无论WiFi设备、蓝牙BLE设备、GSMLTE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。 配网就是设备直接或间接通过手机将网络信息配置给智能设备,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。 【专业名词介绍】WiFi路由器:即家庭常用的WiFi路由器,家中的设备可共同连接到此节点形成局域网。SSID:WiFi名称,其本意是ServiceSetIdentifier,服务集标识。password:WiFi密码。物联网设备:可以连接网络的智能设备,如智能音箱,智能插座,网络摄像头等。待配网设备:物联网设备刚开箱或恢复了出厂设置,需要配网。已配网设备:已经连接WiFi的物联网设备。手机APP:即智能手机,通过安装物联网设备对应的APP软件来更方便地使用设备。物联网平台:用于管理物联网设备的云端服务器。WiFi模块:物联网设备上的WiFi电子模块,用于连接互联网。WiFi工作模式:STA模式与AP模式。STA模式:Station,即WiFi工作在无线终端模式,通过连接AP热点连接到网络。AP模式:AccessPoint,即WiFi工作在热点模式,其它设备可以连接到此节点(AP热点)。NAN协议:NeighborAwarenessNetworking协议。WiFiAware即NeighborAwarenessNetworking(NAN),为WiFi联盟基于802。11协议之上定制的相邻设备发现协议。BLE:BluetoothLowEnergy,低功耗蓝牙。 第一部分先介绍HarmonyOSConnect鸿蒙智联设备的三种配网方式。第二部分再介绍IOT设备的其他几种配网方式。 一、极速常规配网 基于WiFi芯片的SoftAP技术实现的设备配网 设备热点配网是一种比较常用的配网方式。WiFi模组进入SoftAP模式,手机连接WiFi模组热点后通过UDP或TCP发送相关配网信息,模组接收到后切换到STA模式开始连接路由器。其具体的配网过程如下:待配网设备端的WiFi模块首先工作在SoftAP配网模式(如按下设备的配网键,设备进入配网模式),开启一个约定名称的AP热点。手机APP端扫码或选择对应的产品,并将手机连接到设备建立的热点中。手机通过某种方式(如TCP或UDP传输)将WiFi路由器的配网信息(SSID和password)发送给设备。设备得到配网信息后,切换到STA模式,即可连接到WiFi。 SoftAP配网方式 二、极速秒控配网 基于WiFi芯片的NAN技术实现的设备配网。当前仅Hi3861模组支持。 极速秒控配网,是基于WiFiAware配网协议即NAN技术实现的。为了以高能效不断地执行发现功能,WiFiAware吸取了与低占空比介质访问控制(MediumAccessControl,简称MAC)协议和自适应集群cluster有关的工作成果。WiFiAware通过协议建立公共时钟,以保持所有节点都接受相同的时间调度,因此降低了能耗,同时该技术还有足够强的应对变化的能力,即使某个设备移动到可及范围以外,也能保持群组不受影响。简而言之,就好像是将组内的成员定期聚集聚集到一次开会并同步信息,只不过cluster内同步的信息简洁,会议的时间也只不过几十上百毫秒。 WiFiAware设备无需通过WiFi接入点(AP),就可自主检测、提醒和连接其他设备,不影响设备使用P2P或STA功能。WiFiAware应用可以配置为:基于距离等各种参数提醒用户,附近有运行相同应用的设备。也可以配置为:建立与另一个设备点对点的安全数据连接,以进行应用数据交换。设备发现 根据协议介绍,设备发现为被动的接收已经存在的cluster定期发布的beacon来加入已经存在的cluster。同时为了节省信道资源,Beacondiscovery仅仅在2。4GHz6信道发送。5G信道为wifiaware中的可选操作,当工作在5G信道时,低频扫描信道固定为44信道,高频扫描固定为149信道,低频高频都支持的设备,扫描固定在149信道。此外,协议规定,不仅Beacon可以作为让NANdevice发现cluster的信标帧,包含NAN信息的proberesponse也可以让NANdevice发现cluster。设备加入 当一个单独的设备收到proberesponse时,根据收到的proberesponse中的timeoffset在cluster的DW时间中唤醒,即可在cluster中交换信息。Cluster合并就是当两个cluster处于互相发现的情况下,低clustergrade的将合并入高clustergrade的cluster中,并在加入新cluster前发送NANsyncbeacon告知其它NAN加入新的cluster。 最终得到的cluster初步构成了一个小型的服务集合,可以通过互相发送action帧来获取详情的服务内容。也达成了适合IOT的基本单元。 一个NANdevice可以加入多个cluster。当NANdevice处于两个cluster的发现范围内,那么加入两个或多个cluster成为了可能。 NAN网络集群Cluster管理 Cluster中分别有三种角色:Master,Sync,Normal。 Master发送NANsyncbeacon和NANdiscoverybeacon。(beacon:信标) Sync仅仅在DW内传送NANsyncbeacon。 Normal角色什么beacon也不发送(服务发现帧是会发送的)。 更详细信息可以参考《NeighborAwarenessNetworkingTechnicalSpecificationv2。0。pdf》。 三、蓝牙辅助配网 基于Combo芯片的蓝牙协议辅助WiFi配网。 蓝牙辅助配网整体流程跟设备热点配网差不多。只不过用BLE替换了设备端的热点,理论上还是一种基于点对点连接的配网方式。其具体的配网过程如下:手机APP通过蓝牙连接到待配网的设备。手机通过BLE将WiFi路由器的配网信息(SSIDpassword)发送给设备端。设备得到配网信息后,进入STA模式,即可连接到WiFi。 蓝牙辅助配网方式 未完,下期继续