如果您是想通过esp8266WiFi模块的MQTT协议来实现智能家居控制的话,可以了解一下支持MQTT协议的esp8266WiFi模块,比如SKYLAB的WG219/WG229以及WG231。
MQTT WiFi模块
MQTT 最初由 IBM 于上世纪 90 年代晚期发明和开发。它最初的用途是将石油管道上的传感器与卫星相链接。顾名思义,它是一种支持在各方之间异步通信的消息协议。异步消息协议在空间和时间上将消息发送者与接收者分离,因此可以在不可靠的网络环境中进行扩展。虽然叫做消息队列遥测传输,但它与消息队列毫无关系,而是使用了一个发布和订阅的模型。在 2014 年末,它正式成为了一种 OASIS 开放标准,而且在一些流行的编程语言中受到支持(通过使用多种开源实现)。
物联网设备选择MQTT协议的原因分析
物联网 (IoT) 设备必须连接互联网。通过连接到互联网,设备就能相互协作,以及与后端服务协同工作。互联网的基础网络协议是 TCP/IP。MQTT(消息队列遥测传输) 是基于 TCP/IP 协议栈而构建的,已成为 IoT 通信的标准。
MQTT 是一种轻量级的、灵活的网络协议,致力于为 IoT 开发人员实现适当的平衡:
1、这个轻量级协议可在严重受限的设备硬件和高延迟/带宽有限的网络上实现。
2、它的灵活性使得为 IoT 设备和服务的多样化应用场景提供支持成为可能。
WG219
WG219是一款基于ESP8266芯片方案的小尺寸低功耗低成本串口WiFi模块,符合80211b / g / n 无线模块标准,支持UART-WiFi -以太网数据传输。专为移动设备和物联网应用设计,可将用户的物理设备连接到WiFi无线网络上,进行互联网或局域网通信,实现联网功能。
WG229
WG229是一款基于ESP8266芯片方案的小尺寸低功耗低成本串口WiFi模块,符合80211b / g / n 无线模块标准,支持UART-WiFi -以太网数据传输。专为移动设备和物联网应用设计,可将用户的物理设备连接到WiFi无线网络上,进行互联网或局域网通信,实现联网功能。另外WG229仅需要通过出串口使用AT指令控制,就能满足大部分的网络功能需求。WG229高性能、低功耗、低成本、支持串口透传等特性,使得WG229在高集成、低功耗自动化和传感器解决方案的理想解决方案,WG229和LCS6260 Pin对Pin兼容,可替代ESP8266方案的ESP-12F。
支持MQTT协议的IoT UART接口WiFi模块也都是支持对接云端服务的。LCS6260支持对接阿里云、涂鸦云,WG219/WG229/WG231支持对接阿里云。
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 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
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 *** 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:
这种快速连接方式,相对于 AP 模式连接简化 *** 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 *** 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):
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。
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。
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 80211 a/b/g/n,TI 的 CC3000 只支持 IEEE 80211 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 24G)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。
wifi模块属于物联网传输层。wifi模块的主要功能,就是将串口或者是TTL的电平装置转化成为我们使用的无线网络通信标准,其中的嵌入式模块。
wifi模块就是一种实现无线智能家居,以及m2m等物联网应用的一个比较重要的组成部分。
MQTT 最初由 IBM 于上世纪 90 年代晚期发明和开发。它最初的用途是将石油管道上的传感器与卫星相链接。顾名思义,它是一种支持在各方之间异步通信的消息协议。异步消息协议在空间和时间上将消息发送者与接收者分离,因此可以在不可靠的网络环境中进行扩展。虽然叫做消息队列遥测传输,但它与消息队列毫无关系,而是使用了一个发布和订阅的模型。在 2014 年末,它正式成为了一种 OASIS 开放标准,而且在一些流行的编程语言中受到支持(通过使用多种开源实现)。
物联网设备选择MQTT协议的原因分析
物联网 (IoT) 设备必须连接互联网。通过连接到互联网,设备就能相互协作,以及与后端服务协同工作。互联网的基础网络协议是 TCP/IP。MQTT(消息队列遥测传输) 是基于 TCP/IP 协议栈而构建的,已成为 IoT 通信的标准。
MQTT 是一种轻量级的、灵活的网络协议,致力于为 IoT 开发人员实现适当的平衡:
1、这个轻量级协议可在严重受限的设备硬件和高延迟/带宽有限的网络上实现。
2、它的灵活性使得为 IoT 设备和服务的多样化应用场景提供支持成为可能。
SKYLAB有哪几款支持MQTT的IoT UART接口WiFi模块
串口WiFi模块
SKYLAB支持MQTT的IoT UART接口WiFi模块有四款,分别是基于国产TR6260方案的小尺寸低功耗低成本串口WiFi模块LCS6260,基于国产ESP8266方案的小尺寸低功耗低成本串口WiFi模块WG219/WG229,基于国产ESP8285方案的小尺寸低功耗低成本串口WiFi模块WG231
WG219是一款基于ESP8266芯片方案的小尺寸低功耗低成本串口WiFi模块,符合80211b / g / n 无线模块标准,支持UART-WiFi -以太网数据传输。专为移动设备和物联网应用设计,可将用户的物理设备连接到WiFi无线网络上,进行互联网或局域网通信,实现联网功能。
WG229是一款基于ESP8266芯片方案的小尺寸低功耗低成本串口WiFi模块,符合80211b / g / n 无线模块标准,支持UART-WiFi -以太网数据传输。专为移动设备和物联网应用设计,可将用户的物理设备连接到WiFi无线网络上,进行互联网或局域网通信,实现联网功能。另外WG229仅需要通过出串口使用AT指令控制,就能满足大部分的网络功能需求。WG229高性能、低功耗、低成本、支持串口透传等特性,使得WG229在高集成、低功耗自动化和传感器解决方案的理想解决方案,WG229和LCS6260 Pin对Pin兼容,可替代ESP8266方案的ESP-12F。
WG231是一款基于ESP8285芯片方案的小尺寸低功耗低成本串口WiFi模块,符合80211b / g / n 无线模块标准,支持UART-WiFi -以太网数据传输。专为移动设备和物联网应用设计,可将用户的物理设备连接到WiFi无线网络上,进行互联网或局域网通信,实现联网功能。高性能、低功耗、低成本、小尺寸(11010020(mm))支持串口透传等特性,使得WG231在高集成、低功耗自动化和传感器的理想解决方案。
LCS6260是一款基于TR6260国产芯片的小尺寸低功耗低成本串口WiFi模块,符合80211b / g / n 无线模块标准,支持UART-WiFi -以太网数据传输。专为移动设备和物联网应用设计,可将用户的物理设备连接到WiFi无线网络上,进行互联网或局域网通信,实现联网功能。另外LCS6260仅需要通过出串口使用AT指令控制,就能满足大部分的网络功能需求。LCS6260和WG229 Pin对Pin兼容,可替代ESP8266方案的ESP-12F。
针对客户的物联网应用,SKYLAB支持MQTT的IoT UART接口WiFi模块也都是支持对接云端服务的。LCS6260支持对接阿里云、涂鸦云,WG219/WG229/WG231支持对接阿里云。
物联网中的WiFi插座内一般嵌入的是UART接口的WiFi模块,像SKYLAB的WU106和WG219,这两款WiFi模块都是支持支持Station和AP模式,且支持Smart Connection智能联网;能够简单实现在家,用户手机APP通过路由器控制内置WiFi模块的产品的开关(智能开关,智能灯泡……);在室外可以通过云端来控制家里的开关。
新一代串口WiFi模块:
体积小,功耗低。采用UART接口。串口wifi模块是基于通用串行接口特性,符合IEEE80211 协议栈网络标准,内置TCP/IP协议栈,能够实现用户串口、以太网、无线网(WIFI)3个接口之间的任意透明转换,使传统串 口设备更好的加入无线网络。
wifi模块传输距离分析:
第一:如果在空阔状态下,木有障碍物的传输距离是300米左右。
第二在家庭或者有障碍物的情况下是100可以穿透三层墙。
wifi模块应用,在物联网,智能家居等。
wifi模块的特性:
功耗在33V时候,电流不到130MA,功耗最低。
大小只有20CMx3CM,体积最小。
双排(2 x 4)插针式接口。
支持波特率范围:1200bps~115200bps。
支持硬件RTS/CTS流控。
单33V供电。
支持IEEE80211b/g无线标准。
支持频率范围:2412~2484 GHz。
支持3种无线网络类型:基础网(STA或AP)、自组网(Ad-hoc)。
支持多种安全加密及认证机制:
WEP64/WEP128/ TKIP/CCMP(AES)。
OPEN/WPA-PSK/WPA2-PSK。
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