智能家居第一步: WiFi 设备怎么连上网

拿起手机打开软件就可以远程使用智能设备,是不是起来很酷炫。实际使用的效果如何,将手机和设备第一次连接起来, 是否会一帆风顺呢?

如果你好奇或者苦恼于设备连接不上的话,就接着读,本文用分析插座怎么连上网的方式,来讲解智能家居设备使用的第一步

智能家居,物联网,互联网加一堆新的科技名词,下至草根,上至总理,都在谈论,我们已经可以看到下一个将猪吹起来的起风口,创业者在这个领域争先恐后。随之而来的是,智能家居的设备智能化,很多家电设备都安装上了 WiFi 模块, 方便用户通过手机控制和远程查看家里情况,典型的设备如智能插座,智能空调,智能净化器。

转入正题,对于智能设备首次配置,这个过程简单来讲就是把 WiFi 设备初始化后,连到家里的无线路由器上。第一次配置成功后,基本就一劳永逸了。

设备 WiFi 连接方式在这两年不断在改进,主要的有两种,先来说说最老最原始的方式。

AP 模式连接

AP 是 (Wireless) Access Point 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)。

连接步骤:

a. 初始化智能硬件,使智能硬件设备进入 AP 状态



b. 手机切换 WiFi:接入上述 设备出现的 WiFi 名字(SSID)的网络



c. 手机相应软件上设置要接入的无线网络(WiFi 名字和密码)

d. 设备根据手机软件输入设定的 WiFi 配置信息连入当前的无线网络(手机端不需要操作)

e. 手机切回正常的 WiFi,配置完成后会发现新添加的设备


归纳起来的流程是这样的,看起来是不是要晕了:


第二种是业界宣传的「一键配置」:

这种快速连接方式,相对于 AP 模式连接简化操作,省了很多步骤,首次配置速度更快。



a. 手机连上 WiFi,开启 APP 软件,点击"添加新设备",进入配置界面,输入手机所在 WiFi 密码,点击配置



b. 设备根据输入的 WiFi 配置信息(SSID 和密码)连入 WiFi(手机端不需要操作)



c. 配置完成后 手机软件上会发现新添加的设备

再深入的解析下一键配置,其大体工作原理如下 (内有专业名词可跳过阅读):

  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。

上面介绍的比较简单,实际实现会有较多的细节需要优化,比如 wifi 频段搜索与存储,数据包校验处理,复杂无线环境处理等。

连接方案介绍

通过拆解设备,笔者会带你进一步了解厂商使用的连接方案。接下来会简单分析下 Broadlink 的智能插座(Broadlink 在智能家居行业起步早,有诸多成熟的产品)。



对于一键配置,不同的设备芯片厂家有不同的叫法,TI 称 Smartconfig,Marvell 喊 Easy-Connect。国内公司使用后,通常会再包装出新的名字来进行宣传,略过不表。



这些看似不同的方案实质上思路是一致的,如刚才提到的 Broadlink,第一代智能插座产品 Sp1 使用的是 TI 的方案:430 单片机+ CC3000 WiFi 芯片(具体芯片 MSP430F5309 + CC3000MOD)。

到了第二代插座产品 Sp2 使用的是 Marvell 的方案:Cortex-M3 单片机 + 低功耗 Wifi 芯片(具体芯片 88MC200 + 88W8782)。



至于 Broadlink 要换方案的原因,抛开价格,功耗因素,WiFi 兼容性这块也值得去考虑。对比这 2 个方案还会发现 Marvell 的芯片兼容性要胜出一些(Marvell 的 88W8782 支持 IEEE 802.11 a/b/g/n,TI 的 CC3000 只支持 IEEE 802.11 b/g)。

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,如小智音箱是这样做的,当然这些方案目前看不够成熟。

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