物联网Wi-Fi配网方式,你知道几种

2020-09-18 11:41:16 1

一 概要

Wi-Fi我们很早就触摸了,可是配网对很多人都比较生疏。因为前期的Wi-Fi设备根本都是带屏幕和输入设备的(如笔记本/手机/PDA等),而配网只需求用户直接输入路由器的SSID/password即可,简略到被人疏忽。

可是跟着物联网的鼓起,Wi-Fi被很多运用于没有人机交互办法的设备中,如智能插座等物联网终端产品中,而Wi-Fi(IEEE802.11)规范在规划之初是没有考虑这种无人机交互办法的配网的,也便是没有官方规范。配网成了一种类似于黑客找缝隙的技能,这也就导致了市面上配网的办法多种多样,且各家玩各家的,鱼龙稠浊,互不相通,全体体会偏低。

物联网Wi-Fi配网方式

几个概念:

狭义配网:Wi-Fi设备获取路由器信息(SSID,password等)并衔接路由器的进程。

绑定:用户手机APP账号与被配网设备相关的进程。

广义配网:狭义配网+绑定。

本文评论的配网如未注明都指狭义配网,并省掉云端参加流程。简化示意图如下:


那么市面上的配网技能有哪几种呢?按原理分商用的首要有:

一键配网

播送包长办法

组播地址办法

设备热门配网

蓝牙配网

手机热门配网

路由器配网

零配

其他(如语音配网/摄像头二维码配网等)

阿里云IoT开发的物联网操作系统AliOS Things支撑上述1-6配网办法。

二 详细的介绍

1 一键配网

流程

一键配网(Smart Config)首要原理为:

设备进入sniffer形式(又名稠浊形式,即不过滤数据报文),监听环境中一切的802.11报文;

设备需求在所支撑的信道(一般1-13)上轮询监听(因为设备不知道用户手机和方针路由器的信道);

捕获到契合配网规矩的数据报文后中止信道轮询,测验在在此信道上接纳完结一切报文;

当时信道接纳失利或超时从头回到进程2;

数据报文接纳完结则封闭sniffer形式,回到station形式并开端测验衔接路由器,狭义的配网进程完结。


数据传输办法

数据的承载办法有两种,一种播送办法,另一种是组播办法。下面别离介绍。

设备在接入路由器之前,没有取得对应密钥,无法解密路由器局域网内的数据报文(包含衔接到方针路由器的用户手机的报文)。

如下图所示,设备在sniffer形式收到的数据报文主体即Frame Body部分是加密的,仅帧头和整个报文长度是不加密的。要经过手机将配网信息传给设备,那么就得考虑运用这些信息。

MAC帧格局:


1)播送包长办法

数据报文长度共2字节,且包头和校验和占掉了一部分字段故不能从0开端编码,而太长会导致整个数据报文冗余数据急剧添加,如折中取11bit。

详细办法为:手机端经过发送不同长度的播送报文,将配网信息编码到报文长度信息中。——有点像藏头诗吧?

2)组播地址办法

假如运用地址编码,即运用下图的DA编码,那么便是组播办法。

ieee802.11将224.0.0.0 ~ 239.255.255.255划定为组播保存地址,在以太网中,意图IP地址为组播保存地址的数据包,意图MAC地址需求做一个映射。详细做法是,MAC地址的3个高字节固定为01:00:5E,后三个字节依次为组地址的从高字节起的第二字节取低7位、组地址的第三字节和第四字节,例如组地址225.215.145.230对应的MAC地址为01:00:5E:57:91:E6。所以有23个bit可用户编码。

长处:

用户简略易操作,体会好(成功时)。

缺陷:
对手机,路由器都有严厉的兼容性要求,比方有些路由器默许封闭播送/组播报文转发使得设备收不到路由器转发的报文;手机以5G频段衔接到路由器,2.4G的设备压根收不到包等,诸如此类不可控因素导致全体兼容性差,配网成功率低。

总结

物联网刚鼓起时大多数厂商的默许挑选,在饱尝用户投诉之后渐渐被弃用。

2 设备热门配网

设备热门配网很好了解:

设备端Wi-Fi进入softAP形式,树立一个约好称号的AP热门;

APP端提示用户手动将手机衔接到1中设备树立的热门;

衔接树立后,手机与设备树立局域网;

手机经过UDP/TCP将配网信息直接传给设备;

设备拿到配网信息后切换回station形式,开端衔接路由器。


长处:
成功率高,牢靠。

缺陷:
用户操作相对一键配网复杂度略高(iphone用户需求手动跳转到无线局域网设置界面衔接app界面提示的设备热门)。

总结

中庸牢靠是其制胜之道,在旧日霸主一键配网因为成功率不高被广为吐槽后,设备热门配网在商场上的占有率安稳提高。

3 手机热门配网

这是热门配网(softAP)的一个变种,热门不由设备创立而是由手机创立。

长处:
设备无需支撑热门形式,端上开发工作量较低;

可与一键配网共存(一起使能),在阿里云IOT手机热门配网中,手机热门SSID固定为aha,这样处在一键配网形式的设备一旦扫描到周围存在aha热门即测验衔接aha。常用来做备用配网计划。

缺陷:
运用者实在的体会欠安,尤其在ios设备上APP无法自动创立热门,需求用户跳转设置界面手动改设备名并手动翻开热门。

总结

从前作为一个立异在阿里IoT中作为一键配网失利后的候补计划,因为一键配网自身占比下降,候补的进场率也就更低了。

4 蓝牙配网

蓝牙配网全体流程跟设备热门配网差不多。只不过用ble替换了设备端的热门,理论上仍是一种根据点对点衔接的配网办法。


长处:
兼容性较好,成功率高。

运用者实在的体会好。

缺陷:
本钱略高。相对与其他配网形式,需求额定添加蓝牙硬件本钱。

总结

合适与自身既有蓝牙又有Wi-Fi的运用场景的设备,或许模组本钱相对不是那么灵敏的土豪设备。跟着低本钱BLE的推广,其占有率逐步提高。

5 路由器配网

路由器配网的思路便是路由器在配网形式下敞开一个特定的用于配网的SSID,设备发现了这个热门后衔接这个热门以获取配网信息,流程跟手机热门配网类似。其简化流程图如下:


长处:
运用者实在的体会较好。

缺陷:
运用面窄,需满意设备跟路由器都为同一计划的场景。

总结

合适端上整套生态打法的厂商。

6 零配

这是一种充沛的运用待配设备/及主配设备的高权限优势的配网,要求主配和待配设备的运用程序都能发送和接纳802.11办理帧。直接运用802.11 的办理帧(probe request/response)带着配网信息,然后完成高效配网。简化原理如下:


长处:
运用者实在的体会好,成功率高,如智能音响对智能设备配网即可运用此办法。

缺陷:
运用面窄,需求满意路由器下存在现已配网的同计划设备的要求。

总结

规划上自身高效牢靠,可是因为手机APP权限问题,无法经过第三方程序拼装或许接纳Wi-Fi办理帧,约束了其在手机上的运用(手机不能当主配),也就使得其只能成为一种辅佐或许特定范畴的配网办法。

三 总结比照

经过一个表格比照各配网办法特色:


四 开展趋势

除了上面列出的配网办法外,还有其他一些方向供我们参阅。

Wi-Fi P2P。运用Wi-Fi Direct技能直接将配网信息经过手机传给设备。

缺陷:无法仅Android手机支撑Wi-Fi Direct技能,IOS尚不支撑。并且不是一切的安卓手机都支撑,导致手机兼容性差,一条腿走路注定了无法遍及。

苹果AWDL协议。AWDL能够认为是苹果私有的端上P2P协议,如Air Drop即根据这种协议。无法协议不开源,即便对协议进行破解,运用起来也存在法务危险。否则能够跟1中办法合作运用,构成互补。

因而,上面两种办法在通用配网中不会成大气候。

针对特定场景的配网:

语音配网(运用本地语音辨认技能给带语音辨认模块的设备如智能音响配网)。

针对智能摄像头的二维码配网(摄像头自动扫手机APP生成的二维码)等。

凭借了自己共同的软硬件优势在相应范畴供给体会上佳的配网体会,是物联网开展对细分商场高度定制和优化的体现。

DPP(Device Provisioning Protocol)。Wi-Fi Easy Connect的重要组成部分,Wi-Fi Alliance官方拟定。由4个进程组成:

引导:扫描二维码或输入字符串触发,获取对方设备的公钥以及信道、mac等其他信息;

验证:待配与主配经过上一步取得的信息树立安全衔接;

装备:配网信息传输给待配设备;

接入:待配设备运用配网信息向方针AP认证并树立衔接。

现在DPP还处于规范拟定完善阶段,没有商用。不过一旦官方出来拟定一套一致配网规范,其远景仍是十分可观的,有望一统江湖,很大程度处理配网碎片化的问题。

在DPP商用之前,设备热门配网(↗)/蓝牙配网(↗)/一键配网(↘)仍然是干流。


本文关键词:6路模拟量采集器8路IO控制器MQTT 4G RTU

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