智能家居第一步

Wendel| 1天前

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。