開發者、供應商和制造商爭相加入萬物互聯，創造新類型的產品、系統和設備，讓我們的生活更高效、更舒適。其中許多基于 Wi-Fi 技術將它們連接在一起，并將它們連接到無線接入點，無線接入點又連接到網絡和基于云的智能。

因此，許多設計人員沒有嘗試處理為他們的萬物互聯產品開發自己的無線系統的復雜性，而是選擇使用預先認證的完全集成的 Wi-Fi 連接解決方??案。這些嵌入式模塊和軟件專為幫助設計人員應對這些新挑戰而創建，為萬物互聯產品制造商提供了一種經濟高效的方式，可以以更低的成本和更低的風險更快地將其產品推向市場。

Wi-Fi 連接的物聯網 （IoT） 設備的重要功能

模塊支持哪些 Wi-Fi 標準？根據最終用途，模塊通常必須支持所有現有的 Wi-Fi 風格，包括數據速率高達 20 Mbps 的 IEEE 802.11b/g/n 標準。

除了基本的 802.11 功能外，固件還應包括對高級 Wi-Fi 功能的支持，例如 DLNA、帶有 P2P-Client 的 Wi-Fi Direct 和 P2P-GO 以及全方位的安全選項（WPS 2.0、WEP 和WPA/WPA2） 的個人和企業版本、HTTPS/SSL 安全堆棧、DHCP 客戶端/服務器、可配置 Web 服務器和標準 TCP/UDP 套接字等等。

為加快設計過程，開發人員可以選擇配備內部閃存和集成天線并通過所有機構認證的 Wi-Fi 模塊。對于計劃在全球范圍內運送產品的設計人員來說，無線電部分經過預先認證并提供符合國際標準的解決方案非常重要——這可以顯著縮短驗收周期并最終縮短上市時間。

Wi-Fi 模塊應包含一個支持 802.11 協議棧的 MCU、一個功能齊全的 TCP/IP 棧以及隨附的網絡應用程序、數據安全性以及設備配置的配置方法。MCU 還負責通過 U（S）ART、SPI、I2C、I2S 或 SDIO 接口與主機系統交換數據和控制信號。

應用軟件還應包括云服務支持，以協助開發與物聯網一起使用的基于云的應用程序。以類似的方式，家庭娛樂和家庭自動化應用程序需要通過數字生活網絡聯盟 （DLNA/UPnP） 協議棧或 Apple 的 Airplay 等替代方案來支持。

最近出現的一項新功能允許將 Wi-Fi 連接設置大規模配置技術內置到模塊中，以簡化開箱即用的配置并在現有 Wi-Fi 網絡上快速注冊設備。它被稱為“ProbMe”，它使設備制造商、系統提供商和最終用戶能夠以最少的用戶輸入同時安裝、設置和配置多個 Wi-Fi 設備。

它通過利用 Wi-Fi 網絡的發現功能來工作。ProbMe 方法不使用標準 802.11 管理幀來詢問周圍網絡的 SSID 信息，而是使用這些幀作為配置載體。這使 Wi-Fi 模塊能夠識別它何時接收到配置信息，然后利用該信息在網絡上進行自我配置。在多個設備處于開啟狀態并等待配置信息的情況下，可以同時向所有設備提供具有相同 SSID 和密碼短語或 SSID 和 WPS 信息的信息。這意味著可以使用一個配置命令同時配置 10、100 甚至 1，000 臺設備。

使用此信息配置 Wi-Fi 設備后，該模塊默認禁用重新配置功能，并且需要手動按下設備上的物理按鈕，以便將設備重新置于配置模式。不同的制造商可以選擇設置安全的方法來通過物理按鈕或軟件訪問重置功能。

典型的安裝和設置挑戰

如今，用戶連接到 Wi-Fi 網絡的大多數設備都需要一個服務集標識符 （SSID） 和一個通行短語，通行短語通常比密碼長。無線路由器制造商最初為路由器提供了默認的通用 SSID 和開放設置，無需密碼即可加入網絡。但是，大多數路由器制造商現在提供更多唯一的 SSID 和初始唯一密碼短語，這些密碼短語印在 Wi-Fi 路由器的貼紙上。這意味著當路由器打開時，它會以設置 SSID 和密碼短語的安全模式啟動。任何想要加入網絡的人都可以在智能手機、平板電腦、筆記本電腦或臺式機上使用“加入網絡”或“添加網絡”實用程序。用戶可以輕松地加入和重新加入網絡以及在不同位置之間移動。

在過去十年中，消費者連接到 Wi-Fi 無線路由器的大多數設備都擁有豐富的計算資源——顯示器、鍵盤和其他功能——這使得輸入信息以實現安全連接相對容易。

然而，現在添加到家庭、辦公室、商業空間和工業設施中的“東西”非常小，沒有顯示或方便的數據輸入功能來允許用戶對其進行配置。因此，設備需要由更智能的設備配置，該設備可以傳輸必要的配置信息以加入網絡。

例如，消費者購買支持 Wi-Fi 的咖啡機。咖啡機需要知道 SSID 和密碼短語，以便它可以作為客戶端設備連接到網絡，以允許用戶遠程打開和關閉咖啡機、更改沖泡設置、獲得咖啡沖泡完成的信號、并可能將咖啡機連接到云以獲得更高級的功能。今天，對于想要在咖啡機中加入 Wi-Fi 功能的制造商來說，有幾種選擇。

一種選擇是使用咖啡機上的 Wi-Fi 保護設置 （WPS） 按鈕，并假設用戶的無線路由器也有 WPS 按鈕。這需要用戶按下咖啡壺上的按鈕，同時按下無線路由器上的按鈕。

如果設備及其設置按鈕都易于訪問，則此方法效果很好。但是，如果無線路由器沒有 WPS 按鈕或者不容易訪問，則該系統將根本無法工作。此外，如果兩個按鈕都被按下并且咖啡機沒有出現在網絡上，則無法進行故障排除。最重要的是，WPS 按鈕方法存在已知的安全漏洞。

另一種常見的方法是讓咖啡機顯示為具有自己的 SSID 和密碼短語的接入點，這在制造商的快速入門卡上提供。在這種方法中，當咖啡機插入電源并打開電源時，咖啡機的 SSID 會被廣播，以便于識別。用戶斷開無線網絡連接，直接無線連接到咖啡機，然后導航到一個區域以輸入 SSID 和網絡密碼短語。然后將該設備配置為用戶網絡上的客戶端。

這種方法的主要缺點是所需的技術專業知識水平。此外，該過程可能非常耗時，如果要安裝多個設備，例如電燈開關、燈泡、插座、揚聲器、攝像頭、門鎖、恒溫器、警報器等，則會更加耗時。最重要的是，這可能不是最安全的方法，具體取決于制造商決定如何處理啟動場景。在某些情況下，消費者可能不會決定為他們的無線網絡配置 Wi-Fi 功能，因此，設備廣播范圍內的每個人都可以看到它。隔壁鄰居可以找到并控制另一個鄰居的咖啡機。

另一種方法

假設用戶在任何操作系統上都有設備。假設用戶沒有物理訪問無線路由器的權限。我們還假設用戶對技術的了解最少，并且能夠瀏覽在家庭網絡上配置設備所需的基本菜單。最后，讓我們假設用戶不想在 Wi-Fi 上向全世界宣布咖啡機，也不希望有一個不安全的咖啡壺，這是鄰里惡作劇的容易目標。

用戶需要咖啡壺以只聽模式開機并等待配置。根據設備的類型，可能需要在特定模式或特定網絡中進行配置。當多個設備開箱即用時，如果所有設備都可以通過用戶的一個條目進行相同的配置，那將是理想的。然后，在配置完成后，為了防止黑客入侵，設備最好將自己鎖定以防將來重新配置，以確保它只能由授權用戶管理。如果設備需要重新配置，這可能需要用戶訪問設備以按下重置按鈕。

現在想象一下上述情況的替代方案。在這種情況下，用戶將咖啡機帶回家。插入后，查看快速啟動卡，然后使用智能手機輸入正確的網絡 SSID 和密碼，最后點擊“加入網絡”。智能手機傳輸配置信息并自動將所有啟用 ProbMe 的新設備連接到網絡。

審核編輯：郭婷