (characteristicResult.Error != BluetoothError.Success)
    {
        // An error occurred.
        return;
    }
    #endregion

    #region Create Characteristic for dynamic Reads 

    // 对于变更为业务的数据，增加“读特性”
    // 我们还希望连接的客户端在值改变时得到通知，所以我们添加了notify属性
    characteristicResult = service.CreateCharacteristic(readCharUuid,
        new GattLocalCharacteristicParameters()
        {
            CharacteristicProperties = GattCharacteristicProperties.Read | GattCharacteristicProperties.Notify,
            UserDescription = "我的阅读特点"
        });

    if (characteristicResult.Error != BluetoothError.Success)
    {
        // An error occurred.
        return;
    }

    // 查阅我们的read特性
    _readCharacteristic = characteristicResult.Characteristic;

    // 每次从客户端请求该值时，都会调用此事件
    _readCharacteristic.ReadRequested += ReadCharacteristic_ReadRequested;

    #endregion

    #region Create Characteristic for RGB read/write
    characteristicResult = service.CreateCharacteristic(readWriteCharUuid,
        new GattLocalCharacteristicParameters()
        {
            CharacteristicProperties = GattCharacteristicProperties.Read | GattCharacteristicProperties.Write,
            UserDescription = "My Read/Write Characteristic"
        });

    if (characteristicResult.Error != BluetoothError.Success)
    {
        // An error occurred.
        return;
    }

    // 查阅我们的read特性
    _readWriteCharacteristic = characteristicResult.Characteristic;

    //每次从客户端请求该值时，都会调用此事件
    _readWriteCharacteristic.WriteRequested += _readWriteCharacteristic_WriteRequested;
    _readWriteCharacteristic.ReadRequested += _readWriteCharacteristic_ReadRequested;

    #endregion

    #region Start Advertising

    // 一旦所有的特征已经创建，你需要广告的服务，所以
    // 其他设备可以看到它。这里我们也说设备也可以连接
    // 设备可以看到它。
    serviceProvider.StartAdvertising(new GattServiceProviderAdvertisingParameters()
    {
        IsConnectable = true,
        IsDiscoverable = true
    });

    #endregion 

    Thread.Sleep(Timeout.Infinite);
}

/// <summary>
/// 读取特性的事件处理程序。
/// </summary>
/// <param name="sender">GattLocalCharacteristic object</param>
/// <param name="ReadRequestEventArgs"></param>
private static void ReadCharacteristic_ReadRequested(GattLocalCharacteristic sender, GattReadRequestedEventArgs ReadRequestEventArgs)
{
    GattReadRequest request = ReadRequestEventArgs.GetRequest();

    // Get Buffer with hour/minute/second
    //request.RespondWithValue(GetTimeBuffer());
}

/// <summary>
/// 读/写特性的读事件处理程序。
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="ReadRequestEventArgs"></param>
private static void _readWriteCharacteristic_ReadRequested(GattLocalCharacteristic sender, GattReadRequestedEventArgs ReadRequestEventArgs)
{
    GattReadRequest request = ReadRequestEventArgs.GetRequest();

    DataWriter dw = new DataWriter();
    dw.WriteByte((Byte)_redValue);
    dw.WriteByte((Byte)_greenValue);
    dw.WriteByte((Byte)_blueValue);

    request.RespondWithValue(dw.DetachBuffer());

    Debug.WriteLine($"RGB read");
}

/// <summary>
/// 读写特性的写处理程序。
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="WriteRequestEventArgs"></param>
private static void _readWriteCharacteristic_WriteRequested(GattLocalCharacteristic sender, GattWriteRequestedEventArgs WriteRequestEventArgs)
{
    GattWriteRequest request = WriteRequestEventArgs.GetRequest();
    var size = request.Value.Length;
    // 从缓冲区解包数据
    DataReader rdr = DataReader.FromBuffer(request.Value);
    var buffer = new byte[request.Value.Length];
    rdr.ReadBytes(buffer);

    // 如果Write需要响应，则响应
    if (request.Option == GattWriteOption.WriteWithResponse)
    {
        request.Respond();
    }

    // 定义设置密码格式 n:wifi名称;p:dd666666
    var value = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, buffer.Length);
    SetWifi(value);
}

/// <summary>
/// 设置Wifi持久化
/// </summary>
/// <param name="value"></param>
public static void SetWifi(string value)
{
    var wifiValue = value.Split(';');
    if (wifiValue.Length > 1)
    {
        // 如果不是wifi配置则跳过
        if (wifiValue[0].StartsWith("n:"))
        {
            var name = wifiValue[0].Substring(2);
            var password = wifiValue[1].Substring(2);
            if (password.Length > 0)
            {
                ConfigHelper.SetWifi(value);

                try
                {
                    CancellationTokenSource cs = new(60000);
                    var success = WifiNetworkHelper.ConnectDhcp(name, password, requiresDateTime: true, token: cs.Token);

                    Debug.WriteLine("链接WIFI成功");
                }
                catch (Exception)
                {
                    Debug.WriteLine("尝试链接WiFi失败");
                }
            }
        }

    }

}

public struct WifiModule
{
    public string Name { get; set; }

    public string Password { get; set; }
}
    }

public class ConfigHelper
{
    private const string WifiName = "I:\\Wifi.ini";
    public static void SetWifi(string value)
{
    var buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(value);
    var file = File.Exists(WifiName) ? new FileStream(WifiName, FileMode.Open, FileAccess.Write) : File.Create(WifiName);
    file.Write(buffer, 0, buffer.Length);
    file.Close();
}

public static WifiModule GetWifi()
{
    if (File.Exists(WifiName))
    {
        var file = new FileStream(WifiName, FileMode.Open, FileAccess.Read);
        if (file.Length > 0)
        {

            var bytes = new byte[file.Length];
            file.Read(bytes, 0, bytes.Length);
            file.Close();
            var value = Encoding.UTF8.GetString(bytes, 0, bytes.Length);

            var wifiValue = value.Split(';');
            if (wifiValue.Length > 1)
            {
                var name = wifiValue[0].Substring(2);
                var password = wifiValue[1].Substring(2);
                return new WifiModule
                {
                    Name = name,
                    Password = password,
                };
            }
        }
        file.Close();
    }

    return new WifiModule { Name = null, Password = null };
}
    }

    }

上面是所有的代码，下面将一步一步的讲解

当我们接收到信息的时候会触发_readWriteCharacteristic_WriteRequested的事件_readWriteCharacteristic_WriteRequested的代码如下，第一步先读取数据，然后接收读，在得到数据转换字符串，通过调用SetWifi方法去解析设置WIFI

            GattWriteRequest request = WriteRequestEventArgs.GetRequest();
            var size = request.Value.Length;
            // 从缓冲区解包数据
            DataReader rdr = DataReader.FromBuffer(request.Value);
            var buffer = new byte[request.Value.Length];
            rdr.ReadBytes(buffer);

            // 如果Write需要响应，则响应
            if (request.Option == GattWriteOption.WriteWithResponse)
            {
                request.Respond();
            }

            // 定义设置密码格式 n:wifi名称;p:dd666666
            var value = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, buffer.Length);
            SetWifi(value);

SetWifi，这里是用于解析数据格式并且处理持久化和链接WIFI，wifi的格式也是规范好的n:wifi名称;p:WiFi密码，不使用json格式从而减少包的依赖。

        /// <summary>
        /// 设置Wifi持久化
        /// </summary>
        /// <param name="value"></param>
        public static void SetWifi(string value)
        {
            var wifiValue = value.Split(';');
            if (wifiValue.Length > 1)
            {
                // 如果不是wifi配置则跳过
                if (wifiValue[0].StartsWith("n:"))
                {
                    var name = wifiValue[0].Substring(2);
                    var password = wifiValue[1].Substring(2);
                    if (password.Length > 0)
                    {
                        ConfigHelper.SetWifi(value);

                        try
                        {
                            CancellationTokenSource cs = new(60000);
                            var success = WifiNetworkHelper.ConnectDhcp(name, password, requiresDateTime: true, token: cs.Token);

                            Debug.WriteLine("链接WIFI成功");
                        }
                        catch (Exception)
                        {
                            Debug.WriteLine("尝试链接WiFi失败");
                        }
                    }
                }

            }

        }

ConfigHelper则是操作文件将wifi的配置持久化，nanoframework的文件系统默认是I，文件路径则是I:\\Wifi.ini这样就可以将数据持久化了。

    public class ConfigHelper
    {
        private const string WifiName = "I:\\Wifi.ini";

        public static void SetWifi(string value)
        {
            var buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(value);
            var file = File.Exists(WifiName) ? new FileStream(WifiName, FileMode.Open, FileAccess.Write) : File.Create(WifiName);
            file.Write(buffer, 0, buffer.Length);
            file.Close();
        }

        public static WifiModule GetWifi()
        {
            if (File.Exists(WifiName))
            {
                var file = new FileStream(WifiName, FileMode.Open, FileAccess.Read);
                if (file.Length > 0)
                {

                    var bytes = new byte[file.Length];
                    file.Read(bytes, 0, bytes.Length);
                    file.Close();
                    var value = Encoding.UTF8.GetString(bytes, 0, bytes.Length);

                    var wifiValue = value.Split(';');
                    if (wifiValue.Length > 1)
                    {
                        var name = wifiValue[0].Substring(2);
                        var password = wifiValue[1].Substring(2);
                        return new WifiModule
                        {
                            Name = name,
                            Password = password,
                        };
                    }
                }
                file.Close();
            }

            return new WifiModule { Name = null, Password = null };
        }
    }

下面是程序运行的效果

这样就可以动态配置WIFI了，也可以用蓝牙做设备的初始化。

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