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网络配置

fastbee大约 11 分钟

网络配置

概述: 网络配置模块管理设备的网络连接,支持 WiFi AP/STA 双模、mDNS 域名访问(fastbee.local)、静态 IP 配置。full 版额外支持以太网(W5500)、4G 蜂窝(EC801E)、LoRa 网关(E22)等多种联网方式。所有网络配置存储在 /config/network.json 中,首次启动自动进入 AP 模式供配网。

本文说明 FastBee-Arduino 的网络配置页面、data/config/network.json 配置文件，以及当前支持的各类联网方式。

当前网络管理以 networkType 决定物理联网通道：

networkType联网方式典型硬件适用场景说明
0WiFiESP32 内置 WiFi默认推荐、普通局域网、首次配网支持 STA 或 AP 模式
1以太网W5500 SPI 转以太网模块固定安装、弱 WiFi 环境、低延迟局域网需要启用以太网编译开关
24G 蜂窝EC801E-CN 模块无有线/无线局域网的现场部署通过 UART 和 APN 接入运营商网络
3LoRa 网关透传E22-400T22D + LoRa 网关远距离、低带宽、网关集中转发ESP32 不直接建立 TCP，由网关代理转发

说明：精简构建通常只保留 WiFi；W5500、4G、LoRa 由 FASTBEE_ENABLE_ETHERNET、FASTBEE_ENABLE_CELLULAR、FASTBEE_ENABLE_LORA 控制，完整构建如 esp32s3-F16R8 才适合启用全部联网方式。

界面预览

网络配置页面按基础、热点和高级配置拆分。现场修改前先确认当前 IP 和连接状态，修改 STA/AP、静态 IP 或联网方式后通常需要等待网络重连。

网络基础配置
网络基础配置
热点配置
热点配置
网络高级配置
网络高级配置

联网配置建议按下图排查：先确认设备启动和已保存配置，再观察 STA 联网、AP 回退、IP 获取和协议上线状态。

网络配置与 AP 回退流程
网络配置与 AP 回退流程

配置入口

Web 界面路径：网络设置

主要配置保存到：

data/config/network.json

常用 API：

API用途
GET /api/network/config读取网络配置
PUT /api/network/config保存网络配置
GET /api/network/status读取当前网络状态
GET /api/network/scan扫描附近 WiFi

保存配置后，如果修改了联网方式、WiFi 模式、SSID 或 IP 类型，系统会标记需要重启网络。前端会提示等待设备重新连接。

首次配网与 AP 回退

设备首次启动或 STA 无法连接时，会进入 AP 热点模式，便于继续访问 Web 管理界面。

默认 AP 参数：

字段说明默认值
apSSID热点名称fastbee-ap
apPassword热点密码12345678 或配置文件中的值
apChannelWiFi 信道1
apHidden是否隐藏 SSIDfalse
apMaxConnections最大客户端数4
AP IP管理地址192.168.4.1

如果 apSSID 为空，代码会使用 deviceName + "_" + ChipID前6位 生成热点名称。

WiFi 联网

WiFi 是默认联网方式，networkType = 0。

WiFi 模式

mode模式行为
0STA连接外部路由器或热点，正常接入局域网/互联网
1AP设备自建热点，仅用于本地访问和配网

当前前端配置项只提供 STA 和 AP 两种模式。STA 失败时，网络管理器会回退到 AP 模式，保证 Web 管理入口仍可访问。

STA 配置

字段说明示例
staSSID主 WiFi 名称office-wifi
staPassword主 WiFi 密码password
networks多 SSID 列表见下方示例
connectTimeout首次连接超时，毫秒10000 或 20000
reconnectInterval自动重连间隔，毫秒5000
maxReconnectAttempts最大重连次数5

多 SSID 配置示例：

{
  "networks": [
    { "ssid": "factory-main", "password": "pass1", "priority": 0 },
    { "ssid": "factory-backup", "password": "pass2", "priority": 1 }
  ]
}

运行时如果配置了 networks，系统会扫描附近 WiFi，并在已配置的 SSID 中选择更合适的网络；如果扫描不到任何配置项，会退回使用 staSSID / staPassword。

AP 配置

字段说明建议
apSSID设备热点名现场部署时建议包含设备编号
apPassword热点密码WPA/WPA2 至少 8 位；为空可能形成开放热点
apChannel热点信道常用 1、6、11
apHidden隐藏热点名一般不建议隐藏，方便维护
apMaxConnections最大连接数现场维护通常 1-4 即可

AP 模式没有互联网连接，主要用于配置、维护、读取设备本地页面。

IP、DNS 与 mDNS

DHCP 与静态 IP

ipConfigType模式说明
0DHCP由路由器自动分配 IP，默认推荐
1静态 IP手动指定 IP、网关、子网掩码和 DNS

静态 IP 字段：

字段说明示例
staticIP设备固定 IP192.168.1.50
gateway默认网关192.168.1.1
subnet子网掩码255.255.255.0
dns1主 DNS8.8.8.8
dns2备用 DNS8.8.4.4

DHCP 模式下也可以显式填写 DNS。代码会用 WiFi.config(0,0,0,0,dns1,dns2) 启用 DHCP 并设置 DNS。

mDNS

字段说明默认值
enableMDNS是否启用 mDNStrue
customDomain本地域名前缀fastbee

启用后可尝试通过以下地址访问：

http://fastbee.local

注意：

  • mDNS 仅在同一局域网内有效。
  • Windows 可能需要 Bonjour/mDNS 支持。
  • 如果路由器隔离无线客户端，.local 访问可能失败，此时使用设备 IP。

IP 冲突与故障转移

配置结构中保留了 IP 冲突检测与故障转移字段：

字段说明
conflictDetection冲突检测方式，枚举值由 IPConflictMode 定义
failoverStrategy备用 IP 选择策略
autoFailover检测到冲突后是否自动切换
conflictCheckInterval冲突检测间隔，毫秒
maxFailoverAttempts最大故障转移尝试次数
conflictThreshold判定冲突的阈值
fallbackToDHCP备用 IP 失败后是否回退 DHCP
backupIPs备用静态 IP 列表

现场固定 IP 部署时，建议先在路由器侧做 DHCP 保留，再使用设备静态 IP，减少冲突概率。

以太网 W5500

以太网使用 W5500 SPI 转以太网模块，networkType = 1。

适合：

  • WiFi 信号差或电磁干扰强的现场。
  • 网关、控制柜、固定安装设备。
  • 需要稳定局域网连接的 MQTT/Modbus 网关。

默认引脚：

字段说明默认值
ethernet.spiMosiSPI MOSI11
ethernet.spiMisoSPI MISO13
ethernet.spiSckSPI SCK12
ethernet.csPinW5500 CS47
ethernet.rstPinW5500 RST48
ethernet.intPinW5500 INT14

配置步骤：

  1. 将 W5500 模块接入 ESP32 的 SPI 引脚。
  2. 接入 RJ45 网线到路由器或交换机。
  3. 在 Web 界面选择 以太网 (W5500)。
  4. 按实际硬件修改 SPI 和控制引脚。
  5. 保存配置，等待网络重启。

注意事项：

  • W5500 需要稳定 3.3V 供电，部分模块峰值电流较高。
  • CS、RST、INT 不要与已启用外设冲突。
  • 静态 IP 配置仍使用通用 IP 字段。
  • 如果当前构建未启用 FASTBEE_ENABLE_ETHERNET，选择该方式不会真正初始化适配器。

4G 蜂窝 EC801E-CN

4G 蜂窝使用 EC801E-CN 模块，networkType = 2。

适合：

  • 现场没有有线网络或 WiFi。
  • 户外、移动、临时部署。
  • 通过 MQTT 上报云端平台。

默认引脚与参数：

字段说明默认值
cellular.txPinESP32 TX，接模块 RX39
cellular.rxPinESP32 RX，接模块 TX40
cellular.pwrPin模块电源/使能控制38
cellular.baudRateUART 波特率115200
cellular.apn运营商 APNCMNET

常见 APN：

运营商常见 APN
中国移动CMNET、CMIOT
中国联通3GNET、WONET
中国电信CTNET

配置步骤：

  1. 插入已开通数据业务的 SIM 卡。
  2. 确认 4G 天线连接可靠。
  3. 交叉连接 UART：ESP32 TX 到模块 RX，ESP32 RX 到模块 TX。
  4. 连接或配置 pwrPin，保证模块可以上电。
  5. 在 Web 界面选择 4G蜂窝 (EC801E)。
  6. 填写 APN，保存配置，等待网络初始化。

注意事项：

  • 4G 模块上电瞬间电流较大，电源不足会表现为反复重启、无 AT 响应或注册失败。
  • APN 错误会导致模块能识别 SIM，但无法建立数据连接。
  • 弱信号环境建议外接高增益天线。
  • 4G 模式下公网入站访问通常不可用，推荐设备主动连接 MQTT/HTTP 服务。

LoRa 网关透传 E22-400T22D

LoRa 网关透传使用 E22-400T22D 模块，networkType = 3。

这种模式中 ESP32 不直接接入 IP 网络，而是把协议数据经 LoRa 串口发给网关，由网关转发到 MQTT Broker 或其他 TCP/IP 服务。

适合：

  • 长距离、低速率数据采集。
  • 多节点通过一个 LoRa 网关上云。
  • 现场没有可用 WiFi/以太网/4G，但可部署 LoRa 网关。

默认引脚与参数：

字段说明默认值
lora.txPinESP32 TX，接 LoRa RX39
lora.rxPinESP32 RX，接 LoRa TX40
lora.m1Pin模式控制引脚41
lora.baudRateUART 波特率9600

配置步骤：

  1. 连接 E22-400T22D 模块和天线。
  2. 确认模块处于透传模式；代码会通过模式引脚尝试设置。
  3. 确认远端 LoRa 网关已在线，并能把串口/LoRa 数据转发到目标服务。
  4. 在 Web 界面选择 LoRa 网关透传。
  5. 按硬件修改 TX/RX/M1 和波特率。
  6. 保存配置，等待网络重启。

限制与注意：

  • E22-400T22D 透传单帧通常受限于较小数据长度，代码中定义 LORA_MAX_FRAME_SIZE = 240。
  • LoRa 带宽远低于 WiFi/以太网/4G，不适合大文件、频繁日志或高频 MQTT 上报。
  • 网关端必须理解并转发设备发出的数据；否则设备侧显示连接正常也无法真正到达云端。
  • 默认 LoRa 与 4G 都使用 GPIO 39/40，二者不能在同一硬件上同时使用同一组 UART 引脚。

联网方式选择建议

场景推荐方式原因
普通家庭/办公室测试WiFi STA配置简单，调试方便
首次配置或忘记网络参数WiFi AP不依赖外部网络
工业控制柜、固定网关W5500 以太网稳定、低延迟、抗干扰
户外或无局域网现场4G 蜂窝不依赖现场网络
远距离低频采集LoRa 网关透传覆盖距离长、功耗和布线成本低

配置文件示例

{
  "mode": 0,
  "networkType": 0,
  "deviceName": "FastBee-Device",
  "apSSID": "fastbee-ap",
  "apPassword": "12345678",
  "apChannel": 1,
  "apHidden": false,
  "apMaxConnections": 4,
  "staSSID": "factory-main",
  "staPassword": "wifi-password",
  "networks": [
    { "ssid": "factory-main", "password": "wifi-password", "priority": 0 },
    { "ssid": "factory-backup", "password": "backup-password", "priority": 1 }
  ],
  "ipConfigType": 0,
  "staticIP": "",
  "gateway": "",
  "subnet": "",
  "dns1": "8.8.8.8",
  "dns2": "8.8.4.4",
  "connectTimeout": 20000,
  "reconnectInterval": 5000,
  "maxReconnectAttempts": 5,
  "customDomain": "fastbee",
  "enableMDNS": true,
  "conflictDetection": 2,
  "failoverStrategy": 2,
  "autoFailover": true,
  "conflictCheckInterval": 30000,
  "maxFailoverAttempts": 3,
  "conflictThreshold": 2,
  "fallbackToDHCP": true,
  "ethernet": {
    "spiMosi": 11,
    "spiMiso": 13,
    "spiSck": 12,
    "csPin": 47,
    "rstPin": 48,
    "intPin": 14
  },
  "cellular": {
    "txPin": 39,
    "rxPin": 40,
    "pwrPin": 38,
    "baudRate": 115200,
    "apn": "CMNET"
  },
  "lora": {
    "txPin": 39,
    "rxPin": 40,
    "m1Pin": 41,
    "baudRate": 9600
  }
}

构建开关

多联网方式由功能开关控制：

宏作用
FASTBEE_ENABLE_ETHERNET编译 W5500 以太网适配器
FASTBEE_ENABLE_CELLULAR编译 4G 蜂窝适配器
FASTBEE_ENABLE_LORA编译 LoRa 网关透传适配器

如果某个宏为 0，对应适配器代码不会编译进固件。Web 配置文件中保留字段不代表当前固件一定支持该联网方式。

排障速查

问题常见原因处理建议
WiFi 连接失败SSID/密码错误、信号弱、路由器拒绝接入重新扫描并选择网络，靠近路由器，检查 2.4GHz 支持
STA 保存后访问不到设备IP 变化或网络切换中等待 10-20 秒后访问 mDNS 或路由器分配的 IP
AP 热点搜不到apHidden=true、信道不兼容、AP 启动失败关闭隐藏 SSID，使用信道 1/6/11，重启设备
静态 IP 无法访问IP/网关/子网不匹配或冲突改回 DHCP，或在路由器里确认网段和占用情况
mDNS 不可用客户端不支持、跨网段、路由器隔离使用设备 IP，或安装/启用 mDNS 服务
W5500 无连接SPI 引脚错误、网线/交换机问题、供电不足检查 MOSI/MISO/SCK/CS/RST/INT，确认链路灯和 3.3V
W5500 有链路但无 IPDHCP 不可用或静态 IP 配错检查路由器 DHCP，或填写正确静态 IP
4G 模块无响应TX/RX 接反、供电不足、PWR 控制异常交叉检查串口，使用独立稳压电源，确认模块上电时序
4G 注册失败SIM 未激活、APN 错误、信号弱测试 SIM 数据业务，确认 APN，检查天线和信号
LoRa 发送无结果网关离线、频点/空速不一致、超出距离确认网关在线，统一 LoRa 参数，缩短距离测试
LoRa MQTT 不稳定帧过大或上报频率太高降低上报频率，减少 payload，避免大批量数据

维护建议

  • 调试阶段优先使用 WiFi STA 或 AP，确认协议和外设逻辑后再切换到 4G/LoRa。
  • 现场固定部署优先使用 DHCP 保留地址，其次再考虑设备静态 IP。
  • 4G 和 LoRa 默认引脚重叠，设计硬件时应提前规划 UART 资源。
  • 切换 networkType 后建议重启设备并观察串口日志，确认实际适配器已经初始化。
  • 生产环境请修改默认 AP 密码，避免开放维护入口。
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贡献者: kerwincui
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