WiFi配网流程—Soft-AP 配网流程

周周周诶。

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分类专栏：通信协议文章标签：物联网网络协议

于 2025-02-07 16:36:50 首次发布

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📌 阶段 4：设备断开 Soft-AP，连接家庭 Wi-Fi

📌 阶段 5：手机自动切回家庭 Wi-Fi，App 检测设备上线

📌 Soft-AP 配网技术架构

📌 Soft-AP 配网的核心技术

📌 Soft-AP 配网的优缺点

Soft-AP（Soft Access Point）配网是 IoT 设备常用的 Wi-Fi 配网方式之一，允许设备创建临时热点，用户手动连接后，在 App 内完成 Wi-Fi 传输，使设备加入家庭 Wi-Fi 网络。

🔹 Soft-AP 配网完整技术流程

整个配网过程可分为 6 个阶段，涵盖设备、手机 App 及网络交互的各个环节。

📌 阶段 1：设备进入配网模式

🔹 过程

设备启动后，检测当前 Wi-Fi 连接状态：
- 若已有 Wi-Fi 配置，尝试连接已存 Wi-Fi；
- 若无 Wi-Fi 配置（首次使用或长按复位），进入配网模式。
设备切换到 Soft-AP 模式，创建 Wi-Fi 热点（SSID 通常为 DEVICE_XXXXXX）。
设备启动 DHCP 服务器，为连接设备分配 IP 地址（通常 192.168.4.1）。
设备内部启动 HTTP / WebSocket / UDP 服务器，等待 App 连接。
设备可能开启 mDNS / SSDP 广播，以便 App 发现 Soft-AP 设备。

🔹 技术要点
✅ Soft-AP 模式：设备开启 Wi-Fi 热点，允许手机连接。
✅ DHCP 服务器：设备为手机分配 IP（如 192.168.4.2）。
✅ 本地 HTTP / WebSocket 服务器：接收 Wi-Fi 配置信息。
✅ SSID 命名规则：如 DEVICE_XXXXXX，可用于自动发现。
✅ 设备可广播 UDP 报文，让 App 发现设备热点。

📌 阶段 2：用户手动连接设备热点

🔹 过程

App 提示用户进入手机 Wi-Fi 设置，手动连接 DEVICE_XXXXXX 热点。
用户进入手机 Wi-Fi 设置，连接该 Wi-Fi 网络。
Android：大部分情况下会自动保持 Wi-Fi 连接。
iOS：
- iOS 可能弹出“无互联网访问”提示，用户需手动选择“仍然连接”。
- iOS 可能不会自动切回 App，用户需手动返回。

🔹 技术要点
✅ iOS 限制：由于 Soft-AP 没有互联网，iOS 可能会干预 Wi-Fi 连接。
✅ Android 自动连接：多数情况下不会干预。
✅ 部分 App 可使用 iOS Wi-Fi API 直接跳转 Wi-Fi 设置页面（但不能直接选中 Wi-Fi）。

📌 阶段 3：用户返回 App，开始配网

🔹 过程

用户返回 App，App 通过 HTTP / WebSocket / UDP 连接设备。
App 通过 API 请求设备获取周围可用 Wi-Fi 列表。
设备扫描 2.4GHz / 5GHz Wi-Fi，并返回 SSID 列表。
用户在 App 选择 Wi-Fi 并输入密码。
App 通过 HTTP / WebSocket 将 Wi-Fi 配置（SSID、密码）发送给设备。

🔹 技术要点
✅ Wi-Fi 扫描 API：设备扫描附近 Wi-Fi，获取 SSID 列表。
✅ Wi-Fi 配置传输：采用 HTTP / WebSocket 发送 SSID 和密码。
✅ 数据加密：AES / RSA 加密 Wi-Fi 配置信息，防止中间人攻击。
✅ mDNS / SSDP：App 可通过局域网发现设备（如设备支持）。

📌 阶段 4：设备断开 Soft-AP，连接家庭 Wi-Fi

🔹 过程

设备接收到 SSID 和密码后，存储 Wi-Fi 配置信息（Flash / NVS）。
设备断开 Soft-AP 模式，切换到 Wi-Fi STA 模式。
设备尝试连接目标 Wi-Fi 网络：
- 连接成功，设备获取家庭 Wi-Fi IP，并开始上报状态。
- 连接失败（如密码错误），设备可能回到 Soft-AP 模式，提示用户重新输入 Wi-Fi 信息。
设备状态上报方式：
- 设备可通过 MQTT / HTTP 上报 Wi-Fi 连接状态至服务器。
- 设备可通过 局域网 UDP 广播，让 App 发现设备状态变化。

🔹 技术要点
✅ 设备切换到 STA 模式 连接家庭 Wi-Fi。
✅ 设备云端状态上报，可用于 App 设备发现。
✅ Wi-Fi 连接失败的处理机制（如自动回到 Soft-AP 或提示重试）。

📌 阶段 5：手机自动切回家庭 Wi-Fi，App 检测设备上线

🔹 过程

设备连接家庭 Wi-Fi 后，自动与云端服务器建立连接。
Android 设备：
- 通常会自动切回家庭 Wi-Fi，无需用户手动操作。
iOS 设备：
- 可能仍保持 Soft-AP 连接，App 需要提示用户手动返回家庭 Wi-Fi。
- 设备可通过 iOS Wi-Fi API 监听 Wi-Fi 切换事件，引导用户返回家庭 Wi-Fi。
App 通过以下方式检测设备是否上线：
- 局域网发现（mDNS / SSDP / UDP 广播）。
- 云端注册（设备通过 MQTT / HTTP 上报上线状态）。
设备上线后，App 提示配网成功，用户可正常控制设备。

🔹 技术要点
✅ Android 可能自动切换 Wi-Fi，iOS 需手动返回。
✅ mDNS / SSDP 设备发现（适用于局域网控制）。
✅ MQTT / HTTP 设备云端注册，让 App 远程发现设备。

📌 Soft-AP 配网技术架构

[ 设备 (Soft-AP) ]
        ↓  (Wi-Fi 直连)
[ 手机连接设备 AP，发送 Wi-Fi 配置 ]
        ↓  (Wi-Fi 连接家庭网络)
[ 设备加入家庭 Wi-Fi ]
        ↓  (局域网发现 / 云端注册)
[ 设备上线，配网成功 ]

📌 Soft-AP 配网的核心技术

技术	作用
Soft-AP 模式	设备创建 Wi-Fi 热点（AP）用于初始连接
DHCP 服务器	设备给手机分配 IP 地址（如 `192.168.4.X`）
HTTP / WebSocket / UDP	App 与设备通信，传输 Wi-Fi 信息
Wi-Fi 扫描 API	获取可用 Wi-Fi 列表
AES / RSA 加密	保护 Wi-Fi 传输安全
STA 模式	设备连接家庭 Wi-Fi
mDNS / SSDP	设备在局域网中发现
MQTT / WebSocket / HTTP	设备云端上报状态

📌 Soft-AP 配网的优缺点

优点	缺点
支持所有设备（无需蓝牙）	iOS 可能不会自动切回 Wi-Fi（需手动返回 App）
仅需 Wi-Fi 模块，硬件成本低	用户体验较差（需手动连接 AP）