智能家居第一步： WiFi 设备怎么连上网

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。

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。

设备能够接入华为云物联网平台的前提。
1、要有数据传输通路。
2、要有一定的存储功能。
3、要有CPU。
4、要有 *** 作系统。
5、要有专门的应用程序。
6、遵循物联网的通信协议
7、在世界网络中有可被识别的唯一编号。普通家电如果不能连网是不能接入华为生态链的，需要华为品牌合作的一些家电品牌。

一、对设备进行接入评估，确定设备数据是否可以被采集
一般来说，目前大多数工厂都已经实现了自动化能力，设备通过PLC、CNC等仪表仪器进行数据展示获取，因此对于这部分设备来说，想要实现联网，可以用工业网关进行接入。
以Ruff物联网智能网关为例，Ruff网关与车间设备PLC连接，并将数据进行协议转化和处理后发送到云端，其中涉及到的主要连接协议包括Modbus-RTU等传输协议，而自动化数据采集方式则包括通讯串口、以太网、RS-485等。
当网关进行顺利的连接之后，网关的一端进行设备PLC数据的采集，采集到本地之后，网关会进行初步的数据筛选和处理，将由价值的数据再从另一端口上传到云端或者客户指定的服务器上，从而实现设备数据的采集和传输。
同时，也会遇到另外一种情况，就是工厂的设备完全没有自动化的能力，纯粹属于一台物理机器，如果想要实现联网，则需要借助传感器来实现，用传感器来采集设备的各维度数据，再通过网关进行采集和传输。
二、设备数据联网，实现生产过程实时监控
当设备数据通过工业网关采集上传到云端或者服务器之后，下一步骤就是针对这批设备数据进行分析处理。
以设备宝为例，采集上来的数据可以立马获取工厂生产监控情况及设备异常告警信息，包括实时查看生产线的运行状况及产量信息，实现对工厂生产状况的实时监控。此外，工厂管理者也可以通过手机端远程查看生产状况，保证工厂的实时运行情况都被监控和管理。
除了生产信息获取，设备的异常监控也可以通过设备联网实现。联网之后，通过物联网技术手段，可以将设备的各项标准参数数据进行监控，超过标准范围的异常数据将被预警，管理者通过手机端获取异常预警通知，从而避免意外故障带来的生产损失。
目前，大多数工厂都选了IoT云平台来存储及处理设备数据，例如百度云针对物联网领域推出的天工物联网平台，就是一站式全托管的物联网云平台，实现设备数据的处理计算、存储以及可视化的展示与分析等。
而如果客户针对设备数据具有高度安全性保密性要求，也可以采取私有化部署的方式，进行数据的存储与管理。
三、终端化设备数据展示，实现工厂管理数字化
设备数据从PLC到网关，再从网关到云端，最后云端经过处理分析之后，再把数据展示到终端设备上，比如手机端、PC端、LED大屏等等。
当数据通过云平台的分析处理之后，我们通常可以获取工厂生产统计信息、生产效率信息以及工段或车间数据对比等工厂生产信息。
以生产统计为例，工厂管理者可以通过手机端的APP获取到生产效率统计信息，包括设备生产线的开机率、停机时长、停机次数等实时统计，从而判断工厂生产效率水平及影响生产效率的原因。
其次可以获取工厂产量统计信息，包括生产产量、良品率以及各个班组、产品规格等实时精确统计，保证生产计划的实时交付及工人考核的精确性。
目前，终端数据展示主要以手机端和PC端两种形式为主，在一些工厂的车间及生产线上，也会有生产看板大屏，工厂管理者既可以通过手机端进行实时查看工厂各项数据，也可以通过现场生产看板进行当前生产数据查看。

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