IoT设备配网方式总结

从无线制式方面,将IoT的无线联网技术归为三类:

  1. 2G/3G/4G插SIM卡上网,无需配网;
  2. WiFi连路由器上网,需要配置SSID/PWD;
  3. BT/Zigbee等通过网关代理上网,需要与网关配对。

第1类,无需配网;第3类,多采用协议规定的配网方式,多为PBC触发配对方式。都不讨论。
这里只针对第2类(WiFi连路由器)的方式,讨论其首次使用时的网络配置方式。


配有MMI I/O设备的,可以直接人机交互配网。
配备有NFC、USB等的,可以通过Out-of-Band的方式,辅助APP配网。
除此之外,只能通过In-Band方式配网,技术上包括以下方案:

  1. SoftAP方式
  2. WPS方式
  3. Broadcast/Sniffer方式
  4. Beacon/Probe Vender-specific方式

SoftAP方式,IoT设备工作与AP模式,手机直连IoT设备,将目标路由器的SSID/Password传过去。
该方式是最传统的配网方式,不考虑终端兼容性问题,配网成功率100%。
缺点是用户操作复杂。用户需要下载APP,连接IoT设备,手动输入SSID/Password。APP也需要开发团队自己开发。
用户通常不习惯手动输入SSID,所以希望SSID是从扫描热点列表中选取。Android手机允许APP读取AP列表,iOS手机不允许。要Android和iOS体验一致,通常要IoT设备自己扫描,传给APP。

WPS方式,同时在IoT设备端和路由器端按下WPS按钮,可以一键配对,很方便。
该方式要求路由器和IoT同时支持WPS,目前部分路由器已经取消WPS功能,IoT增加按键也有诸多不便。所以,该方式可以不考虑。

Broadcast/Sniffer方式,APP控制通过UDP广播或者组播方式向空中广播SSID/Password,IoT设备工作于混杂模式,抓包得到目标路由器的SSID/Password。
因为空口通信被加密,通常会利用帧长度编码,效率低、易受干扰。
该方案是一种hack类型的方案,未在802.11协议内规定,兼容性不能保证。尤其双频下面,路由器隔离了2.4G和5G的情况下,大概率会配网失败。
该方式下用户操作也很复杂,相对SoftAP方式,只是少了连接IoT设备的过程,仍然需要下载APP,SSID/Password仍需手动输入。

Beacon/Probe Vender-specific方式,通过自定义beacon/probe帧的vender-specific字段,可以使IoT设备和路由器在建立连接之间,进行简单通信,从而实现高级的配网功能。
该方案是路由器和IoT设备直接通信,路由器是知道自己的SSID/Password的,所以,极限情况下,甚至可以上电即入网、免人工干预。
该方案需要同时定制IoT和路由器,在成为标准之前,只能用于自家IoT产品和自家路由器之间。局限较大,需要同时兼容其他方式。

综合,
SoftAP方式和Broadcast/Sniffer方式,是两种通用的In-Band配网方式。为保证配网成功率,必须支持其一。考虑用户操作方便,目前家用产品以Broadcast/Sniffer方式居多。
Beacon/Probe Vender-specific方式,可以作为辅助方式,提升自家IoT产品和自家路由器之间的体验。如果不是成套销售,需要同时兼容其他配网方式。
WPS方式,可以有,但不能只有WPS方式。

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