在前面的文章中，我們已經完成 ESP32 與 Atlas Scientific 四種水質感測器的整合。接下來要解決的是實際部署時最常遇到的問題：每個場域的 Wi-Fi SSID 與密碼都不同，難道每次都要修改程式再重新燒錄嗎？本篇將介紹如何讓 ESP32 在無法連線時自動進入 AP 模式，讓使用者用手機輸入 SSID 與密碼，儲存到 NVS Flash，重新啟動後再自動連線。
圖：ESP32 從 AP 設定、NVS 儲存到重新連線的完整流程。
一、為什麼需要 Wi-Fi AP 模式？
一般 ESP32 範例通常直接把 Wi-Fi 帳密寫死在程式中：
固定帳密寫法
const char* ssid = "MyHome";
const char* password = "12345678";這種寫法雖然簡單，但每換一個 Wi-Fi，就要重新修改程式並燒錄。對智慧養殖、智慧農業或社區 IoT 設備而言，現場維護並不方便。
更好的方法：ESP32 找不到已儲存的 Wi-Fi 設定時，就自動建立自己的 AP 熱點，讓手機進入設定頁。
二、完整流程
ESP32 開機 → 讀取 NVS → 嘗試連線 → 失敗進入 AP → 手機輸入 SSID／密碼 → 寫入 NVS → 重新啟動 → 自動連線
第一次開機尚未儲存 Wi-Fi 設定。
AP 模式ESP32 建立設定熱點。
NVS 儲存SSID 與密碼寫入 Flash。
自動連線重新啟動後讀回設定。
三、ESP32 建立 AP 熱點
當 ESP32 找不到 Wi-Fi 設定，或連線逾時，就建立自己的 AP：
程式碼 1：啟動 Soft-AP
String apName = "Shuijing-Setup-A1B2C3";
WiFi.mode(WIFI_AP_STA);
WiFi.softAP(apName.c_str(), "shuijing123");手機搜尋 Wi-Fi 時，就會看到：
手機看到的熱點
Shuijing-Setup-A1B2C3熱點名稱後面的六碼可由 ESP32 的 MAC 位址產生，讓每台設備都有不同名稱，避免多台裝置同時部署時混淆。
四、建立手機設定頁
ESP32 可透過內建 WebServer 建立設定頁。手機連上 AP 後，在瀏覽器輸入：
設定頁網址
http://192.168.4.1設定頁包含 Wi-Fi SSID、Wi-Fi 密碼與「儲存並重新連線」按鈕。
程式碼 2：建立首頁路由
WebServer configServer(80);
configServer.on("/", HTTP_GET, handleConfigRoot);
configServer.begin();五、手機送出設定
實際測試時，部分手機的 Captive Portal 對 POST 相容性不佳，因此後來改用 GET，並指定完整網址：
表單送出方式
<form method="GET" action="http://192.168.4.1/save">ESP32 端接受所有 HTTP 方法：
程式碼 3：接收設定
configServer.on("/save", HTTP_ANY, handleConfigSave);實際除錯經驗：若手機按鈕沒有反應，先用完整的 Chrome 或 Safari 開啟 192.168.4.1，不要只依賴手機自動跳出的迷你 Captive Portal 視窗。
六、NVS 是什麼？
NVS 是 Non-Volatile Storage，中文可理解為「非揮發性儲存」。它使用 ESP32 內建 Flash，資料在斷電與重新啟動後仍會保留。
| 項目 | 說明 |
|---|---|
| 函式庫 | Preferences |
| 儲存位置 | ESP32 內建 Flash 的 NVS 分區 |
| 斷電後 | 資料仍保留 |
| 適合資料 | SSID、密碼、裝置編號、API 參數 |
七、把 SSID 與密碼寫入 NVS
程式碼 4：儲存 Wi-Fi 設定
#include <Preferences.h>
Preferences preferences;
bool saveWiFiCredentials(const String& ssid, const String& password) {
preferences.begin("wifi-config", false);
size_t ssidResult = preferences.putString("ssid", ssid);
size_t passwordResult = preferences.putString("password", password);
preferences.end();
return ssidResult > 0;
}這段程式開啟名為 wifi-config 的 namespace，並以 ssid 與 password 作為 Key。
八、寫入後立即回讀驗證
本次開發中曾遇到重新啟動後顯示「尚未儲存 SSID」。因此加入寫入後立即回讀驗證：
程式碼 5：回讀確認
String verifySsid = preferences.getString("ssid", "");
String verifyPassword = preferences.getString("password", "");
bool ssidOK = verifySsid == ssid;
bool passwordOK = verifyPassword == password;只要回讀值與原始輸入相同，就表示資料確實已寫入 NVS Flash。
九、顯示設定完成並重新啟動
設定成功後，手機顯示完成頁；ESP32 再排程重新啟動：
程式碼 6：安排重新啟動
restartScheduled = true;
restartAt = millis() + 5000;在 loop() 中檢查：
程式碼 7：執行重新啟動
if (restartScheduled && millis() - restartAt >= 0) {
configServer.stop();
dnsServer.stop();
WiFi.softAPdisconnect(true);
delay(500);
ESP.restart();
}十、重新開機後讀取 NVS
這一步非常重要。即使資料已經寫入 Flash，重新啟動後仍必須主動讀回：
程式碼 8：開機讀取 NVS
void loadWiFiCredentials() {
preferences.begin("wifi-config", true);
wifiSsid = preferences.getString("ssid", "");
wifiPassword = preferences.getString("password", "");
preferences.end();
}正確的 setup 流程是：
setup() → loadWiFiCredentials() → connectWiFi() → 失敗則 startConfigPortal()
這次真正的問題：資料其實已寫入 NVS，但重新啟動後沒有呼叫 loadWiFiCredentials()，所以 RAM 中的 wifiSsid 仍是空字串。
十一、自動連線 Wi-Fi
程式碼 9：使用 NVS 帳密連線
bool connectWiFi() {
if (wifiSsid.length() == 0) return false;
WiFi.mode(WIFI_STA);
WiFi.begin(wifiSsid.c_str(), wifiPassword.c_str());
unsigned long startedAt = millis();
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && millis() - startedAt < 20000) {
delay(500);
}
return WiFi.status() == WL_CONNECTED;
}十二、序列監控應看到什麼？
儲存時
========== NVS 寫入結果 ==========
[NVS] SSID 寫入 bytes：10
[NVS] 密碼寫入 bytes：9
[NVS] SSID 回讀：成功
[NVS] 密碼回讀：成功
=================================
[AP] 設定已寫入，5 秒後重新啟動重新啟動後
========== NVS Wi-Fi 設定 ==========
[NVS] SSID key：存在
[NVS] Password key：存在
[WiFi] 已儲存 SSID：Home_WiFi
===================================
[WiFi] 嘗試連線：Home_WiFi
[WiFi] 連線成功
[WiFi] IP：192.168.1.120十三、從 Wi-Fi 到 Django Dashboard
Atlas 水質感測器 → ESP32 → Wi-Fi → JSON → Django REST API → Dashboard
完成 AP 模式與 NVS 設定後，ESP32 就不再綁定單一網路。設備移到新的魚塭或養殖戶，只要用手機重新設定 Wi-Fi，就能繼續上傳資料。
十四、本篇重點
- ESP32 無法連線時，可自動啟動 Soft-AP。
- 手機可透過 192.168.4.1 開啟設定頁。
- SSID 與密碼使用 Preferences 寫入 NVS Flash。
- 寫入後應立即回讀驗證。
- 重新啟動後必須再次讀取 NVS。
- 成功連線後即可恢復 Django REST API 上傳。
結語
將 Wi-Fi 帳密寫死在程式中，適合實驗室測試，但不適合實際場域部署。透過 AP 模式、WebServer、DNSServer 與 Preferences，ESP32 可以在沒有螢幕與鍵盤的情況下，由手機完成 Wi-Fi 設定，並在重新啟動後自動連線。這讓智慧養殖系統從開發板實驗，進一步成為真正可交付、可維護的 IoT 設備。
AI 協作聲明：本文由作者主導教學規劃、ESP32 Wi-Fi AP 模式實作、NVS 儲存測試、手機設定流程與 Django REST API 系統整合，並使用生成式 AI 協助文字整理、程式碼說明、版面設計與教學資訊圖生成；所有程式流程、測試結果與系統架構均依實際測試結果整理，並由作者審核修訂。
