[ESP32][esp-idf] AP+STA实现无线桥接中转wifi信号路由器

引言：无线中继的主要作用是扩展WiFi信号，扩展WiFi后，令原本覆盖不到WiFi的地方也可以有WiFi，免去布线的烦恼。两个无线路由器桥接到一起，可以实现WiFi信号全覆盖。

实现的功能：WiFi模块能连接路由器，然后手机能连接WiFi模块，然后手机通过WiFi模块连接到路由器，能通过WiFi模块上网。

AP模式，指的无线接入点，创建一个无线网络的模式，家里的路由器就是最好的例子，通俗易懂的理解AP模式就是创造一个wifi然后我们用手机之类的设备去连接wifi，可以参考手机开个热点，可能不一定非常准确但是我们先这样理解

STA模式，每一个连接到热点上的手机都可以称为STA站点，也就是我们的ESP32在STA模式下工作就可以连接路由器发出的wifi

在cfg图形化界面中，输入CONFIG_LWIP_IP_FORWARD，勾选CONFIG_LWIP_IP_FORWARD。
在cfg图形化界面中，输入CONFIG_LWIP_IPV4_NAPT，勾选CONFIG_LWIP_IPV4_NAPT。

配置宏

# Set up wifi hotspot and share network
CONFIG_LWIP_IP_FORWARD=y
CONFIG_LWIP_IPV4_NAPT=y

demo.c代码如下：

#include <string.h>
#include <sys/param.h>#include "esp_event.h"
#include "esp_log.h"
#include "esp_system.h"#include "nvs_flash.h"
#include "esp_wifi.h"
#include "esp_netif.h"
#include "lwip/inet.h"
#include "lwip/lwip_napt.h"// 热点名称 密码  可连接数量
#define AP_WIFI_SSID        "lisun"
#define AP_WIFI_PASS        "xjq12345"
#define AP_MAX_STA_CONN     4// 路由器wifi名称 密码
#define STA_WIFI_SSID       "xjq"
#define STA_WIFI_PASS       "xjq12345"static const char *TAG = "LiSun";static esp_netif_t* _esp_netif_sta = NULL;
static esp_netif_t* _esp_netif_ap = NULL;static void wifi_event_handler(void *arg, esp_event_base_t event_base, int32_t event_id, void *event_data) {if (event_id == WIFI_EVENT_AP_STACONNECTED) {wifi_event_ap_staconnected_t *event = (wifi_event_ap_staconnected_t *)event_data;ESP_LOGI(TAG, "station " MACSTR " join, AID=%d",MAC2STR(event->mac), event->aid);} else if (event_id == WIFI_EVENT_AP_STADISCONNECTED) {wifi_event_ap_stadisconnected_t *event = (wifi_event_ap_stadisconnected_t *)event_data;ESP_LOGI(TAG, "station " MACSTR " leave, AID=%d",MAC2STR(event->mac), event->aid);}
}static void sta_start_handler(void* arg, esp_event_base_t event_base, int32_t event_id, void* event_data) {esp_wifi_connect();
}static void got_ip_handler(void* arg, esp_event_base_t event_base, int32_t event_id, void* event_data) {//No need to log, wifi driver logs automaticallyesp_netif_dns_info_t dns;if (esp_netif_get_dns_info(_esp_netif_sta, ESP_NETIF_DNS_MAIN, &dns) == ESP_OK) {dhcps_dns_setserver((const ip_addr_t *)&dns.ip);ESP_LOGI(TAG, "set dns to:" IPSTR, IP2STR(&dns.ip.u_addr.ip4));}
}static void wifi_init_softap(void)
{wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_register(WIFI_EVENT, ESP_EVENT_ANY_ID, &wifi_event_handler, NULL));wifi_config_t wifi_config = {.ap = {.ssid = AP_WIFI_SSID,.ssid_len = strlen(AP_WIFI_SSID),.password = AP_WIFI_PASS,.max_connection = AP_MAX_STA_CONN,.authmode = WIFI_AUTH_WPA_WPA2_PSK},};if (strlen(AP_WIFI_PASS) == 0)wifi_config.ap.authmode = WIFI_AUTH_OPEN;ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_APSTA));ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(ESP_IF_WIFI_AP, &wifi_config));wifi_config_t cfg1 = {.sta = {.ssid = STA_WIFI_SSID,.password = STA_WIFI_PASS,.threshold = {.rssi=0, .authmode = WIFI_AUTH_WPA2_PSK},.pmf_cfg = {.capable = true,.required = false},},};ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(WIFI_IF_STA, &cfg1));ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_register(WIFI_EVENT, WIFI_EVENT_STA_START, sta_start_handler, NULL));ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());esp_netif_ip_info_t ip_info;esp_netif_get_ip_info(esp_netif_get_handle_from_ifkey("WIFI_AP_DEF"), &ip_info);char ip_addr[16];inet_ntoa_r(ip_info.ip.addr, ip_addr, 16);ESP_LOGI(TAG, "Set up softAP with IP: %s", ip_addr);ESP_LOGI(TAG, "wifi_init_softap finished. SSID:'%s' password:'%s'", AP_WIFI_SSID, AP_WIFI_PASS);
}void app_main(void)
{// Initialize networking stackESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());// Create default event loop needed by the  main appESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());// Initialize NVS needed by Wi-FiESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_init());// Initialize Wi-Fi including netif with default config_esp_netif_ap = esp_netif_create_default_wifi_ap();_esp_netif_sta = esp_netif_create_default_wifi_sta();// Initialise ESP32 in SoftAP modewifi_init_softap();ip_addr_t dnsserver;// Enable DNS (offer) for dhcp serverdhcps_offer_t dhcps_dns_value = OFFER_DNS;dhcps_set_option_info(6, &dhcps_dns_value, sizeof(dhcps_dns_value));// Set custom dns server address for dhcp server 默认跟随路由器 【推荐换成国内DNS】dnsserver.u_addr.ip4.addr = htonl(0xC0A80301);dnsserver.type = IPADDR_TYPE_V4;dhcps_dns_setserver(&dnsserver);#if IP_NAPT// !!! 必须启动sta后再设置，不然ap无网络 !!! Set to ip address of softAP netif (Default is 192.168.4.1)u32_t napt_netif_ip = 0xC0A80401;ip_napt_enable(htonl(napt_netif_ip), 1);
#endif}

ESP32-S3 是一款集成 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE) 的 MCU 芯片，支持远距离模式 (Long Range)。ESP32-S3 搭载 Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器，主频高达 240 MHz，内置 512 KB SRAM (TCM)，具有 45 个可编程 GPIO 管脚和丰富的通信接口。ESP32-S3 支持更大容量的高速 Octal SPI flash 和片外 RAM，支持用户配置数据缓存与指令缓存。

Wi-Fi + Bluetooth 5 (LE)
ESP32-S3 集成 2.4 GHz Wi-Fi (802.11 b/g/n)，支持 40 MHz 带宽；其低功耗蓝牙子系统支持 Bluetooth 5 (LE) 和 Bluetooth Mesh，可通过 Coded PHY 与广播扩展实现远距离通信。它还支持 2 Mbps PHY，用于提高传输速度和数据吞吐量。ESP32-S3 的 Wi-Fi 和 Bluetooth LE 射频性能优越，在高温下也能稳定工作。

丰富的 IO 接口
ESP32-S3 拥有 45 个可编程 GPIO 以及 SPI、I2S、I2C、PWM、RMT、ADC、UART、SD/MMC 主机控制器和 TWAITM 控制器等常用外设接口。其中的 14 个 GPIO 可被配置为 HMI 交互的电容触摸输入端。此外，ESP32-S3 搭载了超低功耗协处理器 (ULP)，支持多种低功耗模式，广泛适用于各类低功耗应用场景。

完善的安全机制
ESP32-S3 为物联网设备提供了完善的安全机制和保护措施，防止各类恶意攻击和威胁。它支持基于 AES-XTS 算法的 flash 加密、基于 RSA 算法的安全启动、数字签名和 HMAC。ESP32-S3 还新增了一个“世界控制器 (World Controller)”模块，提供了两个互不干扰的执行环境，实现可信执行环境或权限分离机制。

支持 AI 加速
ESP32-S3 MCU 增加了用于加速神经网络计算和信号处理等工作的向量指令 (vector instructions)。AI 开发者们通过 ESP-DSP 和 ESP-NN 库使用这些向量指令，可以实现高性能的图像识别、语音唤醒和识别等应用。ESP-WHO 和 ESP-Skainet 也将支持此功能。

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