ESP8266 SmartConfig一键配网

Wi-Fi 配网，指由外部向 Wi-Fi 设备提供 SSID 和密码（PSW），让 Wi-Fi 设备可以连接指定的热点或路由器，并加入后者所建立的 Wi-Fi 网络。
对于具备丰富人机界面包括屏幕/键盘的设备，例如电脑或手机，可以直接输入 SSID/PSW 进行连接。
对于不具备丰富人机交互界面的物联网 Wi-Fi 设备，例如智能灯、扫地机器人等，则可以借助手机等智能设备，以某种配网方式将 SSID/PSW 传递该设备。

1.基本原理

1.设备进入 Wi-Fi 混杂模式（promiscuous mode）以监听捕获周围的 Wi-Fi 报文。由于设备暂未联网，且 Wi-Fi 网络的数据帧已通过加密，设备无法获取 payload 的内容，但可以获取报文的某些特征数据，例如每个报文的长度。同时对于某些数据帧，例如 UDP 的广播包或多播包，其报文的帧头结构比较固定，较容易识别。
2.此时在手机 App 或者小程序侧，即可通过发送 UDP 的广播包或多播包，并利用报文的特征，例如长度变化进行编码。
3.将目标 Wi-Fi 路由器的 SSID/PSW 字符以约定的编码方式发送出去，设备端在捕获到 UDP 报文后，按约定的方式进行解码，即可得到目标 Wi-Fi 路由器的相关信息并进行联网。

2.配网流程

SmartConfig 方式配网，每个厂商的编码方式和报文选择上有自己的协议，对于 ESP8266，采用的协议是乐鑫 ESP-TOUCH协议。
基于该协议，设备端在连接 Wi-Fi 路由器成功后，将会告知手机端自己的 IP 地址。
此时手机端可以通过数据通道，例如 TCP/UDP 通讯将后台提供的配网 Token 发送给设备，并由设备转发至物联网后台，依据 Token 进行设备绑定。
目前腾讯连连小程序已支持采用 ESP-TOUCH 协议进行 SmartConfig 配网，并提供相应的小程序 SDK。

SmartConfig 方式配网及设备绑定的示例流程图如下：

3.ESP8266 SmartConfig模式配置

ESP8266指令集中就有SmartConfig模式配置，该模式仅支持在 ESP8266 单 station 模式下调用。

AT+CWSTARTSMART – 开启 SmartConfig
//⽆无论 SmartConfig 成功与否，都请调⽤用 “AT+CWSTOPSMART”释放快连占⽤的内存
AT+CWSTOPSMART – 停⽌止 SmartConfig

3.1程序示例

/*开启Smart模式*/
u8 ESP8266_SetSmartMode(u8 *server_ip,u16 server_port)
{char buff[200];printf("进入smart配网模式\r\n");u16 time1=0,time2=0;;if(Esp8266_SendCmdCheckStat("AT+CWSTARTSMART\r\n","OK"))return 1;//开启Smart失败usart3_cnt=0;usart3_flag=0;while(1){if(usart3_flag){usart3_rx_buff[usart3_cnt]='\0';printf("rx:%s\r\n",usart3_rx_buff);if(strstr((char *)usart3_rx_buff,"smartconfig connected wifi"))//连接热点成功{usart3_cnt=0;usart3_flag=0;printf("2.关Smart模式\r\n");if(Esp8266_SendCmdCheckStat("AT+CWSTOPSMART\r\n","OK"))return 2;  break;}else{usart3_cnt=0;usart3_flag=0;memset(usart3_rx_buff,0,sizeof(usart3_rx_buff));}}Delay_Ms(1);time1++;time2++;if(time2>=100){LED1=!LED1;}if(time1>=65530)return 3;//超时退出}/*连接服务器*/if(Esp8266_SendCmdCheckStat("AT+CIPMUX=0\r\n","OK"))return 4;;     snprintf(buff,sizeof(buff),"AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",%d\r\n",server_ip,server_port);//printf("buff:%s\r\n",buff);printf("9.连接服务器\r\n");if(Esp8266_SendCmdCheckStat(buff,"OK"))return 5;   printf("配置透传模式\r\n");if(Esp8266_SendCmdCheckStat("AT+CIPMODE=1\r\n","OK\r\n"))return 6;   printf("开始发送数据\r\n");if(Esp8266_SendCmdCheckStat("AT+CIPSEND\r\n",">"))return 7;  return 0;
}

4.功能实现

初始化硬件，ESP8266模式配置，连接物联网平台。

int main()
{int i=0;u8 stat=0;u32 time=0;u16 cnt=0;float temp;Beep_Init();//蜂鸣器初始化Led_Init();//LED初始化Key_Init();//按键初始化Usartx_Init(USART1,115200,72);Usartx_Init(USART3,115200,36);TIMx_Init(TIM2,72,20000);//通过定时器2辅助串口接收数据，20msTIMx_Init(TIM4,72,20000);//通过定时器2辅助串口接收数据，20msDS18B20_Init();
//  RTC_Init();//RTC初始化printf("初始化完成\r\n");while(1){stat=Esp8266_STA_TCPclinet_Init((u8 *)WIFI_NAME,(u8 *)WIFI_PASSWORD,(u8 *)SERVER_IP,SERVER_PORT);if(stat==0)break;if(stat==6)i++;if(i>=3){stat=ESP8266_SetSmartMode((u8 *)SERVER_IP,SERVER_PORT);if(stat==0)break;}printf("stat=%d\r\n",stat);  }printf("服务器连接成功\r\n");while(1){MQTT_Init();stat=MQTT_Connect(ClientID,Username,Password);if(stat==0)break;Delay_Ms(500);printf("正在连接....\r\n");}printf("连接成功\r\n");stat=MQTT_SubscribeTopic(SET_TOPIC,0,1);if(stat)printf("订阅失败\r\n");else printf("订阅成功\r\n");    while(1){if(usart3_flag){for(i=0;i<usart3_cnt;i++){printf("%c",usart3_rx_buff[i]);}printf("\r\n");usart3_cnt=0;usart3_flag=0;}Delay_Ms(1);time++;cnt++;if(time>=5000){time=0;MQTT_SentHeart();//发送心跳包}if(cnt>=5000){cnt=0;temp=DS18B20_GetTemp()*0.0625;sprintf(mqtt_message,"{\"method\":\"report\",\"clientToken\":\"123\",\"params\":{\"LED1\":1,\"temp\":%.2f,\"L\":356}}",temp);//温度MQTT_PublishData(POST_TOPIC,mqtt_message,0);}}
}

EspTouch工具下载: ESP-TOUCH
ESP-TOUCH 协议采用的是 Smart Config（智能配置）技术来帮助用户将嵌入了 ESP8266EX 的设备连接至 Wi-Fi 网络。用户只需在手机上进行简单操作即可实现智能配置。
采用由乐鑫科技提供的 ESP-TOUCH应用APP，将WIFI热点信息通过smartConfig模式传输给ESP8266模块。最终实现设备上网，连接物联网平台。
首先需要将自己的手机连接上目标热点，然后打开ESP-TOUCH软件，输入目标热点的密码，然后等待ESP8266响应。

串口终端调试信息： WIFI模式配置、进入smartConfig模式获取WIFI热点信息，连接物联网平台。

物联网平台连接成功，微信小程序端查看云端推送的温度数据和光照强度，可通过开关远程控制目标设备。

关于服务器连接请参考：ESP8266连接腾讯云
工程示例:https://download.csdn.net/download/weixin_44453694/18775098