loT设备与手机的连接方式,WiFi快连、SmartConfig、SmartConnect

现在的智能硬件产品，以WiFi品类居多，这些WiFi硬件没有人机交互界面，但设备要上网肯定要配置SSID等相关信息，于是WiFi快连应运而生。

事实上在2010年，wifi联盟就推出过简单配置的协议规范《WiFi Simple Configure》，通过输入PIN码或者按键来接入AP，这技术被称为WPS。可惜这个功能需要路由器支持，市面上一些路由器不支持，导致没有大规模推行。

目标：研究loT设备与手机的连接方式（连接流程和原理）
loT设备：智能插线板，智能音响等智能硬件
手机：运行在手机上的App

参考：腾讯的AirKiss、华为的HiLink

1、手机连接智能硬件的软ap，再配置
原理：手机连接上了智能硬件后，手机app和智能硬件就可以建立socket通信，然后两者之间就可以进行数据的交互，不管是设置还是传输都没有问题了。接着手机app配置智能硬件需要连接的路由的ssid和密码，然后智能硬件就可以自行连接路由了。再接着，手机连接路由，智能硬件也连接着路由，至此以后两者就可以交互了。如果加上互联网上的服务器的话。手机通过4g网络也可以控制智能硬件。

2、神奇的smartconfig
原理：首先app端发送带有ssid和密码的经过加密的udp广播包。其次wifi模块拥有monitor模式，也就是所谓的监听模式，可以抓取空中的包，当然，wifi必须扫描出当前的可以连接的所有路由处于哪个信道，并对这些信道分别监听，然后收到了经过加密的app端发送的包后，解密出来就是ssid和密码，接着可以通过wpa_supplicant进程来进行连接路由。

3、声波配置
原理：手机放出经过编码加密的声音，智能硬件通过麦克风录音，解码解密，然后配置成功。接着就和上述基本类

一、什么是WiFi快连

那什么是快连呢?如下图中，手机(设备B)已经接入了AP，而设备A是一个信息孤岛。手机将AP的信息直接发送给设备A，设备A就可以接入AP了。

我们可以这样认为，WiFi快连就是接入AP的手机快速配置设备，使其接入AP的方式。

示例1-小蚁摄像头

下图是小蚁摄像头的APP，在这个界面已自动获取了SSID，用户只要输入密码即可进行快连。

示例2-小米插座

下图是小米插座的介绍界面，这里使用的也是WiFi快连技术，配置简单。

示例3-BroadLink插座

和小米闹掰的BroadLink，他们的插座也是一样的介绍。

二、WiFi快连技术的横向了解

事实上这些硬件厂商的快连技术都是依托上游的芯片方案商，我这里把最近接触的一些厂商给列出来。他们的快连技术原理上都类似，但各家都分别给这项技术取了名字。

TI作为最牛逼的厂商，是最早开始攻克这项技术的，他们称之为SmartConfig，这也是目前最多的叫法。

这里重点提一下微信，微信的口号是连接一切，作为物联网大海中的一艘航空母舰，自然也想在WiFi快连这块实现大一统。我想京东、苹果应该都有出了相关的标准方案，但我还没做过接入，这里就先不说。AirKiss的相关资料都列在网站上：http://iot.weixin.qq.com/ 。可以看到他已经与主流的模块都做了对接，使用对应芯片方案的硬件都可以通过微信实现快连。

三、WiFi快连技术的纵向了解-实现原理

到了最重头的部分，用通俗易懂的方式讲解理论知识，一直是本尊的强项。

实现原理是这样：手机通过UDP广播，将AP的相关信息组帧发出。而WiFi模块一直处于UDP监听状态。获取到AP信息之后，WiFi模块便可以接入AP了。

这里有一个难点是，如果WLAN都是不加密的话，那UDP直接把相关信息发出来就好，但可惜路由器AP的加密方式是不固定的，模块没法知道UDP数据是何种加密方式，因此没办法解析出DATA信息。

如下是802.2的封装格式。

所以，DATA不行，聪明的人类打算从其他字段下手，大部分字段手机端无法获得权限，最适合的只剩下长度字段。

这里举个例子，比如要发送“1，2，3”，即[0x31, 0x32, 0x33]。那么应该发送如下数据：

四、WiFi快连的衍生

BroadLink早期过度宣传，将WiFi快连技术申请专利，目前还在实审中，以我看来BroadLink采用的是CC3000方案，这个技术是TI的，所以我觉得它应该不会通过。

现在还能查到他们的专利：

当然，国内还有许多的厂家将这项技术进行了专利申请，还真是一种好玩的现象。

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