常见智能硬件无线网络配置方案研究

苏神保

摘要： 关键词： 中图分类号： 文献标志码： A文章编号： 2095-2163（2017）06-0086-03

Abstract： Intelligent hardware is a new product developed in the background of mobile Internet in recent years. Compared with traditional hardware， intelligent hardware has the characteristics of connectivity， controllability and so on. Taking the intelligent hardware which needs to be connected to WiFi wireless network as an example， the paper describes the process and schemes， in which by identifying the wireless network SSID and password， the Internet is accessed in the absence of display and touch input， and compares the advantages and disadvantages of these solutions.

0引言

智能硬件是继智能手机之后的1个全新科技概念，通过软硬件结合的方式，对传统设备进行改造，在传统设备的基础上新增了Bluetooth、Zigbee、WiFi等模块，进而使其具备了智能化的强大功能。智能化之后，硬件就成功整合了连接互联网的能力，利于互联网服务的加载，形成“云+端”的典型架构，便可以通过智能手机对其进行本地控制，也可实现远程控制。目前，智能硬件在智能家居、人工智能、健康运动、医疗器械等领域都已得到了广泛应用。

作為物联网的基本接入设备，智能硬件的市场价格相对低廉。以智能硬件切入市场极普通常见的设备—智能插座为例来说，市场价格一般为几十到一百元不等。但其自身并不具备无线网络的连接能力，需要借助手机APP对其网络进行配置，由此才可识别出周围无线局域网的SSID账号以及密码从而连接至互联网，再通过手机APP对其设计展开本地或者远程管理。市场上较为成熟的产品包含有智能插座、智能遥控、智能开关、智能音箱、智能网络摄像机等，同时随着移动互联网和物联网的发展，智能硬件必将全面进入、并且改变当下的生活方式。

智能硬件要接入互联网，并不像智能手机一样，可以自由搜索无线网络信号，通过触控屏幕输入WiFi密码，从而简单便捷地连接至互联网。基于此，通过对市场上常见的智能硬件设备进行研究测试后发现，市场上的智能硬件设备入网配置方式一般分为soft AP配置、一键配置、声波配置、摄像头配置等4种方式。本文即针对这一内容给出如下分析论述。

1智能硬件无线网络配置方案

对智能硬件进行网络配置，该任务核心任务就是需要将无线路由器的账户SSID号及密码通过一定的方式传输给智能硬件，使其能识别出周围无线网络信号从而接入互联网，早期的智能硬件一般有红外交互、蓝牙BLE交互、NFC近场通信交互等配置方式，但都未能进入流行使用，其配置流程也比较简单和统一。下面主要以目前主流智能硬件的网络配置方案来提供解析说明，具体研究过程如下。

1.1Soft AP配置

Soft AP即soft access point的简称，意为模拟软无线热点，一般的USB无线网卡可以开启AP模式，市面上较为常见的随身WiFi也工作于此种模式，为此也将其应用在智能硬件的无线网络配置上。实际配置过程可表述为：首先由智能硬件初始化开启AP热点模式，智能手机搜索智能硬件AP热点信号并接入该热点，如此使得智能手机与智能硬件就建立了WLAN直连。然后，智能手机将无线路由器的SSID账户及密码通过手机APP发送至智能硬件，智能硬件在收到路由器的信息后，则自动切换至无线路由网络而接入互联网，最后智能手机手动切换无线网络信号至该无线路由器就可对智能硬件进行本地管理，手动切换至其它网络如3G、4G网络即可对智能硬件实现远程管理。至此，可得设计配置过程如图1所示。

综上论述可知，该方案的操作步骤较多，对于欠缺一定专业知识储备的消费者来说，可能就会增加操作难度，但因其连接方式采取WLAN直连，智能硬件能够无误接收到手机传输过来的账号和密码信息，这也就意味着整个联网过程更加稳定可靠，连接成功率高。

1.2一键配置

与智能硬件的传统联网方式如上述Soft AP配置操作如此繁琐而有所不同的是，德州仪器TI在推出物联网WiFi芯片CC3000时，同时也研发问世了一项新技术smartconfig（迈威，MARVELL），称之为easy-connect，即“一键配置”技术。首先，由智能手机APP端发送带有SSID和密码的经过加密的UDP广播包。其次，智能硬件的WiFi模块拥有monitor模式、即监听模式，可以抓取空中的UDP广播包，当然，WiFi必须扫描出当前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，然后在收到经过加密的APP端发送的UDP包后，解密得到SSID和密码，接着，可以通过wpa_supplicant进程来进行路由连接。德州仪器TI的主控MSP430F5309+WiFi模块CC3000MOD方案以及迈威MARVELL的主控88MC200+WiFi模块88W8782方案均采取这种网络配置方案，该方案也已在智能硬件厂商博联所生产的智能插座、智能遥控等设备中全面采纳使用。研究可得，设计配置过程如图2所示。

一键配置方案简单快捷，普通消费者根据产品说明书即可完成联网操作。但因手机在传输账号和密码的过程中，可能受到噪声干扰、障碍物、路由器负荷、手机性能等各种因素影响，整个传输过程经常会发生丢包现象。这也就意味着传输过程并不能确保满额度实现，稳定性自然要逊色于传统的Soft AP方式。endprint

1.3声波配置

声波配置主要是通过手机APP向智能硬件终端发送携带有无线路由信息的经过编码加密的声音信号，该声音信号被智能硬件通过麦克风录音，解码解密出来从而实现联网。声波匹配技术能被更多设备选择采纳，关键原因就在于声波匹配技术具有如下优势：不需要额外配置蓝牙或者WiFi模块，只要借助手机自带的扬声器就可以完成配对过程，这种配对方式对周围的环境要求较高。由360公司研发生产的360水滴网络摄像机的入网配置方案采用的就是该种方案。进一步研究可得，设计配置过程如图3所示。

1.4摄像头配置

摄像头配置与智能手机的无线网络二维码分享类似，由手机APP输入已连路由器账户及密码，由此生成网络信息二维码，智能硬件利用自身携带摄像头扫描该二维码信息获取路由账户及密码信息从而实现联网。至此研究可得，设计配置过程如图4所示。

24种配置方案比较

研究中，综合检视以上列举的4种智能硬件无线网络配置方案可知，因各自实现方式各异，由此带来的用户体验也各有不同。总而言之，Soft AP配置具有连接稳定可靠，成功率高等优点，但其不足却是需要事先建立WLAN直连，操作起来比较繁琐，对于普通用户来说，将智能硬件联网就成为日常难事；一键配置因操作较为简捷，用户只需要經历数步便可完成操作，用户体验较好，适合市场需求；声波配置的显著特点就是智能硬件本身需自带麦克风功能，这种配置方式在网络摄像头上有较多应用，配置成功即可实现网络音、视频通话等功能；摄像头配置市场占有率相对较低，分析原因就是智能硬件成本较低，增加摄像装置就势必会拉高智能硬件成本。

另外，在上述4种智能硬件无线网络配置方案中，因设备解析能力有限，无线网络SSID账号及密码中尽量不要包含中文及特殊符号，否则就会出现解析失败而联网不成功的情况。而且，还因智能硬件无线WiFi一般工作于2.4 G频段，对于双频无线路由器来说将其工作频段设计在这里，而非设于5 G频段。

3结束语

随着移动互联网及物联网的发展，智能硬件的应用将会日趋广泛，在不久的将来必将带来生活方式的全新改变。在未来10年，物联网将获得广阔市场空间，很多智能硬件产品都可以在万物互联时代寻获自己的新位置，在网络配置方式上，除了文中论述的4种方式之外，更加便捷、先进的配置方式将陆续走入人们视野，并对日后的物联发挥更加直接强大的推动作用。

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