2026年8月22日星期六

Wi-Fi連上了，為何資料還是送不到？

封包旅行記 EP03｜分層找故障

Wi-Fi連上了，
為何資料還是送不到？

ESP32 顯示 WL_CONNECTED，只代表它已經加入無線基地台，不代表資料已抵達 Django。真正的連線，要連續通過「Wi-Fi → IP → Gateway → DNS → TCP/TLS → HTTP → 應用程式」七道關卡。

一、先破解最常見的誤會

Wi-Fi connected ≠ Internet available ≠ Server reachable ≠ Data accepted
「連上 Wi-Fi」是第一關成功；只要後面任何一層失敗，Django 儀表板仍然看不到資料。

1Wi-Fi連上 AP

2IP取得位址

3Gateway走出區網

4DNS找到伺服器

5TCP／TLS建立通道

6HTTP／App接受資料

診斷原則：不要一看到「資料沒上傳」就立刻改程式。由下往上逐層驗證，先找到第一個失敗點。

二、Wi-Fi連線只證明了什麼？

已經證明

SSID、密碼與無線訊號大致可用；ESP32 已與基地台完成關聯。

還沒證明

是否取得正確 IP、Subnet、Gateway、DNS，網路是否能通往外部。

更沒證明

Django 網址、Port、憑證、API 路徑、權杖、JSON 格式與資料庫都正確。

先把 ESP32 的網路身分印出來

#include <WiFi.h>

void printNetworkInfo() {
  Serial.println("=== NETWORK INFO ===");
  Serial.print("SSID: ");    Serial.println(WiFi.SSID());
  Serial.print("IP: ");      Serial.println(WiFi.localIP());
  Serial.print("Subnet: ");  Serial.println(WiFi.subnetMask());
  Serial.print("Gateway: "); Serial.println(WiFi.gatewayIP());
  Serial.print("DNS: ");     Serial.println(WiFi.dnsIP());
  Serial.print("RSSI: ");    Serial.println(WiFi.RSSI());
}

若 IP 是 0.0.0.0，表示尚未完成網路配置；若是 169.254.x.x，通常代表 DHCP 沒有成功提供位址。RSSI 約 -30 dBm 很強、-67 dBm 尚可，低於 -75 dBm 時傳輸容易不穩。

三、從區域網路到 Django：封包實際走哪裡？

ESP32→Wi-Fi AP／Router→NAT／Internet→Web Server→Django URL→View／Database

關卡	封包需要知道	常見失敗
Wi-Fi	SSID、密碼、訊號	密碼錯、2.4／5 GHz 不相容、訊號弱
IP／Subnet	本機 IP 與同網段判斷	DHCP 失敗、固定 IP 衝突、Subnet 設錯
Gateway／NAT	跨網段的下一跳	Gateway 錯、訪客網路隔離、路由器無外網
DNS	網域名稱對應的 IP	DNS 未配置、解析失敗、網址拼錯
TCP／TLS	目標 Port 與安全連線	Port 關閉、防火牆阻擋、時間或憑證錯誤
HTTP	Method、URL、Header、Body	POST/GET 用錯、路徑錯、JSON 或 Content-Type 錯
Django	路由、驗證、資料模型	404、403、CSRF、500、欄位驗證失敗

四、七層診斷法：先找第一個失敗點

① 無線層

狀態WiFi.status() == WL_CONNECTED
訊號觀察 RSSI 是否持續過低或大幅波動。

② IP 配置層

確認 IP、Subnet、Gateway、DNS 不是空值；檢查固定 IP 是否與其他設備重複。

③ 本地網路層

用同一 Wi-Fi 的電腦或手機測試 Router 與區網伺服器。若訪客 Wi-Fi 開啟 Client Isolation，設備彼此可能不能連線。

④ DNS 層

先用 IP 測，再用網域測。IP 可通、網域不通，問題多半在 DNS；不要把 https:// 一起當作主機名稱解析。

⑤ TCP／TLS 層

確認 Port：HTTP 常用 80，HTTPS 常用 443。HTTPS 還要檢查 ESP32 時間、CA 憑證與 TLS 相容性。

⑥ HTTP 層

序列埠必須印出完整 URL、HTTP 回應碼與回應內容。只有「send failed」不足以定位問題。

⑦ Django 應用層

同步查看伺服器 log。請求有進來但回 4xx／5xx，代表網路大致已通，問題已經移到 API 或程式端。

⑧ 儀表板與資料庫

API 回 200／201 仍未顯示時，檢查資料是否真正寫入、查詢條件、時區、快取與前端刷新。

五、HTTP回應碼就是伺服器留下的線索

回應	代表意義	優先檢查
`200 OK`／`201 Created`	請求成功或資料已建立	若畫面仍沒資料，檢查資料庫與前端查詢
`301／302`	網址被重新導向	HTTP→HTTPS、尾端斜線、網域設定
`400 Bad Request`	請求內容無法解析	JSON、必填欄位、資料型別
`401／403`	身分驗證或權限失敗	API Key、Token、CSRF、權限
`404 Not Found`	找不到 API 路徑	Django `urls.py`、版本路徑、尾斜線
`405 Method Not Allowed`	HTTP 方法不被接受	伺服器要 POST，裝置卻送 GET
`415 Unsupported Media Type`	資料格式宣告不符	`Content-Type: application/json`
`500`／`502`／`503`	應用程式或伺服器端異常	Django log、反向代理、服務狀態
`-1` 或連線逾時	常是 HTTP 之前就失敗	DNS、TCP、TLS、Port、防火牆

六、ESP32上傳時，至少留下這些診斷資訊

#include <HTTPClient.h>

void postEvent(const String& json) {
  const char* url = "https://example.org/api/events/";
  HTTPClient http;

  Serial.print("POST URL: "); Serial.println(url);
  Serial.print("WiFi RSSI: "); Serial.println(WiFi.RSSI());

  if (!http.begin(url)) {
    Serial.println("HTTP begin failed");
    return;
  }

  http.addHeader("Content-Type", "application/json");
  int code = http.POST(json);
  Serial.print("HTTP code: "); Serial.println(code);

  if (code > 0) {
    Serial.print("Response: "); Serial.println(http.getString());
  } else {
    Serial.print("Transport error: ");
    Serial.println(http.errorToString(code));
  }
  http.end();
}

上例用 example.org 作教材占位網址。實際部署 HTTPS 時，應依函式庫版本正確設定 CA 憑證與系統時間；不要為了省事而長期停用憑證驗證。

離線佇列很重要：IoT 裝置不應假設網路永遠在線。每筆事件加入唯一 event_uuid，失敗時先保存，恢復連線後再重送；伺服器依 UUID 去除重複資料。

七、最有效率的交叉測試

測試結果	可推論的範圍
手機使用同一 Wi-Fi 也打不開 API	先查 Router、DNS、伺服器或 API，不急著改 ESP32
手機可用，ESP32 不行	查 ESP32 的 DNS、TLS、時間、憑證、記憶體與程式
用 IP 可連，用網域不行	DNS 解析問題
HTTP 可用，HTTPS 不行	TLS、CA 憑證、系統時間或 SNI
API 收得到，但回 400／403／404	網路已走到應用層，查 Header、Token、路徑與資料格式
API 回 201，但儀表板沒顯示	查資料庫、查詢條件、時區與前端刷新

八、場域版故障排除順序

記錄現象：時間、裝置 ID、IP、RSSI、目標網址、HTTP code。
確認影響範圍：一台裝置、同一基地台，還是所有場域都失敗？
由下往上測：Wi-Fi → DHCP → Gateway → DNS → TCP/TLS → HTTP → Django。
做單一變因測試：不要同時換 Wi-Fi、改網址又重寫程式。
恢復後驗證：即時資料與離線佇列是否都完成補送，是否產生重複事件。

好系統不只是「正常時會動」：還要在斷網時保留資料、恢復時自動重送、出錯時留下足以診斷的證據。

九、學生實作：同一問題，三種學習層次

No-AI｜人工診斷

抄錄 ESP32 的 IP、Subnet、Gateway、DNS、RSSI與 HTTP code；依七層表判斷第一個失敗點，畫出封包停在哪裡。

AI Pair｜協作除錯

把「去識別化後」的序列埠紀錄與 Django log 交給 AI，要求它提出三個假設、每個假設的驗證方法，以及不可直接下結論的原因。

Challenge AI｜場域韌性

設計斷網佇列、指數退避重試、event_uuid 去重與狀態儀表板；實測關閉 Wi-Fi 5 分鐘後能否完整補送。

十、學習檢核

我能做到	完成證據
說明 Wi-Fi connected 與資料送達的差異	能指出封包必須通過的七個關卡
讀懂 ESP32 的網路配置	能解釋 IP、Subnet、Gateway、DNS與RSSI
利用 HTTP code 定位問題	能區分傳輸錯誤、用戶端錯誤與伺服器錯誤
完成可重現的故障報告	包含時間、環境、步驟、log、假設、測試與結果
設計斷線不漏資料的 IoT 裝置	具備佇列、重試、去重與恢復驗證

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