【腾讯连连腾讯物联网入门学习第2篇】深度解析微信小程序smartconfig配网原理，安信可ESP-12S直连腾讯物联开发平台！

微信物联网生态主要分在微信硬件开发平台与腾讯物联开发平台，前者已经停止维护，但依然有着很大的学习价值，而后者作为主推的平台，集成很多功能，包括从微信小程序实现配网到控制；

为了兼顾更多的朋友和自己的学习笔记，我将会一直更新此专题笔记，欢迎关注本人CSDN半颗心脏，带你走进前沿领域，学习前沿技术！

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【腾讯连连 - 腾讯物联开发平台第1篇】腾讯官方静鸡鸡发布的“腾讯连连”终于来了，按照官方教程教你在微信小程序实现配网、控制 ESP8266啦！
【腾讯连连 - 腾讯物联开发平台第2篇】深度解析微信小程序smartconfig配网原理，安信可ESP-12S直连腾讯物联开发平台！！

在这里插入图片描述

1.1 WiFi配网是什么
1.2 SmartConfig配网及设备绑定

二 SmartConfig配网设备端与腾讯连连小程序及后台交互的数据协议
三 ESP8266使用SmartConfig配网接口

腾讯云IoT AT指令ESP8266定制固件
配网代码示例

另外，不要把我的博客作为学习标准，我的只是笔记，难有疏忽之处，如果有，请指出来，也欢迎留言哈！

前言

终于更新了跨平台的腾讯小程序控制ESP8266的第二篇了，因为我这里已经做好了全部工作，这几篇先给大家做些理论的知识，对往后的开发埋下扎实的基础；

因为现在的腾讯小程序已经支持ESP8266的一键配网了，即smartconfig！ 是不是感觉国内物联网正在慢慢前进？跟着我的笔记慢慢学习吧！

在这里插入图片描述

一 SmartConfig配网简介及交互流程

1.1 WiFi配网是什么

WiFi配网指的是，由外部向WiFi设备提供SSID和密码（PSW），让WiFi设备可以连接指定的热点或路由器并加入后者所建立的WiFi网络。对于具备丰富人机界面包括屏幕/键盘的设备比如电脑或者手机，可以直接输入SSID/PSW来进行连接，而对于不具备丰富人机交互界面的物联网WiFi设备比如智能灯、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告诉该设备。

1.2 SmartConfig配网及设备绑定

SmartConfig方式配网的基本原理是先让设备进入WiFi混杂模式（promiscuous mode）以监听捕获周围的WiFi报文，由于设备还没有联网，而WiFi网络的数据帧是通过加密的，设备无法知道payload的内容，但是可以知道报文的某些特征数据比如每个报文的长度，同时对于某些数据帧比如UDP的广播包或多播包，其报文的帧头结构比较固定，可以很容易的识别出来。

这个时候在手机app或者小程序测，就可以通过发送UDP的广播包或者多播包，聪明的开发者利用报文的特征比如长度变化来进行编码，将目标WiFi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就可以得到目标WiFi路由器的相关信息并进行联网。

SmartConfig方式配网，在编码方式和报文选择上面，每个厂商有自己的协议，对于ESP8266，采用的是乐鑫ESP-TOUCH协议。

基于该协议，设备端在连接WiFi路由器成功之后，会告知手机端自己的IP地址，这个时候手机端可以通过数据通道比如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可以进行设备绑定。

目前腾讯连连小程序已经支持采用ESP-TOUCH协议进行SmartConfig配网，并提供了相应的小程序SDK.

下面是腾讯连连小程序SmartConfig方式配网及设备绑定的示例流程图：

二 SmartConfig配网设备端与腾讯连连小程序及后台交互的数据协议

腾讯连连小程序进入配网模式后，会从物联网开发平台服务获取到当次配网的token，小程序相关操作可以参考生成Wi-Fi设备配网Token
使WiFi设备进入SmartConfig配网模式，看到设备有指示灯在快闪，则说明进入配网模式成功。
小程序按照提示依次获取WiFi列表，输入家里目标路由器的SSID/PSW，按下一步之后就会通过SmartConfig方式发送报文。
设备端通过监听捕获SmartConfig报文，解析出目标路由器的SSID/PSW并进行联网，联网成功之后设备会告知小程序自己的IP地址，同时开始连接物联网后台。
小程序作为UDP客户端会连接WiFi设备上面的UDP服务（默认端口为8266），给设备发送配网token，JSON格式为：

   {"cmdType":0,"token":"6ab82618a9d529a2ee777bf6e528a0fd"}

发送完了之后等待设备UDP回复设备信息及配网协议版本号：

   {"cmdType":2,"productId":"OSPB5ASRWT","deviceName":"dev_01","protoVersion":"2.0"}

如果2秒之内没有收到设备回复，则重复步骤5，UDP客户端重复发送配网token。
如果重复发送5次都没有收到回复，则认为配网失败，WiFi设备有异常。
如果步骤5收到设备回复，则说明设备端已经收到token，并准备上报token。这个时候小程序会开始通过token轮询物联网后台来确认配网及设备绑定是否成功。小程序相关操作可以参考查询配网Token状态
设备端在成功连接WiFi路由器之后，需要通过MQTT连接物联网后台，并将小程序发送来的配网token通过下面MQTT报文上报给后台服务：

    topic: $thing/up/service/ProductID/DeviceName
    payload: {"method":"app_bind_token","clientToken":"client-1234","params": {"token":"6ab82618a9d529a2ee777bf6e528a0fd"}}

设备端也可以通过订阅主题 $thing/down/service/ProductID/DeviceName 来获取token上报的结果

在以上5-7步骤中，如果小程序收到设备UDP服务发送过来的错误日志，且deviceReply字段的值为"Current_Error"，则表示当前配网绑定过程中出错，需要退出配网操作。如果deviceReply字段是"Previous_Error"，则为上一次配网的出错日志，只需要上报，不影响当此操作。
错误日志JSON格式例子：

{"cmdType":2,"deviceReply":"Current_Error","log":"ESP WIFI connect error! (10, 2)"}

如果设备成功上报了token，物联网后台服务确认了token有效性，小程序会提示配网完成，设备添加成功。
设备端会记录配网的详细日志，如果配网或者添加设备失败，还可以让设备端创建一个特殊的softAP和UDP服务，通过小程序可以从设备端获取更多日志用于错误分析。

三 ESP8266使用SmartConfig配网接口

先上开源仓库：https://github.com/Ai-Thinker-Open/Ai-Thinker-Open-qcloud-esp-wifi

腾讯云IoT AT指令ESP8266定制固件

如果ESP-12S模组烧写了腾讯云IoT AT指令ESP8266定制固件，则只要通过指令AT+TCDEVINFOSET配置好设备信息，再通过下面的指令启动SmartConfig配网就可以

AT+TCSTARTSMART

关于AT指令的详细说明，请参考qcloud-iot-at-esp8266目录文档

配网代码示例

在qcloud-iot-esp8266-demo/main/wifi_config目录下，提供了SmartConfig配网在ESP8266上面的参考实现，用户可以使用qcloud-iot-esp8266-demo工程进行体验。

使用示例，配网接口说明请查看wifi_config/qcloud_wifi_config.h，可以按照下面方式使用：

    /* to use WiFi config and device binding with Wechat mini program */
    int wifi_config_state;
    int ret = start_smartconfig();
    if (ret) {
        Log_e("start wifi config failed: %d", ret);
    } else {
        /* max waiting: 150 * 2000ms */
        int wait_cnt = 150;
        do {
            Log_d("waiting for wifi config result...");
            HAL_SleepMs(2000);            
            wifi_config_state = query_wifi_config_state();
        } while (wifi_config_state == WIFI_CONFIG_GOING_ON && wait_cnt--);
    }

    wifi_connected = is_wifi_config_successful();
    if (!wifi_connected) {
        Log_e("wifi config failed!");
        // setup a softAP to upload log to mini program
        start_log_softAP();
    }

另外，不要把我的博客作为学习标准，我的只是笔记，难有疏忽之处，如果有，请指出来，也欢迎留言哈！

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