Android WiFi 開發

Android中WiFi模塊在應用層的開發接口以及使用方法

Android WiFi的掃描、連接、信息、以及WiFi熱點等等的實現

涉及到的類

• WifiManager ——入口類，Wifi相關的所有操作均通過此類
• WifiConfiguration——進行熱點連接時，通過該類為熱點創建一個配置，並由WifiManager以此配置生成一個networkId，后開始連接；此外，也用於表示一個已連接的熱點在本地的記錄
• WifiInfo——表示當前的wifi網絡連接信息
• ScanResult——掃描到的熱點信息類，每一個對象代表一個掃描到的熱點，其中包括若干該熱點信息

涉及到的廣播

• WifiManager.WIFI_STATE_CHANGED_ACTION ——wifi開關變化廣播
• WifiManager.SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION——熱點掃描結果通知廣播
• WifiManager.SUPPLICANT_STATE_CHANGED_ACTION——熱點連接結果通知廣播
• WifiManager.NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION——網絡狀態變化廣播（與上一廣播協同完成連接過程通知）

相關屬性及概念

• networkId——連接某個wifi熱點時，系統會為該熱點生成一個networkId，在同一設備上，不同熱點的networkId是唯一的，通常情況下為大於0的整數，在某些設備上，恢復出廠后連接的第一個熱點networkId為0
• ssid——wifi熱點名稱，可重復
• bssid——類似於mac地址，但並不是路由器的mac地址，與ssid一起可作為熱點的唯一標識，同時該屬性每個熱點唯一不重復
• 親屬熱點——（本文設定概念）ssid相同，但bssid不同的所有熱點，互為親屬熱點，android設備會將ssid相同的所有親屬熱點當做一個熱點進行處理

熱點加密類型

目前，常見及需要處理的熱點，包括以下3大類：

• open——開放型網絡，即無加密，可直接連接
• wep——采用wep加密類型的熱點，已過時，不安全，容易被破解，目前使用率已不足10%
• wpa/wpa2——目前使用最廣泛，相對最安全，破解難度最大的加密類型

wps（wifi protected setup）：是為了進一步增強wpa熱點及簡化連接過程的技術，不屬於加密類型。

開發細節

1 獲取WifiManager入口類實例：

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

2 打開及關閉wifi

5.0系統的開啟熱點有問題，使用華為p9Android6.0手機測試確實開啟不了熱點，需要添加write_settings，添加上此權限就可以成功開啟了。

// true表示打開wifi開關，false表示關閉;
// 該方法的返回值僅代表操作是否成功，不代表wifi狀態的變化；
wifiManager.setWifiEnabled(true);

通過監聽廣播WifiManager.WIFI_STATE_CHANGED_ACTION ，來判斷真正的wifi開關變化,該廣播帶有一個int型的值來表示wifi狀態：

        // 可以看到，該操作其實是一個異步操作，一般耗時在1~3秒之間。
        int wifistate = intent.getIntExtra(WifiManager.EXTRA_WIFI_STATE, WifiManager.WIFI_STATE_DISABLED);
        switch (wifistate) {
            case WifiManager.WIFI_STATE_DISABLED:
                //wifi已關閉
                break;
            case WifiManager.WIFI_STATE_ENABLED:
                //wifi已打開
                break;
            case WifiManager.WIFI_STATE_ENABLING:
                //wifi正在打開
                break;
            default:
                break;
        }

3 周圍熱點掃描

// 開始掃描的接口，其返回值代表操作是否成功
wifiManager.startScan();

掃描結果：廣播通知：

// 獲取掃描結果
List<ScanResult> results = wifiManager.getScanResults();

// 一般在主動調用startScan之后，大概2秒左右
// 會收到WifiManager.SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION)廣播通知，該廣播包括一個boolean型的額外參數：

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

// 上面的值表示，掃描結果是否已可用，若可用，則可以使用getScanResults獲取結果，在結果沒有就緒之前，會返回null。

一般系統本身會調用startScan接口，而該操作相對比較耗電，因此在應用中要酌情使用，並不需要頻繁調用。

獲取wifi熱點：

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類

這個類主要是通過Wifi硬件的掃描來獲取一些周邊的wifi熱點（access point）的信息。該類主要有5個字段，

打印信息如下：

 

4 獲取已連接過的熱點

// 所有已經連接過的熱點，都會存在本地一個文件中,一般路徑為/data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf(查看需root）,而在程序中獲取則通過以下接口：

List<WifiConfiguration> configurations = wifiManager.getConfiguredNetworks();

獲取到的WiFiConfiguration對象中，只有ssid和networkId是一定有的，可以用於直接連接該熱點，其他信息如bssid，密鑰等信息基本都是空的。

5 獲取當前wifi連接信息

// 該對象代表當前已連接的熱點，信息，無連接時返回null;
// 該對象可獲取包括ssid，bssid，networkId等信息;
// 而ssid是包括了雙引號的，如“CCMC”，在之前的掃描結果ScanResult中，ssid並不帶雙引號。

WifiInfo info = wifiManager.getConnectionInfo();

6 連接指定熱點

連接一個未連接過的熱點時，需3步： 
1）創建一個配置：WifiConfiguration

通過該類獲取一個wifi網絡的網絡配置，包括安全配置等。它包含6個子類，如下所示：

創建：

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）生成一個networkId

WifiConfiguration config = createConfiguration(ap);

 /**
 * 一般情況下，對一個已經連接過的熱點（本地有連接記錄），進行addNetwork操作時，在api21及以上會返回一個小於0的networkId。
     此時，進行下一步連接是沒有意義的，獲得一個小於0的networkId已經表示連接失敗。
 */
 int networkId = networkId = wifiManager.addNetwork(config);

3）開始連接

wifiManager.enableNetwork(networkId, true)；

對於已連接過的熱點：

// 獲取已連接過的熱點， 獲取到該熱點的networkId之后，可直接進行連接
List<WifiConfiguration> configurations = wifiManager.getConfiguredNetworks();

注意：

如嘗試一個新密碼，因為即使使用了錯誤的密碼連接，系統還是會為本次連接生成一個本地記錄，則必須在一開始，將本地記錄remove掉

***連接結果通過兩個廣播反饋：WifiManager.NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION和WifiManager.SUPPLICANT_STATE_CHANGED_ACTION

其中，密碼錯誤的結果通知需通過第二個廣播判斷：

int error = intent.getIntExtra(WifiManager.EXTRA_SUPPLICANT_ERROR, 0);
if (WifiManager.ERROR_AUTHENTICATING == error) {
   //密碼錯誤,認證失敗
}

其他結果均通過第一個廣播接收：

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系統定義:

android 系統把CONNECTING，AUTHENTICATING，OBTAINING_IPADDR都規為CONNECTING

/*
*  IDLE：空閑
SCANNING：正在掃描
CONNECTING：連接中
AUTHENTICATING：正在進行身份驗證...
OBTAINING_IPADDR：正在獲取Ip地址
CONNECTED：已連接
SUSPENDED：已暫停
DISCONNECTING：正在斷開連接...
DISCONNECTED：已斷開
FAILED：失敗
BLOCKED：已阻止
VERIFYING_POOR_LINK：暫時關閉（網絡狀況不佳）
CAPTIVE_PORTAL_CHECK：判斷是否需要瀏覽器二次登錄（本人用6.0手機試了，好像不會走到這一步）
*/

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 斷開當前wifi連接

// 方法返回值代表當前操作是否成功，操作的最終結果，會在兩個廣播中有所反饋： 
// (1)WifiManager.SUPPLICANT_STATE_CHANGED_ACTION 
// (2)WifiManager.NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION

// 並且斷開成功的廣播會發送若干次。

wifiManager.disconnect()；

8 遺忘一個已連接過的熱點

// 返回值代表操作是否成功，該操作在api21以上的系統中，成功率在10%以下，在api21以下，基本都可以成功； 
// 可以通過反復進行此操作來提高成功率，但效果不大。
boolean isRemoved = wifiManager.removeNetwork(networkId);

 

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