在這篇文章中，我們將使用 C++ 與 ESP-IDF 來實現 ESP32 的 WIFI Scan 功能。透過面向物件的程式設計方式，我們可以讓程式碼更加模組化、可重用且結構清晰。最後，你將學會如何將 C++ 類別與 ESP32 開發結合，並且能使用 ESP32 模組來掃描附近的 WiFi 網路。

1. 在 VS Code 中，按下 Ctrl (Cmd) + Shift + P，然後輸入 ESP-IDF: New Project。

2. 選擇一個樣板專案（如 blink example），設定專案名稱（例如 WIFI_Scan），並選擇存儲路徑。

3. 此時，系統會自動為您生成一個新的 ESP-IDF 項目，其中包含基本的 CMake 文件和一個範例程式碼。

my_project/
├── CMakeLists.txt
├── main/
│   ├── CMakeLists.txt
│   └── main.cpp
└── ...

我們將創建一個名為 WiFiScanner 的 C++ 類別，用於處理 WiFi 的初始化和掃描操作。此類別會使用 ESP32 的 WiFi 驅動來啟動掃描並取得可用的 WiFi 網路清單，並透過 ESP-IDF 的日誌系統（ESP_LOG）將掃描結果列印至終端機。

#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_wifi.h"
#include "esp_event.h"
#include "nvs_flash.h"
#include "esp_log.h"

static const char* TAG = "WiFiScanner";  // Define log tag

class WiFiScanner {
public:
    // Constructor: Initializes WiFi
    WiFiScanner() {
        init_wifi();
    }

    // Starts WiFi scanning
    void scan() {
        wifi_scan_config_t scan_config = {
            .ssid = nullptr,   // No specific SSID filter
            .bssid = nullptr,  // No specific BSSID filter
            .channel = 0,      // Scan all channels
            .show_hidden = true // Show hidden networks
        };

        // Start WiFi scan
        esp_err_t err = esp_wifi_scan_start(&scan_config, true);
        if (err != ESP_OK) {
            ESP_LOGE(TAG, "Failed to start WiFi scan: %s", esp_err_to_name(err));
            return;
        }

        // Get the number of networks found
        uint16_t num_networks = 0;
        esp_wifi_scan_get_ap_num(&num_networks);

        // Store scan results in an array
        wifi_ap_record_t ap_records[num_networks];
        esp_wifi_scan_get_ap_records(&num_networks, ap_records);

        // Log the scan results
        ESP_LOGI(TAG, "Found %d WiFi networks:", num_networks);
        for (int i = 0; i < num_networks; ++i) {
            ESP_LOGI(TAG, "SSID: %s, Signal strength (RSSI): %d, Auth mode: %d", 
                     ap_records[i].ssid, ap_records[i].rssi, ap_records[i].authmode);
        }
    }

private:
    // Initializes WiFi
    void init_wifi() {
        wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
        esp_err_t ret = esp_wifi_init(&cfg);
        if (ret != ESP_OK) {
            ESP_LOGE(TAG, "Failed to initialize WiFi: %s", esp_err_to_name(ret));
            return;
        }

        // Set WiFi to station (STA) mode
        esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA);

        // Start WiFi
        esp_wifi_start();
    }
};

// Main function, entry point of the program
extern "C" void app_main() {
    // Initialize NVS (Non-Volatile Storage)
    esp_err_t ret = nvs_flash_init();
    if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND) {
        ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
        ret = nvs_flash_init();
    }
    ESP_ERROR_CHECK(ret);

    // Initialize event loop
    tcpip_adapter_init();
    ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());

    // Create a WiFiScanner object and start scanning
    WiFiScanner scanner;
    scanner.scan();
}

1. WiFiScanner 類別：
用途：封裝 WiFi 功能，將 WiFi 掃描任務模組化。
建構函數：WiFiScanner() 呼叫私有方法 init_wifi() 來初始化 WiFi 模組。
scan() 方法：該公有方法執行 WiFi 掃描，配置掃描參數、啟動掃描、取得結果並透過日誌系統列印 WiFi 網路資訊。
init_wifi() 方法：私有方法，用於初始化 WiFi 並設置為 WIFI_MODE_STA 模式。

2. app_main()：
NVS 初始化：初始化 NVS（非易失性儲存），確保 WiFi 正常運作。如果 NVS 損毀或未格式化，則會先抹除再重新初始化。
事件迴圈：esp_event_loop_create_default() 用於初始化 ESP-IDF 的事件迴圈，處理系統和 WiFi 相關事件。
WiFiScanner 物件：app_main() 中創建 WiFiScanner 類別的實例，並呼叫其 scan() 方法啟動 WiFi 掃描。

3. ESP-IDF 的日誌系統（ESP_LOG）：
ESP_LOGI(TAG, ...)：列印資訊級別的日誌，例如發現的 WiFi 網路數量及其詳細資訊。
ESP_LOGE(TAG, ...)：列印錯誤級別的日誌，例如 WiFi 掃描失敗時的錯誤資訊。
此日誌系統是為嵌入式系統設計的，能夠提供靈活的日誌級別調整，有助於除錯和系統追蹤。

在 VSCode 視窗最下方中找到 "ESP32-IDF : Build, Flash and Monitor" ICON 執行和燒錄。

運行程式後，您將在終端機中看到以下輸出：

I (1234) WiFiScanner: Found 3 WiFi networks:
I (1235) WiFiScanner: SSID: MyHomeWiFi, Signal strength (RSSI): -45, Auth mode: 3
I (1236) WiFiScanner: SSID: CoffeeShopWiFi, Signal strength (RSSI): -70, Auth mode: 0
I (1237) WiFiScanner: SSID: NeighborsWiFi, Signal strength (RSSI): -80, Auth mode: 3

我們學習了如何使用 C++ 和 ESP-IDF 編寫 ESP32 的 WiFi 掃描功能。透過將 WiFi 功能封裝到 WiFiScanner 類別中，使得程式碼更加模組化、易於維護。我們利用 ESP-IDF 的日誌系統，將掃描結果清晰地打印到終端，這對嵌入式開發非常有幫助。

結合 C++ 和 ESP-IDF 的方式，讓我們能夠編寫出更乾淨且易於維護的程式碼，同時充分發揮 ESP32 強大的微控制器功能。現在，你可以嘗試進一步擴展該專案，添加更多功能，並繼續探索 ESP32 開發中的網路程式設計技巧。