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C++实现的windows系统下的WIFI管理_windows wifi native开发

作者：知新_RL | 2024-03-16 22:16:01

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windows wifi native开发

最近项目中需要扫描和连接windows系统的WiFi无线热点，在网上CSDN了一些，发现基本上都是基于 QT---Native Wifi functions 应用(WiFi有密码连接) 这篇文章转来转去的，这篇文章比较笼统，大概就是API接口的链接放上去；考虑到WiFi管理功能在windows程序开发中遇到的机会较多，Native Wifi 的API接口在MSDN里都有，但是一些接口的使用以及状态的获取，没有一个总结性的说明，导致没办法短时间做出比较完整的WiFi管理功能。所以，我总结一套比较常用的windows下WiFi管理逻辑，满足 扫描、连接、断开、状态判断、获取密码的功能。

0.WiFi管理的准备

        windows管理WiFi需要程序代码创建一个Client，接口是WlanOpenHandle，返回一个ClientHandle供程序使用，同时通过接口WlanRegisterNotification，注册回调函数，获取所有无线接口的状态通知，比如扫描完成、正在断开连接、连接完成之类的，都可以从这个接口获取到，代码示例：

  1. bool WiFiManager::InitialHandle()
  2. {
  3. 	DWORD dwResult = 0;
  4. 	DWORD dwCurVersion = 0;
  5. 	DWORD dwMaxClient = 2;
  6. 	if (m_wlanHandle == NULL)
  7. 	{
  8. 		if ((dwResult = WlanOpenHandle(dwMaxClient, NULL, &dwCurVersion, &m_wlanHandle)) != ERROR_SUCCESS)
  9. 		{
  10. 			std::cout << "wlanOpenHandle failed with error: " << dwResult << std::endl;
  11. 			m_wlanHandle = NULL;
  12. 			return false;
  13. 		}
  14.  
  15. 		// 注册消息通知回调
  16. 		if ((dwResult = WlanRegisterNotification(m_wlanHandle, WLAN_NOTIFICATION_SOURCE_ALL, TRUE, WLAN_NOTIFICATION_CALLBACK(OnNotificationCallback), NULL, nullptr, nullptr)) != ERROR_SUCCESS)
  17. 		{
  18. 			std::cout << "wlanRegisterNotification failed with error: " << dwResult << std::endl;
  19. 			m_wlanHandle = NULL;
  20. 			return false;
  21. 		}
  22. 	}
  23. 	return true;
  24. }

1.首先是WiFi的扫描功能。

       桌面右下角的那个无线图标，点开弹出无线热点界面后，会发起对WLAN无线网卡的扫描，来获取当前无线网卡探测到的热点。win10系统，只有点开这个界面才会扫描获取新的热点列表（这也是我们之前调用命令行管理WiFi遇到的列表无法更新的问题）。对于系统，我试过win10的，系统不会主动对网卡进行扫描，只会每隔1分钟扫描当前列表的状态（虽然回调函数也会返回WlanScan的扫描完成信号），所以我们的代码不主动发起对网卡扫描，就无法获得新的热点列表。

Native Wifi实现对网卡列表扫描的接口是 WlanScan ，API中有一句话（complete a WlanScan function request in 4 seconds.），所以这个扫描过程会在4s内完成，扫描完成的信号可以通过回调函数获得。示例代码如下，获取网卡接口，再对每个网卡接口扫描热点：

  1.     //获取Wlan的网卡接口数据
  2. 	dwResult = WlanEnumInterfaces(m_wlanHandle, NULL, &pIfList);
  3. 	if (dwResult != ERROR_SUCCESS)
  4. 	{
  5. 		return false;
  6. 	}
  7.  
  8. 	for (i = 0; i < (int)pIfList->dwNumberOfItems; i++) //遍历每个网卡
  9. 	{
  10. 		pIfInfo = (WLAN_INTERFACE_INFO*)&pIfList->InterfaceInfo[i];
  11.  
  12. 		dwResult = StringFromGUID2(pIfInfo->InterfaceGuid, (LPOLESTR)&GuidString,
  13. 			sizeof(GuidString) / sizeof(*GuidString));
  14.  
  15. 		// 向无线网卡发送探测请求，WlanScan探测会在4秒内陆续更新WIFIList
  16. 		dwResult = WlanScan(m_wlanHandle, (const GUID*)(&pIfInfo->InterfaceGuid), NULL, NULL, NULL);
  17. 		if (dwResult != ERROR_SUCCESS)
  18. 		{
  19. 			return false;
  20. 		}
  21. 	}

2.获取WiFi热点列表。

       和扫描差不多，先调用WlanEnumInterfaces 获取电脑使能的无线网卡信息，然后对每个无线网卡调用WlanGetAvailableNetworkList 获取每个网卡上可用的网络列表，列表结构为 WLAN_AVAILABLE_NETWORK_LIST ，每个List里的项为 WLAN_AVAILABLE_NETWORK，这个结构里包含了每个热点的基本信息：

  1. typedef struct _WLAN_AVAILABLE_NETWORK {
  2.   WCHAR                  strProfileName[WLAN_MAX_NAME_LENGTH];//配置文件名称
  3.   DOT11_SSID             dot11Ssid; //热点名称
  4.   DOT11_BSS_TYPE         dot11BssType;
  5.   ULONG                  uNumberOfBssids;
  6.   BOOL                   bNetworkConnectable; //是否可连接
  7.   WLAN_REASON_CODE       wlanNotConnectableReason; //不可连接的原因
  8.   ULONG                  uNumberOfPhyTypes;
  9.   DOT11_PHY_TYPE         dot11PhyTypes[WLAN_MAX_PHY_TYPE_NUMBER];
  10.   BOOL                   bMorePhyTypes;
  11.   WLAN_SIGNAL_QUALITY    wlanSignalQuality;//信号质量
  12.   BOOL                   bSecurityEnabled;
  13.   DOT11_AUTH_ALGORITHM   dot11DefaultAuthAlgorithm;
  14.   DOT11_CIPHER_ALGORITHM dot11DefaultCipherAlgorithm;
  15.   DWORD                  dwFlags;//连接状态与是否有配置文件的位或
  16.   DWORD                  dwReserved;
  17. } WLAN_AVAILABLE_NETWORK, *PWLAN_AVAILABLE_NETWORK;

     解析对应字段基本可以满足常见的WiFi信息功能使用，获取代码参考如下：

  1. for (i = 0; i < (int)pIfList->dwNumberOfItems; i++)
  2. {
  3.     pIfInfo = (WLAN_INTERFACE_INFO*)&pIfList->InterfaceInfo[i];
  4. 	dwResult = WlanGetAvailableNetworkList(m_wlanHandle,
  5. 			&pIfInfo->InterfaceGuid,
  6. 			2,
  7. 			NULL,
  8. 			&pBssList);
  9.  
  10. 	if (dwResult != ERROR_SUCCESS)
  11. 	{
  12. 		std::cout << "WlanGetAvailableNetworkList failed with error:" << dwResult;
  13. 		return false;
  14. 	}
  15.  
  16. 	for (j = 0; j < pBssList->dwNumberOfItems; j++)
  17. 	{
  18. 		pBssEntry = (WLAN_AVAILABLE_NETWORK*)&pBssList->Network[j];
  19.  
  20. 		WiFiInfo info;
  21.  
  22. 		//获取SSID
  23. 		char ssid[36];
  24. 		memcpy(ssid, pBssEntry->dot11Ssid.ucSSID, pBssEntry->dot11Ssid.uSSIDLength);
  25. 		ssid[pBssEntry->dot11Ssid.uSSIDLength] = 0;
  26. 		Utf8ToUnicode(info.cstrSSID, ssid);
  27.  
  28. 		//信号强度
  29. 		info.nSignalValue = pBssEntry->wlanSignalQuality;
  30.  
  31. 		//连接状态
  32. 		info.bLinked = pBssEntry->dwFlags & WLAN_AVAILABLE_NETWORK_CONNECTED;
  33.         }
  34. ....
  35. }

3.WiFi热点密码的设置与修改

        这个功能必须要说WiFi的配置文件了，在windows命令行输入 ：

netsh wlan show profile

        可以获取系统已经生成的WiFi配置文件，对于用户已经连接的热点，系统会生成一个热点对应的配置文件，保存热点的密码等相关设置，WiFi的自动连接也是读取这些记录的profile，它的格式是一个xml文件，字段解析详见 WLAN_profile Schema，每个字段对应的配置项不再赘述。

        我们只说获取和修改WiFI密码字段，其实就是获取和修改xml中的 keyMaterial (sharedKey) Element 项。

        获取WiFi热点的profile xml文件通过接口 WlanGetProfile ，这里需要注意 pdwFlags 参数要设置WLAN_PROFILE_GET_PLAINTEXT_KEY ，

DWORD dwFlags = WLAN_PROFILE_GET_PLAINTEXT_KEY | WLAN_PROFILE_USER;

   否则获取到的密码是被系统加密过的，被加密过的字段需要使用 CryptUnprotectData 系统函数解码，比较麻烦，所以直接获取密码明文。获取WiFi密码的代码示例：

  1. DWORD dwFlags = WLAN_PROFILE_GET_PLAINTEXT_KEY | WLAN_PROFILE_USER;
  2. DWORD dwGrantedAccess = WLAN_READ_ACCESS;
  3. DWORD dwResult = WlanGetProfile(m_wlanHandle,
  4. 					&pIfInfo->InterfaceGuid,
  5. 					info.cstrSSID,
  6. 					NULL,
  7. 					&info.pProfileXml,
  8. 					&dwFlags,
  9. 					&dwGrantedAccess);
  10. if (dwResult == ERROR_SUCCESS)
  11. {
  12. 	//获取密码
  13. 	CString cstrXml = info.pProfileXml;
  14. 	int nFirstIndex = cstrXml.Find(_T("<keyMaterial>"));
  15. 	if (nFirstIndex != -1)
  16. 	{
  17. 		int nLastIndex = cstrXml.Find(_T("</keyMaterial>"));
  18. 		CString strKey = CString(((LPCTSTR)cstrXml) + nFirstIndex + 13, nLastIndex - (nFirstIndex + 13));
  19.  
  20. 		//解码key，如果字段被加密了，设置过WLAN_PROFILE_GET_PLAINTEXT_KEY 这个不用
  21. 		BYTE byteKey[1024] = { 0 };
  22. 		DWORD dwLength = 1024;
  23. 		DATA_BLOB dataOut, dataVerify;
  24.  
  25. 		BOOL bRes = CryptStringToBinary(strKey, strKey.GetLength(), CRYPT_STRING_HEX, byteKey, &dwLength, 0, 0);
  26. 		if (bRes)
  27. 		{
  28. 			dataOut.cbData = dwLength;
  29. 			dataOut.pbData = (BYTE*)byteKey;
  30. 			if (CryptUnprotectData(&dataOut, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, &dataVerify))
  31. 			{
  32. 				TCHAR str[MAX_PATH] = { 0 };	
  33. 				wsprintf(str, L"%hs", dataVerify.pbData);
  34. 				strKey = str;
  35. 			}
  36. 		}	
  37. 		info.cstrPassword = strKey;
  38. 	}
  39. }

        与获取profile接口 WlanGetProfile  对应的是 WlanSetProfile 写入一个 xml文件。

  1. DWORD WlanSetProfile(
  2.   HANDLE     hClientHandle,
  3.   const GUID *pInterfaceGuid,
  4.   DWORD      dwFlags,
  5.   LPCWSTR    strProfileXml,
  6.   LPCWSTR    strAllUserProfileSecurity,
  7.   BOOL       bOverwrite,
  8.   PVOID      pReserved,
  9.   DWORD      *pdwReasonCode
  10. );

      我们将要设置的xml内容通过 strProfileXml 参数传入，对于修改已存在的profile，传入strProfileXml的同时，bOverwrite 要设置成 true表示重写，否则 WlanSetProfile 会调用失败，返回 ERROR_ALREADY_EXISTS错误。代码示例：

  1. void setProfile(CString& curSSID, CString targetKey, PWLAN_AVAILABLE_NETWORK pNet, GUID interfaceGuid)
  2. {   
  3.     CStringW szProfileXML("");  //Profile XML流
  4. 	wchar_t* wscProfileXML = NULL;
  5. 	/*组合参数XML码流*/
  6. 	CString szTemp("");
  7. 	/*头*/
  8. 	szProfileXML += _T("<?xml version=\"1.0\"?><WLANProfile xmlns=\"http://www.microsoft.com/networking/WLAN/profile/v1\"><name>");
  9. 	/*name，一般与SSID相同*/
  10. 	szTemp = curSSID;
  11. 	szProfileXML += szTemp;
  12. 	/*SSIDConfig*/
  13. 	szProfileXML += ("</name><SSIDConfig><SSID><name>");
  14. 	char ssid[36];
  15. 	memcpy(ssid, pNet->dot11Ssid.ucSSID, pNet->dot11Ssid.uSSIDLength);
  16. 	ssid[pNet->dot11Ssid.uSSIDLength] = 0;
  17. 	szProfileXML += ssid;
  18. 	szProfileXML += ("</name></SSID></SSIDConfig>");
  19. 	/*connectionType*/
  20. 	szProfileXML += ("<connectionType>");
  21. 	switch (pNet->dot11BssType)
  22. 	{
  23. 	case dot11_BSS_type_infrastructure:
  24. 		szProfileXML += "ESS";
  25. 		break;
  26. 	case dot11_BSS_type_independent:
  27. 		szProfileXML += "IBSS";
  28. 		break;
  29. 	case dot11_BSS_type_any:
  30. 		szProfileXML += "Any";
  31. 		break;
  32. 	default:
  33. 		wprintf(L"Unknown BSS type");
  34. 		return false;
  35. 	}
  36.  
  37. 	szProfileXML += ("</connectionType><MSM><security><authEncryption><authentication>");
  38. 	switch (pNet->dot11DefaultAuthAlgorithm)
  39. 	{
  40. 	case DOT11_AUTH_ALGO_80211_OPEN:
  41. 		szProfileXML += "open";
  42. 		wprintf(L"Open 802.11 authentication\n");
  43. 		break;
  44. 	case DOT11_AUTH_ALGO_80211_SHARED_KEY:
  45. 		szProfileXML += "shared";
  46. 		wprintf(L"Shared 802.11 authentication");
  47. 		break;
  48. 	case DOT11_AUTH_ALGO_WPA:
  49. 		szProfileXML += "WPA";
  50. 		wprintf(L"WPA-Enterprise 802.11 authentication\n");
  51. 		break;
  52. 	case DOT11_AUTH_ALGO_WPA_PSK:
  53. 		szProfileXML += "WPAPSK";
  54. 		wprintf(L"WPA-Personal 802.11 authentication\n");
  55. 		break;
  56. 	case DOT11_AUTH_ALGO_WPA_NONE:
  57. 		szProfileXML += "none";
  58. 		wprintf(L"WPA-NONE,not exist in MSDN\n");
  59. 		break;
  60. 	case DOT11_AUTH_ALGO_RSNA:
  61. 		szProfileXML += "WPA2";
  62. 		wprintf(L"WPA2-Enterprise 802.11 authentication\n");
  63. 		break;
  64. 	case DOT11_AUTH_ALGO_RSNA_PSK:
  65. 		szProfileXML += "WPA2PSK";
  66. 		wprintf(L"WPA2-Personal 802.11 authentication\n");
  67. 		break;
  68. 	default:
  69. 		wprintf(L"Unknown authentication");
  70. 		return false;
  71. 	}
  72. 	szProfileXML += ("</authentication><encryption>");
  73. 	switch (pNet->dot11DefaultCipherAlgorithm)
  74. 	{
  75. 	case DOT11_CIPHER_ALGO_NONE:
  76. 		szProfileXML += "none";
  77. 		break;
  78. 	case DOT11_CIPHER_ALGO_WEP40:
  79. 		szProfileXML += "WEP";
  80. 		break;
  81. 	case DOT11_CIPHER_ALGO_TKIP:
  82. 		szProfileXML += "TKIP";
  83. 		break;
  84. 	case DOT11_CIPHER_ALGO_CCMP:
  85. 		szProfileXML += "AES";
  86. 		break;
  87. 	case DOT11_CIPHER_ALGO_WEP104:
  88. 		szProfileXML += "WEP";
  89. 		break;
  90. 	case DOT11_CIPHER_ALGO_WEP:
  91. 		szProfileXML += "WEP";
  92. 		break;
  93. 	case DOT11_CIPHER_ALGO_WPA_USE_GROUP:
  94. 		wprintf(L"USE-GROUP not exist in MSDN");
  95. 	default:
  96. 		wprintf(L"Unknown encryption");
  97. 		return false;
  98. 	}
  99. 	szProfileXML += ("</encryption></authEncryption><sharedKey><keyType>passPhrase</keyType><protected>false</protected><keyMaterial>");
  100.  
  101. 	szProfileXML += targetKey;
  102. 	/*尾*/
  103. 	szProfileXML += ("</keyMaterial></sharedKey></security></MSM></WLANProfile>");
  104. 	/*XML码流转换成双字节*/
  105. 	wscProfileXML = szProfileXML.GetBuffer();
  106. 	if (NULL == wscProfileXML)
  107. 	{
  108. 		wprintf(L"Change wscProfileXML fail\n");
  109. 		return false;
  110. 	}
  111. 	/*设置网络参数*/
  112. 	DWORD dwReasonCode = 0;
  113. 	DWORD dwResult = WlanSetProfile(m_wlanHandle, &interfaceGuid,
  114. 		0x00, wscProfileXML, NULL, TRUE, NULL, &dwReasonCode);
  115. 	if (ERROR_SUCCESS != dwResult)
  116. 	{
  117. 		return false;
  118. 	}
  119. }

3.WiFi的连接

        连接接口是 WlanConnect，连接之前，需要判断当前要连接的热点是否有profile（热点列表 WLAN_AVAILABLE_NETWORK字段里有），没有profile的话需要自己写一个xml，调用WlanSetProfile 配置下去，需要注意的是 WlanConnect 的返回值是立即返回的，表示调用的成功或失败原因，并不表示热点的连接状态，热点的连接状态需要我们前面提到的回调函数里获取。代码示例：

  1. //连接WIFi
  2. WLAN_AVAILABLE_NETWORK wlanAN = pBssList->Network[j];
  3. WLAN_CONNECTION_PARAMETERS wlanConnPara;
  4. wlanConnPara.wlanConnectionMode = wlan_connection_mode_profile; //YES,WE CONNECT AP VIA THE PROFILE
  5. wlanConnPara.strProfile = wlanAN.strProfileName;                // set the profile name
  6. wlanConnPara.pDot11Ssid = NULL;                                 // SET SSID NULL
  7. wlanConnPara.dot11BssType = dot11_BSS_type_infrastructure;      //dot11_BSS_type_any,I do not need it this time.       
  8. wlanConnPara.pDesiredBssidList = NULL;                          // the desired BSSID list is empty
  9. wlanConnPara.dwFlags = WLAN_CONNECTION_HIDDEN_NETWORK;          //it works on my WIN78
  10. dwResult = WlanConnect(m_wlanHandle, &pIfInfo->InterfaceGuid, &wlanConnPara, NULL);
  11. if (dwResult == ERROR_SUCCESS)
  12. {
  13.     //WlanConnect是立即返回的，所有返回值没意义，通过注册的回调函数OnNotificationCallback获取连接结果
  14. }

4.回调函数获取状态

        对于回调函数 WLAN_NOTIFICATION_CALLBACK，参数1 PWLAN_NOTIFICATION_DATA，NotificationSource 字段 对WLAN系统消息进行分类，NotificationCode表示系统消息的具体消息类型

        参数2是NotificationCode消息类型的数据指针，指向该类消息的具体内容；

        我们可以通过回调函数获取WLAN连接的各种状态提示，示例如下：

  1. void OnNotificationCallback(PWLAN_NOTIFICATION_DATA data, PVOID context)
  2. {
  3. 	if (data != NULL && data->NotificationSource == WLAN_NOTIFICATION_SOURCE_ACM)
  4. 	{
  5. 		switch (data->NotificationCode)
  6. 		{
  7. 		case wlan_notification_acm_scan_complete:
  8. 		case wlan_notification_acm_scan_fail:
  9. 			WiFiManager::GetInstance().SetConnectResult(NULL, data->NotificationCode);
  10. 			break;
  11. 		case wlan_notification_acm_connection_start:
  12. 		case wlan_notification_acm_connection_complete:
  13. 		case wlan_notification_acm_connection_attempt_fail:
  14. 		case wlan_notification_acm_disconnecting:
  15. 		case wlan_notification_acm_disconnected:
  16. 		{
  17. 			PWLAN_CONNECTION_NOTIFICATION_DATA connection = (PWLAN_CONNECTION_NOTIFICATION_DATA)data->pData;
  18. 			WiFiManager::GetInstance().SetConnectResult(connection, data->NotificationCode);
  19. 		}
  20. 			break;
  21. 		default:
  22. 			break;
  23. 		}
  24. 	}
  25. }

下面是我写的WiFi管理工具源码，IDE是VS2015：

wifimanagerapidemo.zip

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