物联网 WIFI 一键配置原理（smartconfig) ESP8266/QCA4004 参考

Posted 2020-06-28 li_yangyang_li

物联网 WIFI 一键配置原理（smartconfig) ESP8266/QCA4004

物联网WIFI

嵌入式爱好者(小子图) · 2015-09-05 11:07

自从物联网问世以来，如何使得物  能够联网有了很多的方式，目前运用非常广的WIFI，今天就总结下自这个方面，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：

买了BroadLink的智能插座，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。

Broadlink最新的插座SP2 和RM2，e-Air等用的是Marvell Easy-Connect方案

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）。

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）TI 的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

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：

l  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；

l  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；

l  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）。

QCA4004 跟ESP8266不同，它不进行行前期AP扫描，直接从信道1-2--。。13 循环配置区接收UDP包，并且UDP包采用组播。

PS:

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 IEEE802.11 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）。