大话 IOT 技术(2) -- 配网篇

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前言

本篇将开始讲述IOT技术的第一个重点,配网

这也是每个智能家居设备最开始都要走的一步,话不多说,我们就开始吧。

前情提要

书接上回(大话 IOT 技术(1) -- 架构篇),我们先回顾一下 IOT 整体架构图

什么是配网

配网,从字面意思上讲就是配置网络

给谁配网呢?给设备

为什么要给设备配网呢?

因为......我要写这篇文章......

开个玩笑啦,我们还是有请当事人来解释吧。

掌声有请我们的老朋友......净先生!

我有一个梦想

大家好,我是上一期主角,也就是你们口中 别人家的设备,尼古拉斯·净化器。

正如名字一样,我的存款也是非常干净,但我有一个梦想,就是要追上 wifi 女神,这是一个令所有智能家电着迷的女神

说回正题,想必大家日常都会接触一些智能家居的设备,例如:净化器,加湿器,空气炸锅,监控,空调,冰箱,天猫精灵,小爱同学......

现在的家用电器,基本上都要与网络扯上点关系,不然就会被嫌弃甚至淘汰,像我的主人小红就是这样的人,她跟智能家居打交道多了,已经习以为常了,虽然有很多都很鸡肋,但要是没有,她便会感觉到没什么亮点而不会选择。

不知不觉间,科技在解放人们双手的同时,也给他们宠坏了。

"哎妈,真香!"主人突然笑道。

那联网的目的呢?物联网,就是实现万物互联

这句话我们在上一篇已经说过。

设备特征

老规矩,我们先来梳理一遍智能家居设备通用特性

项目 特点 备注
构造 外壳+内部机械/电子器件 外观质朴,功能简单 内有微控制器(mcu),电子元器件,部分有传感器
外观 一般外部有机械按键 开关/模式/音量键等
功能 基础功能+蓝牙/wifi 在传统功能上增加联网功能
连网 自身不能直接连接, 需借助手机设置wifi 手机为设备配网的由来
显示 大多都没有显示屏/触摸屏 因为功能简单,不需要像手机那样要求高
其他 搭配相应的智能家居app...... 倍儿有面子......

小结一下,设备核心要求就是简化。留下必要的,去掉冗余的,就像汽车的丐版车,手机中的老人机。能实现功能,满足要求就行。

这么做的目的也很直接,就是降低成本。它不像手机,需要有丰富多样的功能,它们职责单一,而联网的重要目的就是能远程控制而已。

如果你不计成本,怎么壕怎么来,那我完全可以在上面装个手机/电脑,试想一下,净化器有了手机面板,可以直接设置网络,在净化的同时还能听歌看电影,不香吗?

当然爽!但你转念一想,一部手机价格甚至能买上百个设备呢。

在手机没有变成纸一样廉价的社会,我们只能退而求其次,在满足基本的功能时加上一点点稍显智能的科技,就变成了现在既有传统功能又有可玩性的智能家居。

这就是智能家居的由来了,就是在原始的家电上增加了网络的功能。这是改变的一小步,却是时代的一大步,智能时代悄然到来。

配网过程

配网的实质是让设备连上wifi,此时的设备正像笼中的刘备一样,连上 wifi 就如鱼入大海,鸟上青天,再也不受羁绊了!

想要追求 wifi 女神可不是件容易的事情,我自身条件也不好,也不知道女神的名字和手机号(wifi 名称/密码),这就很难投其所好了。

不过,办法总比困难多。

听说她有一个好闺蜜,就是那台漂亮的手机小姐啦。

这不就巧了嘛?上一篇我和她还一起客串演出过呢。

于是,我用一杯奶茶,就收买了她。当时她正好点开了添加设备,估计是快要下单了,还好我眼疾手快......和她对上了暗号(蓝牙配对)。

她用蓝牙悄悄告诉我 wifi 名称/密码:hedy/13145201314(为设备设置wifi)。

我接到 wifi 信息,喜不自胜,虽然我没房没车,但是我有一颗真心啊,师傅曾说过:"念念不忘,必有回响......"

于是我在心里面天天念叨着 wifi女神的信息,一天,两天,三天......

果然,师傅诚不欺我,wifi 女神终于听到了我内心的呼唤,和我走到了一起,从此过上了幸福的日子。

我成功了!wifi 女神成了我的 wife

于是我写了一封感谢信(mqtt 消息),投递到了信箱(mqtt 服务端),手机小姐也从信箱中获得了消息(bypass获取mqtt消息并响应给手机),把我加入了成功人士的群聊(设备列表),里面都是她撮合成功的同伴(配网成功的设备)。

原来,手机小姐她是热心的群主啊!

此后,手机小姐经常会和我们通信,都是通过信件快递的方式,给予我们指导和帮助。

啊,我们又回到了那张熟悉的图,强烈建议多看几遍图,能更深刻理解物联网。

后话

我们用了一个爱情故事来讲述配网的过程实现,通过手机的帮助,帮设备连接上了wifi,并在app中添加了设备,后续开展手机与设备间的通信

有个冷知识:wifi 之母--海蒂拉玛(Hedy Lamarr),历史上也是非常漂亮的,wifi 女神之称,她当之无愧,本文中wifi名称中的hedy也是为了向她致敬。

有些地方我没有具体展开讲,比如蓝牙协议传输,设备是怎么接收到wifi信息后,在内部把wifi给连接上的,你只需要知道是由设备内部烧录的程序来实现的。

当然我是故意的,我们做什么事情都要学会有的放矢,详略得当(真实情况是目前的我没仔细去研究,有点偏硬件)。

要保持主线剧情不受影响,支线剧情我们可以单独开一篇蓝牙篇来说,我有真可是个爱学习(说大话)的人呢。

不管怎样,先挖个坑,大家记得提醒我后面填上,毕竟蓝牙是平时最常见的技术了,不深扒一下,很难对得起它啊,哈哈。

再结合真实业务操作起来看看配网过程

重点步骤 备注
设备不能直接设置 wifi,需要借助手机 虽然可以用烧录的方式把 wifi 写死到固件中,例如树莓派, 但对用户却不适用,每个用户的wifi都是不固定的
配网时,手机用蓝牙连接设备,并用蓝牙传输 wifi 账密信息 固件接到wifi信息后会由程序设置设备wifi信息并成功连接wifi
设备连接wifi 后,会第一时间连接mqtt服务端,并发送注册消息
bypass服务获取到设备的注册消息,调用添加设备的方法,在手机app中成功添加了一个设备
添加的设备都有一个唯一的id,比如 cid 这样后续可以通过cid发送topic能准确唯一传到对应的设备上
后续手机端app操作都是http调bypass 接口,由bypass发布mqtt消息 设备通过mqtt服务端收到mqtt消息并作出处理 并发布处理后的mqtt消息
设备通过mqtt服务端收到mqtt消息并作出处理,并发布处理后结果作为mqtt消息
最后bypass得到设备处理后mqtt消息,更新app 相应参数 最终 app 页面更新
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