Android WiFi模块功能开发

一 概要

本文介绍了Android中WiFi模块在应用层的开发接口以及使用方法，包括一些常见问题的处理建议，最后会提供一个github工程作为参考Demo。

二 相关概念介绍

1 涉及到的类

• WifiManager ——入口类，Wifi相关的所有操作均通过此类
• WifiConfiguration——进行热点连接时，通过该类为热点创建一个配置，并由WifiManager以此配置生成一个networkId，后开始连接；此外，也用于表示一个已连接的热点在本地的记录
• WifiInfo——表示当前的wifi网络连接信息
• ScanResult——扫描到的热点信息类，每一个对象代表一个扫描到的热点，其中包括若干该热点信息

AccessPoint：本文定义对象，方便描述和讲解，结构如下：

public class AccessPoint {
    private String ssid;
    private String bssid;
    private String password;
    private float signalStrength;  // 0~100
    private String encryptionType;
    private int networkId;
    /**
     * aps are relative AccessPoints who share the same ssid while different bssid
     * we will treat them as one hotspot
     */
    private ArrayList relativeAPs;
}

2 涉及到的广播

• WifiManager.WIFI_STATE_CHANGED_ACTION ——wifi开关变化广播
• WifiManager.SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION——热点扫描结果通知广播
• WifiManager.SUPPLICANT_STATE_CHANGED_ACTION——热点连接结果通知广播
• WifiManager.NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION——网络状态变化广播（与上一广播协同完成连接过程通知）

3 相关属性及概念

• networkId——连接某个wifi热点时，系统会为该热点生成一个networkId，在同一设备上，不同热点的networkId是唯一的，通常情况下为大于0的整数，在某些设备上，恢复出厂后连接的第一个热点networkId为0
• ssid——wifi热点名称，可重复
• bssid——类似于mac地址，但并不是路由器的mac地址，与ssid一起可作为热点的唯一标识，同时该属性每个热点唯一不重复
• 亲属热点——（本文设定概念）ssid相同，但bssid不同的所有热点，互为亲属热点，android设备会将ssid相同的所有亲属热点当做一个热点进行处理

4 热点加密类型

目前，常见及需要处理的热点，包括以下3大类：

• open——开放型网络，即无加密，可直接连接
• wep——采用wep加密类型的热点，已过时，不安全，容易被破解，目前使用率已不足10%
• wpa/wpa2——目前使用最广泛，相对最安全，破解难度最大的加密类型

wps（wifi protected setup）：是为了进一步增强wpa热点及简化连接过程的技术，不属于加密类型。

三 开发细节

1 获取WifiManager入口类实例：

wifiManager = (WifiManager) context
                    .getSystemService(Context.WIFI_SERVICE);

2 打开及关闭wifi

wifiManager.setWifiEnabled(true)

true表示打开wifi开关，false表示关闭，该方法的返回值仅代表操作是否成功，不代表wifi状态的变化；
通过监听广播WifiManager.WIFI_STATE_CHANGED_ACTION ，来判断真正的wifi开关变化,该广播带有一个int型的值来表示wifi状态：

int wifistate = intent.getIntExtra(WifiManager.EXTRA_WIFI_STATE,
                WifiManager.WIFI_STATE_DISABLED);
        switch (wifistate) {
            case WifiManager.WIFI_STATE_DISABLED:
                //wifi已关闭
                break;
            case WifiManager.WIFI_STATE_ENABLED:
                //wifi已打开
                break;
            case WifiManager.WIFI_STATE_ENABLING:
                //wifi正在打开
                break;
            default:
                break;
        }

可以看到，该操作其实是一个异步操作，一般耗时在1~3秒之间。

3 周围热点扫描

wifiManager.startScan()

以上方法为开始扫描的接口，其返回值代表操作是否成功，扫描结果通过另外一个接口获取：

List results = wifiManager.getScanResults();

一般在主动调用startScan之后，大概2秒左右，会收到WifiManager.SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION)广播通知，该广播包括一个boolean型的额外参数：

boolean isScanned = intent.getBooleanExtra(WifiManager.EXTRA_RESULTS_UPDATED, true);

上面的值表示，扫描结果是否已可用，若可用，则可以使用getScanResults获取结果，在结果没有就绪之前，会返回null。

一般系统本身会调用startScan接口，而该操作相对比较耗电，因此在应用中要酌情使用，并不需要频繁调用。

4 获取已连接过的热点

所有已经连接过的热点，都会存在本地一个文件中,一般路径为/data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf(查看需root）,而在程序中获取则通过以下接口：

List configurations = wifiManager.getConfiguredNetworks();

获取到的WiFiConfiguration对象中，只有ssid和networkId是一定有的，可以用于直接连接该热点，其他信息如bssid，密钥等信息基本都是空的。（如何直接连接热点，下文叙述）

5 获取当前wifi连接信息

WifiInfo info = wifiManager.getConnectionInfo();

该对象代表当前已连接的热点，信息，无连接时返回null；
该对象可获取包括ssid，bssid，networkId等信息，而ssid是包括了双引号的，如“CCMC”，在之前的扫描结果ScanResult中，ssid并不带双引号。

6 连接指定热点

连接一个未连接过的热点时，需3步：
1）创建一个配置：WifiConfiguration

    public WifiConfiguration createConfiguration(AccessPoint ap) {
        String SSID = ap.getSsid();
        WifiConfiguration config = new WifiConfiguration();
        config.SSID = "\"" + SSID + "\"";

        String encryptionType = ap.getEncryptionType();
        String password = ap.getPassword();
        if (encryptionType.contains("wep")) {
            /**
             * special handling according to password length is a must for wep
             */
            int i = password.length();
            if (((i == 10 || (i == 26) || (i == 58))) && (password.matches("[0-9A-Fa-f]*"))) {
                config.wepKeys[0] = password;
            } else {
                config.wepKeys[0] = "\"" + password + "\"";
            }
            config.allowedAuthAlgorithms
                    .set(WifiConfiguration.AuthAlgorithm.SHARED);
            config.allowedAuthAlgorithms.set(WifiConfiguration.AuthAlgorithm.OPEN);
            config.allowedKeyManagement.set(WifiConfiguration.KeyMgmt.NONE);
            config.wepTxKeyIndex = 0;
        } else if (encryptionType.contains("wpa")) {
            config.preSharedKey = "\"" + password + "\"";
            config.allowedKeyManagement.set(WifiConfiguration.KeyMgmt.WPA_PSK);
        } else {
            config.allowedKeyManagement.set(WifiConfiguration.KeyMgmt.NONE);
        }
        return config;
    }

*网上流传多处创建configuration的代码，但大都未经过验证，以上代码已经经过了线上版本测试，准确可用。
判断加密类型的方式，可以优化，本处仅示例。*
2）生成一个networkId

 WifiConfiguration config = createConfiguration(ap);

        /**
         * networkId is bigger than 0 in most time, 0 in few time and smaller than 0 in no time
         */
 int networkId = networkId = wifiManager.addNetwork(config);

一般情况下，对一个已经连接过的热点（本地有连接记录），进行以上操作时，在api21及以上会返回一个小于0的networkId，此时，进行下一步连接是没有意义的，获得一个小于0的networkId已经表示连接失败。

3）开始连接

wifiManager.enableNetwork(networkId, true)

对于已经连接过的热点，通过小项4 中的方式，获取到该热点的networkId之后，可直接进行第三步的连接，无需1）2）；
若有必要进行12步（如尝试一个新密码，因为即使使用了错误的密码连接，系统还是会为本次连接生成一个本地记录），则必须在一开始，将本地记录remove掉，remove操作将在下文介绍。

连接结果通过两个广播反馈：WifiManager.NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION和WifiManager.SUPPLICANT_STATE_CHANGED_ACTION

其中，密码错误的结果通知需通过第二个广播判断：

 int error = intent.getIntExtra(WifiManager.EXTRA_SUPPLICANT_ERROR, 0);
            if (WifiManager.ERROR_AUTHENTICATING == error) {
                //密码错误,认证失败
            }

其他结果均通过第一个广播接收：

if (intent.getAction().equals(WifiManager.NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION)) {
            NetworkInfo info = intent.getParcelableExtra(WifiManager.EXTRA_NETWORK_INFO);
            if (null != info) {
                NetworkInfo.DetailedState state = info.getDetailedState();
            }
}

public enum DetailedState {
        /** Ready to start data connection setup. */
        IDLE,
        /** Searching for an available access point. */
        SCANNING,
        /** Currently setting up data connection. */
        CONNECTING,
        /** Network link established, performing authentication. */
        AUTHENTICATING,
        /** Awaiting response from DHCP server in order to assign IP address information. */
        OBTAINING_IPADDR,
        /** IP traffic should be available. */
        CONNECTED,
        /** IP traffic is suspended */
        SUSPENDED,
        /** Currently tearing down data connection. */
        DISCONNECTING,
        /** IP traffic not available. */
        DISCONNECTED,
        /** Attempt to connect failed. */
        FAILED,
        /** Access to this network is blocked. */
        BLOCKED,
        /** Link has poor connectivity. */
        VERIFYING_POOR_LINK,
        /** Checking if network is a captive portal */
        CAPTIVE_PORTAL_CHECK
    }

7 断开当前wifi连接

wifiManager.disconnect()

以上接口返回值代表当前操作是否成功，操作的最终结果，会在两个广播中有所反馈：
WifiManager.SUPPLICANT_STATE_CHANGED_ACTION
WifiManager.NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION

并且断开成功的广播会发送若干次。

8 遗忘一个已连接过的热点

boolean isRemoved = wifiManager.removeNetwork(networkId)

返回值代表操作是否成功，该操作在api21以上的系统中，成功率在10%以下，在api21以下，基本都可以成功；
可以通过反复进行此操作来提高成功率，但效果不大。

四 Sample地址

https://github.com/FreeTotoro/SampleForWiFi