Android WiFi 开发

Android中WiFi模块在应用层的开发接口以及使用方法

Android WiFi的扫描、连接、信息、以及WiFi热点等等的实现

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

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）

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

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。

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

5.0系统的开启热点有问题，使用华为p9Android6.0手机测试确实开启不了热点，需要添加write_settings，添加上此权限就可以成功开启了。

// 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；
wifiManager.setWifiEnabled(true);

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：

        // 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。
        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;
        }

3 周围热点扫描

// 开始扫描的接口，其返回值代表操作是否成功
wifiManager.startScan();

扫描结果：广播通知：

// 获取扫描结果
List<ScanResult> 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。

获取wifi热点：

public List<AccessPoint> getWiFiList() {
        List<ScanResult> results = wifiManager.getScanResults();
        List<AccessPoint> aps = new ArrayList<AccessPoint>();
        DecimalFormat df = new DecimalFormat("#.##");
        for (ScanResult result : results) {
            if (TextUtils.isEmpty(result.SSID)) {
                continue;
            }

            AccessPoint accessPoint = new AccessPoint();
            accessPoint.setSsid(result.SSID);
            accessPoint.setBssid(result.BSSID);
            accessPoint.setEncryptionType(result.capabilities);
            try {
                double level = calculateSignalLevel(result.level, 5.0f) / 5.0;
                level = Double.parseDouble(df.format(level));
                accessPoint.setSignalStrength((float) level * 100);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            int networkId = isConfigured(accessPoint);
            if (networkId > -1) {
                accessPoint.setNetworkId(networkId);
            }
            aps.add(accessPoint);
        }
        return aps;
}

public int isConfigured(AccessPoint ap) {
        List<WifiConfiguration> configurations = wifiManager.getConfiguredNetworks();
        if (configurations == null || configurations.size() <= 0) {
            Log.d("WIFIX","Config Aps are empty");
            return -1;
        }

        for (WifiConfiguration configuration : configurations) {
            /**
             * ssid in WifiConfiguration is always like "CCMC",and bssid is always null
             */
            if (configuration.SSID.replace("\"","").trim().equals(ap.getSsid())) {
                return configuration.networkId;
            }
        }
        return -1;
    }

ScanResult类

这个类主要是通过Wifi硬件的扫描来获取一些周边的wifi热点（access point）的信息。该类主要有5个字段，

打印信息如下：

 

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<WifiConfiguration> 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。

5 获取当前wifi连接信息

// 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。

WifiInfo info = wifiManager.getConnectionInfo();

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

通过该类获取一个wifi网络的网络配置，包括安全配置等。它包含6个子类，如下所示：

创建：

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("nopass")) {    
             config.wepKeys[0] = "";    
             config.allowedKeyManagement.set(WifiConfiguration.KeyMgmt.NONE);    
             config.wepTxKeyIndex = 0; 

        } else 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;
    }

2）生成一个networkId

WifiConfiguration config = createConfiguration(ap);

 /**
 * 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addNetwork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。
 */
 int networkId = networkId = wifiManager.addNetwork(config);

3）开始连接

wifiManager.enableNetwork(networkId, true)；

对于已连接过的热点：

// 获取已连接过的热点， 获取到该热点的networkId之后，可直接进行连接
List<WifiConfiguration> configurations = wifiManager.getConfiguredNetworks();

注意：

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

***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();
    }
}

DetailedState系统定义:

android 系统把CONNECTING，AUTHENTICATING，OBTAINING_IPADDR都规为CONNECTING

/*
*  IDLE：空闲
SCANNING：正在扫描
CONNECTING：连接中
AUTHENTICATING：正在进行身份验证...
OBTAINING_IPADDR：正在获取Ip地址
CONNECTED：已连接
SUSPENDED：已暂停
DISCONNECTING：正在断开连接...
DISCONNECTED：已断开
FAILED：失败
BLOCKED：已阻止
VERIFYING_POOR_LINK：暂时关闭（网络状况不佳）
CAPTIVE_PORTAL_CHECK：判断是否需要浏览器二次登录（本人用6.0手机试了，好像不会走到这一步）
*/

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

// 方法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： 
// (1)WifiManager.SUPPLICANT_STATE_CHANGED_ACTION 
// (2)WifiManager.NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION

// 并且断开成功的广播会发送若干次。

wifiManager.disconnect()；

8 遗忘一个已连接过的热点

// 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。
boolean isRemoved = wifiManager.removeNetwork(networkId);

 

DEMO: https://github.com/charlesgrant/WIFIDemo