Wifi sta что это

Вопрос AP mode и STA mode — как правильно переключаться?

Обычно у меня ESP работает в STA mode, но иногда нужно переключить ее (по команде извне) в режим точки доступа — AP mode.

И мне кажется, что я горожу много лишнего, и в связи с этим несколько вопросов.

1) Нужно ли делать [inline]WiFi.disconnect();[/inline] при смене режимов? Так, к сожалению, затирается хранимый в ESP ssid и пароль от STA mode.
Где-то вычитал, что [inline]WiFi.disconnect();[/inline] нужен, если «вы не хотите глушить весь вайфай в радиусе действия вашего девайса» (по памяти, может, не точно). Я не понял, как это и почему это, но решил добавлять [inline]WiFi.disconnect();[/inline]

2) Читал здесь, что объявления [inline]WiFi.mode(WIFI_STA);[/inline] и [inline]WiFi.mode(WIFI_AP);[/inline] не нужны — с ними прекрасно справляются [inline]WiFi.begin();[/inline] и [inline]WiFi.softAP();[/inline]
Правильно ли я понял?

3) Если я в режиме станции, то могу получить разные статусы [inline]WiFi.status()[/inline]. А если я в режиме точки доступа, как я могу в этом убедиться? 0 WL_IDLE_STATUS не очень информативен.

Документация

В общем случае беспроводная локальная сеть (WLAN) относится к беспроводной компьютерной сети. Чаще всего WLAN приравнивается с реализацией, заданной группой IEEE ® 802.11™ стандартов, и выпускался под брендом как Wi-Fi ® Союзом Wi-Fi. Союз Wi-Fi сертифицирует функциональную совместимость между устройствами IEEE 802.11 от различных производителей. С WLAN Toolbox™ можно смоделировать стандартизированные реализации IEEE 802.11 медосмотра WLAN слоев среднего управления доступом (MAC) и (PHY). Можно также исследовать изменения на реализациях для будущей эволюции стандарта.

• Сетевая архитектура
• Стек протокола WLAN
• Обмен сообщениями WLAN
• Эволюция физического уровня

Сетевая архитектура

IEEE 802.11 задает сетевую архитектуру. В IEEE 802.11 группа станций (STAs) в заданной зоне охвата и с соответствующей ассоциацией друг другу формирует основную услугу установлена (BSS). BSS является основой для 802,11 сетевой архитектуры. Область основной услуги (BSA) задает область, содержащую STAs в BSS. STAs может быть сопоставлен в наложении BSSs. В терминах мобильности, STAs или фиксируются, портативные, или мобильные. Любой совместимый STA может служить точкой доступа (AP).

Этот рисунок изображает компоненты WLAN и сетевую архитектуру, созданную от BSSs.

• Независимый BSS (IBSS) описывает STAs, связывающийся непосредственно друг с другом оперативным способом. IBSS не имеет никакой связи с соединенной проводом сетью.
• BSS инфраструктуры описывает STAs, сопоставленный с центральным STA, который управляет BSS. Центральный STA упоминается как точка доступа (AP). Это развертывание обычно используется в доме, офисе и сетевых установках горячей точки. Вообще говоря, AP соединяется с помощью беспроводных технологий со связанным STAs и соединен к Интернету. Эта связь позволяет сопоставленному STAs связаться вне локального BSS. APS также с помощью беспроводных технологий служит STAs в BSA, обеспечивая интернет-соединение для тех STAs.
• Распределенные системы (DS) соединяют инфраструктуру BSSs через их APS. Обычно магистраль DS является 802,3 LAN Ethernet.
• Продленное обслуживание установлено (ESS) описывает набор инфраструктуры BSSs, соединенный DS. В ESS APS связывается между собой, чтобы передать трафик от одного BSS до другого и упростить перемещение мобильной станции от одного BSS до другого.

Стек протокола WLAN

Взаимодействующая эталонная модель, показанная здесь, включает подмножество сетевых компонентов, сопоставленных со слоем канала передачи данных (DLL) и физическим уровнем (PHY). Разделите 4.9.2 из [2], описывает взаимодействующую эталонную модель для 802,11. Среднее управление доступом (MAC) является подуровнем DLL.

Эти 802,11 стандарта фокусируются на MAC и PHY в целом. Функциональность WLAN Toolbox фокусируется на физическом среднем зависимом (PMD) и подуровнях процедуры сходимости физического уровня (PLCP) PHY, подуровне MAC и их интерфейсах.

Обмен сообщениями WLAN

Данными и сообщениями управляющей информации обмениваются между слоями стека протокола в отдельном STA и между равноправными слоями в передаче STAs.

• Данными и управляющей информацией, которой обмениваются между равноправными слоями STA, является protocol information transfers. См. (A-) MPDU и PPDU в фигуре.
• Данными и управляющей информацией, которой обмениваются между слоями в STA, является service information transfers. См. MSDU и PSDU в фигуре.

Функциональность WLAN Toolbox фокусируется на MAC и реализациях PHY. А именно, тулбокс моделирует обмен PPDUs между коллегами PHY и обмен MPDUs или A-MPDUs между коллегами MAC. Сообщения, которыми обмениваются между слоями стека протокола, кратко описаны здесь. Для получения дополнительной информации об этих сообщениях см. [2].

Сообщение	Описание
MSDU — Модуль эксплуатационных данных MAC	Сообщения, что информация о передаче между слоем управления логической ссылкой (LLC) и слоем MAC в STA
MPDU или A-MPDU — Модуль данных о протоколе MAC или агрегированный модуль данных о протоколе MAC	Сообщения, что информация о передаче между слоем MAC взаимодействует в передаче STAs
PSDU — Модуль эксплуатационных данных PLCP	Сообщения, что информация о передаче между слоями MAC и PHY в STA
PPDU — Модуль данных о протоколе PLCP	Сообщения, что информация о передаче между слоем PHY взаимодействует в передаче STAs

Этот рисунок показывает различие между этими модулями данных о сообщении WLAN для неагрегированной системы координат MAC.

Примечание

В отношении PSDU SDU PLCP условий и SDU PHY появляются в 802,11 стандартах. PLCP является подуровнем процедуры сходимости физического уровня PHY. Никакое различие не сделано, когда термины используются между слоями.

Эволюция физического уровня

Стандартизированная реализация IEEE 802.11 WLAN развилась начиная с ее первого релиза в 1 997. Сегодня, это развертывается во всем мире в нелицензированных областях спектра радиочастоты. Начиная с первого релиза 802,11 стандарта прогрессировали, чтобы включать несколько реализаций физического уровня и гарантировали обратную совместимость существующими версиями. В зависимости от времени максимальная достижимая скорость передачи данных передачи выросла от 1 мегабита в секунду (Мбит/с) почти к 7 гигабитам в секунду (Гбит/с).

WLAN Toolbox оказывает нативную поддержку для различных 802,11 стандартных версий, перечисленных здесь. Тулбокс фокусируется на слоях PHY и MAC и позволяет адаптации стандартизированной функциональности исследовать пользовательские реализации.

Основная частота (GHz)

Пропускная способность (МГц)

Максимальная пропускная способность (Мбит/с)

802.11b и 802.11a 2,4 ГГц

MIMO, до четырех потоков

1760 (SC), 2640 (OFDM)

Единый поток MIMO с beamforming

20, 40, 80, 160, 80+80

DL MU-MIMO до восьми потоков

DL MU-MIMO до четырех потоков

20, 40, 80, 160, 80+80

UL и DL MU-MIMO до восьми потоков

Развертывание и коммерческое внедрение выросли с увеличенными скоростями передачи данных, предлагаемыми 802.11b прямая последовательность распространила спектр (DSSS) с модуляцией CCK (CCK). В то время компании начали предлагать 802.11b продукты и системы для WLAN.

802.11a поправка увеличила скорости передачи данных путем представления физического уровня ортогонального мультиплексирования деления частоты (OFDM). Однако OFDM был развернут на уровне только 5 ГГц, таким образом, внедрение было медленным. Немного позже Федеральная комиссия по связи (FCC) позволила использование OFDM на уровне 2,4 ГГц.

Принятие поправки 802.11g предложило возможность управлять PHY, заданным 802.11a на уровне 2,4 ГГц с обратной совместимостью к 802.11b PHY.

С 802.11n, увеличение скорости передачи данных произошло посредством расширенной пропускной способности канала и допуска до четырех потоков ввода/вывода.

Для 802.11ac более широкие каналы и до восьми потоков ввода/вывода предлагают более высокую максимальную пропускную способность. Эта увеличенная возможность пропускной способности позволяет пользователям передать видео потоком к мобильным устройствам дома или в общедоступных мобильных горячих точках.

802.11ad поправка задает операцию в полосе на 60 ГГц.

802.11ah поправка использует sub-1-GHz частоты (нелицензированные полосы на 900 МГц), чтобы предоставить расширенный спектр и имеет низкое потребление энергии, чтобы поддержать концепции, включающие Интернет вещей (IoT).

802.11ax поправка вводит ортогональное деление частоты несколько получают доступ (OFDMA), чтобы повысить полную спектральную эффективность и квадратурную амплитудную модуляцию с 1024 точками высшего порядка (1024-QAM) поддержка увеличенной пропускной способности. Спрос на пропускную способность продолжает расти, и рабочие группы IEEE 802.11 продолжают совершенствовать стандарты, чтобы повысить потолок пропускной способности.

Для истории IEEE 802.11 и контролировать действия рабочей группы, консультируйтесь с веб-сайтом IEEE.

Ссылки

[1] IEEE 802.11™: беспроводная LAN.

[2] Станд. IEEE 802.11™-2016 Стандарт IEEE для Информационных технологий — Телекоммуникаций и обмена информацией между системами — Локальными сетями и городскими компьютерными сетями — Конкретными требованиями — Часть 11: Беспроводное Среднее управление доступом (MAC) LAN и Физический уровень (PHY) Спецификации.

[3] Станд. IEEE 802.11ac™-2013 Стандарт IEEE для Информационных технологий — Телекоммуникаций и обмена информацией между системами — Локальными сетями и городскими компьютерными сетями — Конкретными требованиями — Часть 11: Беспроводное Среднее управление доступом (MAC) LAN и Физический уровень (PHY) Спецификации — Поправка 4: Улучшения для Очень Высокой Пропускной способности для Операции в Полосах ниже 6 ГГц.

[4] Станд. IEEE 802.11ad™-2012 Стандарт IEEE для Информационных технологий — Телекоммуникаций и обмена информацией между системами — Локальными сетями и городскими компьютерными сетями — Конкретными требованиями — Часть 11: Беспроводное Среднее управление доступом (MAC) LAN и Физический уровень (PHY) Спецификации — Поправка 3: Улучшения для Очень Высокой Пропускной способности в Полосе на 60 ГГц.

[5] Станд. IEEE 802.11ah™-2016 Стандарт IEEE для Информационных технологий — Телекоммуникаций и обмена информацией между системами — Локальными сетями и городскими компьютерными сетями — Конкретными требованиями — Часть 11: Беспроводное Среднее управление доступом (MAC) LAN и Физический уровень (PHY) Спецификации — Поправка 2: Лицензия Sub 1 ГГц Освобожденная Операция.

[6] Станд. IEEE Черновой Стандарт P802.11ax™/D3.1 для Информационных технологий — Телекоммуникаций и обмена информацией между системами — Локальными сетями и городскими компьютерными сетями — Конкретными требованиями — Часть 11: Беспроводное Среднее управление доступом (MAC) LAN и Физический уровень (PHY) Спецификации — Поправка 6: Улучшения для Высокой эффективности WLAN.

[7] Perahia, E. и Р. Стейси. Беспроводная LAN следующего поколения: 802.11n и 802.11ac. 2-й выпуск. Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета, 2013.

Похожие темы

• Создайте объекты настройки
• Генерация сигналов
• Модели канала WLAN
• Пакетное восстановление
• Пакетная структура WLAN

Внешние веб-сайты

ESP8266 Урок 14. Wi-Fi. Режим STA (Станция)

Ну вот, наконец-то, дошли мы до той темы, к которой стремились и ради чего начинался цикл уроков по контроллерам ESP8266 — это приём и передача данных при помощи возможностей ESP8266 по беспроводной сети Wi-Fi.

Я думаю, что все знают, что это за тип сети и для чего она применяется.

Напомню лишь, что Wi-Fi — это протокол передачи данных, осуществляемой без применения проводов, физического уровня.

Как именно передаются данные по сети и как они подготавливаются, как заворачиваются в протоколы различного уровня, мы также очень хорошо знаем. Кто не помнит, напомню — смотрите уроки 40, 41, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52 по программированию контроллеров AVR, а также аналогичные уроки по контроллерам STM32. В данных уроках мы очень подробно рассмотрели многие протоколы всех уровней модели OSI. Те же самые протоколы будут использоваться и здесь, причём нам особо не придётся их программировать вручную, но знать, как они устроены, для чего нужны, мы обязаны, чтобы избежать ошибок при передаче данных, а также, если они и возникнут, то оперативно их устранить. И рассмотренных нами протоколов нам не потребуется протокол физического уровня Ethernet, его заменит протокол Wi-Fi.

Мы пока подробно не будем изучать протокол Wi-Fi, так как с ним работает наш контроллер аппаратно, но режимы работы мы должны знать. И знакомится с их разновидностями мы будем постепенно.

А пока мы должны знать, что наш контроллер ESP8266 поддерживает три основных режима работы — станция (Station mode или кратко STA), программная точка доступа (SoftAP), а также смешанный — Station + SoftAP.

Самым простым из этих режимов является первый — режим станции.

Режим станции (STA) — это такой режим, в котором контроллер не создает собственную сеть, а подключается к любой существующей сети Wi-Fi, например, к существующей локальной сети или к другому устройству, работающему в режиме точки доступа (AP).

На данном уроке мы настроим режим станции и попробуем подключиться к существующей точке доступа, например к роутеру, который раздаёт Wi-Fi по дому. Роутер от просто точки доступа отличается тем, что трафик, идущий от станций, подключенных к нему, он транслирует во внешнюю сеть и наоборот.

Пока воспользуемся возможностями SDK, то есть не будем лезть глубоко в дебри аппаратной части. Всему своё время.

Схема у нас будет простейшая — отладочная плата, подключенная к USB компьютера

Весь процесс соединения с точкой доступа и вхождение в различные стадии соединения мы будем отслеживать с помощью терминальной программы с помощью UART.

Проект наш выполнен из проекта прошлого урока с именем OS_TIMER и назван WIFI_STA.

Откроем наш проект в Eclipse и в файле main.c подключим библиотеку для работы с UART

NodeMCU (Lua) — Wi-Fi

Начиная свое знакомство с микроконтроллером ESP8266, первым делом захочется подключиться к Wi-Fi и попробовать сетевые возможности данного микроконтроллера. Для работы с Wi-Fi в NodeMCU существует специальный модуль, который так и называется WiFi module. Данный модуль позволяет устанавливать различные режимы работы и настраивать подключения к Wi-Fi сети.

Существует три режима работы Wi-Fi в ESP8266

1. Клиент. (STA)
2. Точка доступа. (AP)
3. Совмещенный режим. (STA + AP)
4. Wi-Fi выключен.

Клиент

Один из самых часто используемый режимов работы это режим клиента. Для того чтобы подключиться достаточно несколько строк кода, где нужно указать SSID и пароль вашей Wi-Fi сети.

cfg = > cfg.ssid = "MY-NET" -- SSID cfg.pwd = "myPassword" -- пароль cfg.save = false -- не сохранять настройки (по умолчанию true) wifi.setmode(wifi.STATION) -- выбор режима wifi.sta.config(cfg) -- установка настроек и подключения к Wi-Fi 

Точка доступа

В режиме точки доступа, ESP8266 создает свою собственную сеть, к которой могут присоединиться другие устройства (телефон, ПК и т.д). Максимальное количество устройств, которые могут быть одновременно подключены — пять. Данный режим часто используется как промежуточный этап перед подключением ESP8266 к WiFi в режиме клиента. Например, для первоначальной настройки.

cfg= ssid="NODE-XXXXXX", pwd="password" > wifi.setmode(wifi.SOFTAP) wifi.ap.config(cfg) 

Если пароль не указывать, то будет создана открытая точка. При подключении, ESP8266 по умолчании выдается ip адрес 192.168.4.1, а клиенту 192.168.4.2

Совмещенный режим

Совмешенный режим Station + AP, когда ESP8266 создает свою собственную сеть и одновременно подключается к другой сети.

. Имейте ввиду что при использовании совмещенного режима используется один и тот же канал для обеих сетей, поскольку ESP8266 может прослушивать только один канал.

cfg_ap= ssid="NODE-XXXXXX", pwd="password" > cfg_sta= ssid="NET", pwd="password" > wifi.setmode(wifi.STATIONAP) wifi.ap.config(cfg_ap) wifi.sta.config(cfg_sta) 

События

Для отслеживания различных событий существую функция callback на которую можно подписаться.

wifi.eventmon.register(wifi.eventmon.STA_CONNECTED, function(T) print("STA_CONNECTED") -- вызовется при подключении к сети dofile('my_script.lua') end) wifi.eventmon.register(wifi.eventmon.STA_DISCONNECTED, function(T) print("STA_DISCONNECTED") -- вызовется при отключении от сети end 

Например, если ваш скрипт передает данные на сервер, то пока подключение с сетью не будет установлено, нет смысла запускать ваш скрипт раньше.

Событие вызывается каждый раз при подключении или отключении от сети (в зависимости на какое событие вы подписались), это нужно учитывать в вашем коде.

Поиск сетей

Чтобы иметь возможность сканировать доступные сети, в модули существует функция wifi.sta.getap(), но доступ к этой функция есть только в режиме клиента или совмещенный. При попытки запустить ее из режима точки доступа, выдаст ошибку с предупреждением.

function listap(t) -- callback функция for k,v in pairs(t) do -- разбираем таблицу print(k.." : "..v) -- выводим значения в консоль end end wifi.sta.getap(1, listap) -- 1 это формат данных возвращаемой таблицы 

Сегодня я постарался написать об основных функциях которые потребуются для работы ESP8266 с Wi-Fi сетями, о других возможностях Wi-Fi модуля можно узнать если внимательно изучить документацию.