分享个WIFI 一键配置原理-以ESP8266为例

z3512641347 · 发表于 2017-7-25 19:59:29

#每日技术干货# 《Wi-Fi一键配置原理》！对于一般企业来说，想要让设备联网，从成本、维护、周期等等角度考虑，那选择什么样的的方案是最快捷、安全可靠的联网方式了？

1wifi模块可以连接路由器，是不是就能实现远程控制呢？

wifi模块可以连接路由器，说明实现路由器的局域网控制没有问题。

2 远程控制的过程中，自己家里面搭建服务器可以吗？

远程控制需要服务器，但是用户通过自己的电脑在家里搭建服务器实现的可能性很小，因为搭建服务器需要公网的Ip还有服务器相关的软件开发，并且维护过程是一个成本较高的开支。

3 现在市面上有哪几种可以实现远程控制？

方式一：自己买服务器硬件，搭建在腾讯服务器百度服务器中心等（方便维护），企业自身开发服务器软件等。（超大型企业）

方式二：通过租用阿里云，自己写服务器的软件实现。（企业用户，难度较大）

方式三：通过一些P2P平台，实现穿透。但是国内的这项技术相对不够准确。(小部分企业使用)

方式四：通过第三方平台实现，比如机智云等。（企业用户和个人开发者）

方式五：通过路由器的花生壳技术解析，实现映射的过程。（业余爱好者）

从上面可以很清楚的看出，对于一般企业来说，想要让设备联网，从成本、维护、周期等等角度考虑，选择机智云之类的方案是最快捷、安全可靠的联网方式之一。

就联网方面，目前运用非常广的WIFI，今天就总结下这个方面，也对于有需要的盆友也希望有抛砖引玉之效果。

来看个知乎上的提问，很有意思！

问题：

用机智云开发了一个智能插座，发现有一个很神奇的一键配置功能。简单的说就是：当智能插座还没有连上WiFi的时候，此时通过手机App可以将WiFi的SSID及密码一键配置到智能插座上去。

知乎有人回答，看到比较好的解答是：

解析一键配置，其大体工作原理如下：

1. 设备进入初始化状态，开始收听附近的 WiFi 数据包。

2. 手机/平板设置 WiFi 名字和密码后，发送 UDP 广播包。

3. 设备通过 UDP 包（长度）获取配置信息，切换网络模式，连接上家里 WiFi，配置完成。

接下来我们来分析一下原理

物联网智能单品路线：智能硬件+APP+云

APP将要配置上的路由的wifi用户名、密码进入智能硬件，目前各个WIFI芯片厂家基本采用以下几种方式：

1）SmartConfig

2）AP模式： APP 配置手机连接到智能硬件（WIFI芯片的AP），构建成一个局域网，当然该局域网是不能上网的，但是局域网内的各个设备的通信是OK的。

此时该局域网内一般有三个设备（WIFI芯片工作在AP模式或者是AP+STATION模式），手机和智能硬工作在STATION模式。

SmartConfig也就是所谓的一键配置，速度比AP模式快，为什么呢？请看下面分解。

所谓的SmartConfig就是：

手机APP端发送包含WIFI 用户名 WIFI密码的 UDP广播包或者组播包；
智能终端的WIFI芯片可以接收到该UDP包，只要知道UDP的组织形式，就可以通过接收到的UDP包解密出WIFI 用户名、密码；
然后智能硬件配置到指定的WIFI AP 上。

AP模式比较不好的就是配置时间比smartconfig要长，手机连接的WIFI接入点会变化，如果配置不成功，手机就无法上网，需要在手动配置WIFI，手机才能上网。

ESP8266 芯片：SDK提供两种连接方式：

1）smartconfig

采用UDP广播模式（UDP接收IP地址是255.255.255.255）esp8266先scan 下AP ，得到AP的相关信息,如工作的channel,然后配置wifi芯片工作在刚才scan到的channel上去接收UDP包，如果没有接收到，继续配置ESP8266工作在另外的channel上，如此循环，直到收到UDP包为止，为什么要提前进行SCAN 下WIFI AP呢？

就是为了提高配置效率。假设当前网络中只有两个AP,一个AP工作在CHANEL1，另外个 ap工作在channel13,我们现在需要配置智能硬件连接到AP2 ,就是channel13上，如果不提前scan就需要从1--13扫描浪费时间。就是需要从channel1-chane2---...channnel13一直扫描了，如果扫描了AP，芯片马上从AP CHANNNEL1 到channel13加快获取到UDP包。

2) AP接入

AP 是 (Wireless) AccessPoint 的缩写，即 (无线) 访问接入点。简单来讲就像是无线路由器一样，设备打开后进入 AP 模式，在手机的网络列表里面，可以搜索到类似 TPLINK_XXX 的名字（SSID）。

随着无线路由器双频 WiFi（可以有两个 WiFi 名字，其中一个 5G，一个 2.4G）的越来越多，也许下一次智能硬件公司更换 WiFi 方案时，设备支持 5G 也会是个选择因素了（换个支持 5G 的芯片方案）。

再往下畅想，对于手机厂商来讲，可以进一步的优化基于一键配置的连接 WiFi 方式：借助于手机共享自身连入的 wifi（SSID）给设备，直接给用户提供免配置体验（实际是后台替你做了一键配置的流程）。

当然也会有其他连接方式，诸如使用 NFC，声波识别等告诉智能设备要配置 WiFi 的名字和密码，如叮咚音箱就是这样做的。