WIFI模块的各种配网方式之比较(串口AT、SmartConfig、微信Airkiss、WEB网页配网....）

本文汇总介绍了目前市面上各种WIFI模块的常见的配网方式的原理和实现，对比了各种配网方式的优势和局限，得出结论，WEB配网是最直接、最简单、最灵活、约束条件最少的配网方式，应该成为WIFI模块配网的标配。而基于乐鑫ESP8266芯片的WIFI模块，可以实现对目前市面上各种主流方式的配网方式的支持，也包括对WEB配网方式的支持。

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1 WIFI模组的“配网”

1.1 “连网”和“配网”

1.1.1  何谓“连网”和“自动连网”？

“连网”一般指的是WIFI设备通过SSID和密码来连接热点AP或路由器，以加入后者所建立的网络的过程。

“自动连网”一般指的是WIFI设备在启动、掉线、或扫描到特定的SSID后，会使用之前保存的（启动时的自动连网）或之前连接成功（掉线后的自动连网）SSID与密码，自动连接热点AP或路由器，而不需要手工重新输入。其中，WIFI设备掉线后的“自动连网”，又常常被称为“自动重连”。

1.1.2  何谓“配网”

“配网”指的是，外部向WIFI模组提供SSID和密码，以便WIFI模组可以连接指定的热点或路由器并加入后者所建立的相关WIFI网络。

WIFI模组一般不像电脑手机或平板等设备，有丰富的人机交互界面，可以方便的实现配网，因此，WIFI模组对“配网”方式的支持，会成为WIFI模组特性的一个基本话题。

能提供方便、灵活多样、条件约束少的配网方式，常常成为WIFI模组的卖点之一，更是WIFI模组的使用者，在选型时需要慎重考虑评估的重要方面。

 1.2 各种配网方式简介

常见的配网方式，一般可以归为如下几大类：直接配网、智能配网、WPS配网、WEB网页配网。用户可以根据具体的使用场合选择各种最适合的配网方式。Anylinkin推荐大家使用WEB配网方式，因为这种配网方式最简单、最直观、最方便，适应性也最好（所依赖的条件约束最少）。

      1.2.1 直接配网（串口AT、SPI API、SDIO API、I2C API….）

所谓直接配网，就是通过UART串口、SPI口、SDIO口、I2C等主机接口，按照一定的通信协议，将SSID和密码，直接传递给WIFI模组。WIFI模组在收到SSID和密码后去连接热点或路由器，并将连接的状态结果从主机接口返回。

例如，常见的通过UART串口AT指令配网、SPI API函数配网、SDIO API函数配网、I2C API函数配网等等。

      1.2.2 智能配网（SmartConfig/SmartLink....）与微信Airkiss配网

所谓智能配网（Smart Config），就是使用WIFI设备本身自带的WIFI信号，在MAC层将SSID和密码按照一定的协议格式，分散填充在多个MAC包的不加密的包头部分，采用广播和抓包方式，从手机等智能配网设备将SSID和密码分段多次传递给WIFI模组。

目前市面上常见的多种SmartConfig/SmartLink技术，虽然各个WIFI芯片方案会取不同的英文名字，但是基本原理则大体相同，只是填充数据的协议格式稍有区别。

智能配网一般需要在发送SSID和密码的智能配网设备（如手机）上安装一个APP，该APP实现了和WIFI模组之间的协议交互（收发SSID和密码）。

微信Airkiss扫一扫是微信提供的一种智能配网方式，因为微信的广泛使用而得到大量普及。和其他的普通的智能配网方式比较，不需要单独安装APP。但是它需要连接微信服务器(在后台下载一个小应用)，且其不能任意提供SSID和密码，只能是使用微信的设备当前所连接的路由器的SSID和密码。因此，微信配网只能配网到连接着互联网的热点或路由器。

    1.2.3 WPS一键配网

这种方式需要路由器支持WPS。因为安全性的缘故，近几年已经逐步被放弃，越来越多的路由器开始放弃或者自动关闭对这种方式的支持。

    1.2.4 WEB网页配网

在支持AP模式的WIFI模组上内嵌一个简易的WEB服务器，在WEB网页里提供了配网的交互接口。其他网络设备（例如手机、平板、电脑等）直接连接上WIFI模组的AP热点，在浏览器上打开该WEB网页，在网页里配置该WIFI模组的STA部分去连接其他的AP或路由器。

归因于近年来越来越多的WIFI芯片解决方案都开始支持STA+AP混合模式（即WIFI模组不仅可以作为工作站STA使用去连接其他路由器或热点，同时本身也可以作为一个热点AP供其他WIFI设备节点来连接），也归因于近年来许多WIFI芯片解决方案越来越高的集成度可以将TCP IP协议栈直接集成在WIFI模组上，因此，可以简单地在WIFI模组上直接实现一个WEB服务器，且这个服务器可以通过WIFI模组的AP模式直接访问（不需要依赖其他网络，手机等设备直接访问WIFI模组自建立的 WIFI网络和WEB网页，进行配置）。

这种配网方式的基本思想是， WIFI模组工作在STA+AP混合模式并启动内嵌的WEB服务器，电脑手机或平板等WIFI设备连接WIFI模组所建立的AP热点，并获取得到一个IP地址（即：加入了这个WIFI模组的热点AP模式所建立的WIFI局域网），然后电脑手机或平板等WIFI设备通过其上标配的浏览器访问WIFI模组上的WEB服务器，在打开的WEB网页中，完成各种配置，包括设置WIFI模组在STA模式下去链接第三方热点或路由器的SSID和密码，让WIFI模组作为STA去连接其他热点AP或路由器。

1.3 各种配网方式比较

1.3.1 直接配网（串口AT、SPI API、SDIO API、I2C API….）的优势和局限

1、优势

直接输入和结果反馈，实现简单，过程明了，配网可靠。

2、局限

（1）需要提供额外的人机交互接口

一般需要额外的机交互接口（例如串口线或LCD），来输入SSID或密码。

（2）需要占用单片机系统的额外串口或其他主机接口资源

所以通过串口AT指令或其他主机接口来配网，会受到一些限制，尤其在大量实际场合，设备往往都是封闭式或者不方便提供人机交互接口的，这种方式导致系统的实现和运行维护变得比较麻烦，一般越来越少用到。

1.3.2 一般智能配网（SmartConfig/SmartLink....）的优势和局限

1、优势

不需要提供额外的人机交互接口，不占用额外的单片机资源，直接使用WIFI模组自带的WIFI进行配网，实现比较方便。

2、局限

（1） 需要安装APP，使用不太方便

一般需要在用户的手机上额外安装APP，而且每个方案供应商提供的APP（及底层协议都可能不相同）。而这个APP一般需要模组供应商来开发，一般需要准备Android和iOS两款APP。且需要用户下载和安装和更新该APP，比较麻烦。

  （2）配网原理和过程复杂，成功率相对较低

通过智能配网方式配网，采用一种类似于sniff的分块多次广播和抓包方式，如果网络干扰大或信号弱，就容易丢失数据，导致配网的难度加大，周期长，成功率降低。所以，有些做得不够好的WIFI模组，在使用智能配网时，经常会遇到很难成功的情形。而在终端用户那边，因为操作的复杂性，导致配网成功的几率进一步降低。

  （3）可能需要提供额外的按键或其他接口

智能配网需要模组预先处于智能配网模式（扫描抓包状态），因此，往往需要一个按键或其他接口，来引导模组在智能配网模式和正常工作模式之间切换。或者，在某个特定阶段（例如启动初始等待20秒）作为智能配网的阶段，用户可以配网，虽可实现单不太灵活，容易带来新的问题。

  （4）一般不支持通过电脑配网

智能配网一般只提供手机或平板等移动设备的APP，很少提供电脑操作系统对应的APP，所以一般只能通过手机等移动设备配网，不能通过电脑等配网。

1.3.3 微信Airkiss配网的优势和局限

1、优势

和一般的智能配网方式类似，微信Airkiss配网，不需要提供额外的人机交互接口，不占用额外的单片机资源，使用WIFI模组自带的WIFI进行配网，实现比较方便。

另外，相较于普通的智能配网方式，微信Airkiss不需要安装额外的APP，因此不需要区分Android或iOS版，直接通过微信里的扫一扫功能，就可以完成智能配网。

2、局限

（1）不能让WIFI模组随意配网到任意的路由器，配网到的路由器必须是连接互联网的路由器。

这里的局限包括两点：（1）只能配网到运行微信的手机或平板所连接的路由器（2）只能让WIFI模组针对连接上互联网的路由器进行配网，不能针对没有连接上互联网的局域网路由器配网。

        因为，通过微信Airkiss配网，需要手机或平板可以连接上微信服务器也就是互联网，且对模组配网到的路由器必须是手机或平板所当前所连接的路由器。

        也就是说，微信Airkiss配网，只能配网到连接着互联网的路由器，不能对没有连上互联网的路由器进行配网。

  （2）（3）（4）参看1.3.2 一般智能配网（SmartConfig/SmartLink....）的优势和局限

        微信Airkiss和许多智能配置的原理基本相似，主要的唯一区别就是依附于微信，不需要安装APP，因此，也会有其他几点的类似局限性。

1.3.4 WEB配网的优势

1、优势

通过WIFI模组内嵌的WEB服务器，来对WIFI模组进行配网，最方便、最简单、基本上没有局限性。其优势表现如下：

  （1） 只需一部支持WIFI带浏览器的设备，去连接WIFI模组自带的AP热点，就可以链接模组内嵌的WEB服务器，打开一个用来配置的WEB网页，来配网到其他路由器。

  （2） 配网简单，很容易成功（成功率和容易程度相当于串口AT等方式的直接配网）。

  （3） 可以配至的路由器或热点，可以连接着互联网，也可以不连接着互联网，可以是任意的只需要SSID+密码就可接入的网络。

  （4） 不需要在系统上添加其他接口，例如按键或串口等，只需要通过模组的现成的WIFI接口进行配网，所以适合封闭或不方便引出额外接口的场合。

  （5） 不仅仅可以通过手机来对WIFI模组进行，也可以通过电脑或其他智能终端（只要可以连WIFI、可以打开网页就成）等来配网。

所以，越来越多的WIFI模组解决方案，都开始支持这种配网方式。但是越简单的操作，往往越容易会带来安全性隐患，这一点为许多模组的WEB配网方式所忽略。所以，提供WEB配网方式的方案，必须考虑到这一点并做出可靠的补偿处理。

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