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Wi-Fi智能设备的配网模式及原理方法

沃特智能

2020-08-26

无论Wi-Fi设备、蓝牙BLE设备、GSM/LTE设备或Zigbee设备等物联网设备，大多都没有人机交互界面，那么实现设备智能化的前提在于顺利配置网络。即在首次使用时，完成快速联网、安全校验、绑定用户账号等。

一. 配网的概念

【配网的定义】设备直接或间接「通过手机」连接到网络，并添加到用户账号下。实现设备与设备、设备与人的智能连接。

【技术原理】智能设备都有唯一的标识码MAC地址，用户的账号需要在服务器绑定这个设备的MAC地址后，才有权限在账号下进行控制。

【实现方法】通过手机在局域网内获取智能设备的MAC地址，再将其与用户手机APP账号一起发到服务器进行绑定。也就是通过手机将网络信息配置给智能设备，使其连接到互联网。

二. 配网步骤及技术原理

第一步：重置智能设备「以灯泡为例」

步骤1：将灯泡接通电源。10秒后断电再接通电源。

步骤2：开灯-关灯-开灯-关灯-开灯。间隔1秒，须灯亮后再关，间隔时间太短和太长都不行。

步骤3：确认指示灯正在快闪，即每秒闪2次。然后才能打开APP进行配网操作。

▲注：以上重置步骤，仅供参考，并不适用于所有的Wi-Fi灯泡。所以，实际操作要以具体说明书为准。

第二步： 选取最正确的配网模式

各物联网平台推出的配网模式略有不同，但技术原理类似。以下汇总了国内主流物联网平台的配网模式，便于用户选择最适合自己设备的方式顺利配网。

1. Combo配网模式（蓝牙WiFi双模）

搭配Wi-Fi蓝牙双模模组的智能硬件，配网过程中APP通过蓝牙将路由器参数传给设备，供设备连接路由器。

【配网方法】手机APP在添加设备列表中选择即可与智能设备进行配对。手机进行配对后，还需智能设备进行确认操作（如按键）方可配对成功。

【技术原理】智能设备和手机通过蓝牙协议建立数据连接。用户只要在整个配对过程中保证输入的2.4GHz Wi-Fi的SSID/密码是正确的即可。设备接收到配网信息后，会自动连接2.4GHz Wi-Fi。

▲注：配网成功率还要考虑设备蓝牙模块的手机兼容性。由于iPhone手机可能会存在蓝牙使用限制，故该模式会自动附带AP配网模式作为备用方案。

2. SmartConfig 模式/ 一键配网

可以直接发现设备，体验方便。需APP端有“自动发现”的功能。

【配网方法】

步骤1：手机连上 Wi-Fi，打开智能硬件指定 APP 软件，进入配置界面，输入手机所在 Wi-Fi 密码，请求配网 token。

步骤2：智能硬件开启混杂模式监听所有网络数据包。

步骤2：手机通过广播、组播循环发送 SSID/密码/token。

步骤4：硬件设备通过 UDP 包（长度）获取配置信息捕捉到SSID/密码/token，连接路由器（广播根据 UDP 包长度，组播根据 IP 地址信息）。

3. Wi-Fi快连/ 快速配网

Wi-Fi有2.4GHz和5GHz两个频段，但智能设备基本都内置的2.4GHz联网模块，所以配网的时候须连接 2.4GHz Wi-Fi网络。

如果路由器只有2.4GHz的频段，或已经确定路由器的2.4GHz Wi-Fi、5GHz Wi-Fi是采用不同的Wi-Fi名称，那么就可以优先使用此模式。

【配网方法】确保设备和手机都处于2.4GHz频段后，打开手机APP 、添加设备、选取快速配网模式，然后按照APP提示完成即可。

【技术原理】APP主动寻找需要连接的设备，设备会一直等待来自2.4GHz频段的配网信息。因此，在快速匹配的模式下，手机必须连接同智能设备一样的频段（即2.4GHz）的Wi-Fi才能配网成功。

4. SoftAP模式/ 热点配网

此模式中，无论是2.4GHz/5GHz路由器同名、还是同场景下多个路由器同名等情况，都不会有影响。配网成功率达到100%。

【配网方法】

智能设备进入此模式后，会自动建立一个AP热点；在手机配网界面输入Wi-Fi名称/密码，手机通过连接智能设备的AP热点，将路由器的Wi-Fi名称/密码直接发送给智能设备，供设备连接路由器，同时从智能设备获取MAC地址，然后发送到云端。

【技术原理】

手机APP通过连接AP热点与智能设备交互。智能设备利用手机传送过来的SSID/密码去连接路由器，而手机按照原来的方式连接路由器。

▲注：如果输入错误的Wi-Fi名称/密码，会导致出现“添加设备成功，设备离线”的状况。因此一定要确保通过手机传送给智能设备的Wi-Fi名称/密码没有错误，而且是基于2.4GHz频段的。

苹果IOS11.0系统以下的手机，无法自动切换热点，需要用户进入Wi-Fi列表页面，手动选择新热点。

5. 扫码配网模式

适用于设备本身可直接连接到网络的智能设备，如摄像头。

【配网方法】

直接扫描智能设备的专属二维码即可。二维码有以下两种：

固定二维码：适合于无屏幕的智能设备，二维码分别贴到每个智能设备的机身或包装或说明书上。

动态二维码：适合于有屏幕的设备，二维码直接显示在屏幕上。

方法1：通过手机APP扫描二维码后绑定用户账号即可。

方法2：通过物联网平台的小程序完成配网。初次使用设备的时候，直接通过微信扫码绑定到用户账号中，免去下载手机APP，进一步提升设备的配网体验。

方法3：通过智能设备的屏幕操作自行连接路由器，智能设备联网成功后可获取绑定码并显示在屏幕上，再通过手机APP扫描即可绑定到用户账号中。适用于带屏幕的智能设备。

【技术原理】

手机扫描专属二维码后会自动连接到智能设备的AP热点，然后把SSID/密码发送给智能设备；手机和智能设备断开连接，智能设备通过已获取的SSID/密码去连接路由器，而手机按照原来的方式连接路由器。

▲注：如果设备长期不上线，需要检查智能设备的流量是否过期，或者换一个信号好的地方再做尝试。

6. 手机热点配网模式

【配网方法】将手机设置成一个特定名字和密码的Wi-Fi热点，然后让智能设备连接手机，再发送和接受配网进行配网。

【技术原理】手机上启动一个临时的配网热点, 其SSID/密码是固定的。

7. 声波配网

适用于没有触屏、键盘或其它输入设备且拥有麦克风的智能设备，如智能收钱音箱、智能音箱、智能家庭助手、智能早教机等。其优点是配网速度快、可人耳感知，缺点是受环境干扰较大。

【技术原理】将配网信息编码在固定频段的声波中，手机将Wi-Fi的SSID/密码信息转化为声音信号（PCM），然后将声音信号通过音频模块播放出来。同时，智能设备录下这一段声音，然后将声音信息解析出来，用解析到的信息去连接Wi-Fi。

8. 自动配网模式

可以直接发现设备，体验方便。需APP端有“自动发现”的功能。

【配网方法】

步骤1：进入自动发现 > 访问位置，自动搜索附近的智能设备。

步骤2：启用Wi-Fi或启用蓝牙（Bleconfig）进行自动配网。

9. AirKiss模式

【技术原理】类似与SmartConfig，可以使用微信公众号直接配置 (界面化操作，不需要装APP)。只是设备端和手机端的交互，没有云端。

【配网流程】

1. Wi-Fi智能设备以station混杂模式运行。
2. 手机微信客户端通过AirKiss发送家里的路由器SSID和密码。

3. Wi-Fi设备通过抓包获取到SSID和密码，然后连接到家里的路由器。

▲注：如果使用上述方法都不能让智能设备联网，则需要注意以下事项：

1. 检查手机和智能设备是否连接的同一个路由器或Wi-Fi。

2. 进入路由器的设置界面：检查Wi-Fi名称中是否带有特殊符号、汉字，建议以“字母+数字”的组合进行命名；将防火墙、白名单过滤、MAC过滤、AP隔离、二级验证这几个功能全部关闭；开启DHCP功能。

3. 排除以上情况后还是不能联网，将设备拿到另一个环境，用手机设置成与要配网的路由器同名称/密码的Wi-Fi热点，将其配网绑定成功之后，再拿回到要使用的地方。

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