低功耗保活唤醒

IPC 低功耗保活唤醒，是涂鸦为低功耗设备提供的基于 TCP 协议的设备与云端之间的保活方法。设备在休眠期间可以实现与云端之间的交互，从而达到休眠唤醒的目的。

功能说明

低功耗保活唤醒 在设备端主要分为三个部分：

• 构建保活通道（连接与鉴权）
• 发送心跳包
• 接收唤醒包

低功耗保活唤醒 的交互流程如下图所示：

协议对接

数据格式

Wi-Fi 模组与云端之间的数据通信统一由消息头（Header）和消息载体（Payload）组成，如下：

鉴权过程

1. Wi-Fi 模组和云端之间建立 TCP 连接。
2. Wi-Fi 模组向云端发起鉴权过程请求。
3. 云端对请求数据进行校验，通过后，回复一个报文。
4. Wi-Fi 模组进行签名校验，完成后，数据安全通道打开，放行心跳包等数据。

鉴权的数据交互采用前述的 数据格式，Payload 部分包括 iv、devid、data 三部分，以上三个字段采用 LV 形式组织，即长度加实际有效数据，如下图所示：

原始 devid 使用 tuya_ipc_device_id_get() 接口获取。出于安全考虑，原始 devId 需要使用 AES CBC 128 加密，需要做 PKCS7 padding。并且最后进行 Base64 加密，加密使用的 key 和 iv 固定如下：

1. 发起握手请求。

   Wi-Fi 模组向云端发起握手请求，data 参数格式如下：

   {
       "type": 1,
       "method": 1,
       "authorization": "time=138993455,random=sdfsjijweiwemkejitejwitetopwejriew",
       "signature": "i2je8fjsesfjeijfiejwifheuhfuwefiweif",
   }
   

   • type：表示发起请求的是 Wi-Fi 模组（0），还是 SDK（1）。固定为 1。

   • method：签名算法类型，默认为 1。

   • authorization：

     • time：设备的 UTC 时间，云端不做校验
     • random：随机的 32 字节

   • signature：按照 devid:time:random 格式拼接，对拼接后的数据先进行 HMac SHA256 加密，然后进行 Base64 加密，计算得出。tuya_ipc_get_local_key 接口获取加密 key。

2. 云端消息返回。

   云端按照签名算法计算出 signature，同时生成相应的参数返回给设备，云端返回的格式如下：

   {
       "err": 0,
       "interval": 60,
       "random": "sdfsiiiweiwemkeiiteiwitetopweiniew",
       "authorization": "time=138993455,random=qwertyuikfhkof18458yeiurur",
       "signature": "i2je8fjsesfjeijfiejwifheuhfuwefiweif",
   }
   

   • err：错误码，0 表示成功，其它表示失败。

   • interval：心跳间隔时间，该值为固定值，不支持修改。

   • random：IPC 发送给云端的随机数，云端原样返回。

   • authorization：认证参数，包含时间和随机数。

   • signature：签名数据。

3. 数据检验认证。

   IPC 设备对接受到的数据进行校验认证：

   1. 使用云端返回 payload 中的 iv 和 local_key，对 data 进行 AES 解密。

   2. 将 random 和请求中的 random 进行比较，若不一致则校验失败。

   3. 将 authrization 中的 time 和 random 使用与请求中 devid:time:random 相同的方式计算签名。

   4. 将上一步计算出的签名与报文中的 signature 进行对比，若不一致则校验失败。

心跳数据

心跳数据内容固定，没有 payload，第一版 version 为 1，type 为 2，flag 为 0，size 字段为 0，最后组装的数据如下：

0x1 0x2 0x0 0x0 0x0

唤醒数据

唤醒数据包，第一版 version 为 1，type 为 3，flag 为 0，size 字段为 4，playload 字段由 SDK 提供 tuya_ipc_get_local_key() 获取 local_key，通过计算 local_key 的 Hash CRC32 值而来。

0x1 0x3 0x0 0x0 0x4 0x11 0x23 0xab 0xbf

总体流程框架

以涂鸦低功耗方案为例。使用此类方案的设备由四个部分组成，分别是主控芯片、Wi-Fi 芯片、低功耗保活服务器和 MQTT 服务器。作用分别如下：

• 主控芯片：负责处理视频流相关业务。在唤醒状态下，会通过 Wi-Fi 芯片直连 MQTT 服务器。
• Wi-Fi 芯片：负责提供 Wi-Fi 相关基础能力。在保活状态下，会控制主控下电，直连低功耗保活服务器，对设备进行保活相关操作。
• 低功耗保活服务器：提供了云端低功耗保活的能力。
• MQTT 服务器：涂鸦的基础云端服务器，提供设备上下线判断和 DP 数据交互等基础能力。在唤醒状态下，设备与云端的交互是保存在主控芯片上的。

在唤醒过程中，设备交互流程如下：

在休眠过程中，设备交互流程如下：

在休眠情况下，主控下电，设备不再直接连接 MQTT 服务器，转而连接保活服务器。

保活具体流程

参考 tuyaos_demo_ipc/application_components/app_main/src/ty_sdk_lowpower.c/ TUYA_IPC_low_power_sample()。

API 说明

获取云端 IP 和端口

获取低功耗云端 IP 和端口信息，成功返回 OPRT_OK。

/**
 * @brief get low power server info v2
 * 
 * @param[out] domain: server domain
 * @param[in] domain_len: domain length
 * @param[out] ip: server IP address
 * @param[out] port: server port
 * 
 * @return OPRT_OK on success. Others on error, please refer to tuya_error_code.h 
 */
OPERATE_RET tuya_ipc_get_low_power_server_v2(OUT CHAR_T *domain, IN INT_T domain_len, OUT UINT_T *ip, OUT UINT_T *port);

获取设备 ID

获取设备的 devid，以及 devid 长度，成功返回 OPRT_OK

/**
 * \fn OPERATE_RET tuya_ipc_get_device_id
 * \brief get device ID
 * \
 * \return OPRT_OK if get device ID success .other is failed;
 */

OPERATE_RET tuya_ipc_get_device_id(IN OUT CHAR_T *devid, IN OUT INT_T * id_len);

获取设备 local_key

获取设备的 local_key，成功返回 OPRT_OK。

/**
 * \fn OPERATE_RET tuya_ipc_get_local_key
 * \brief Get signatrue key from ipc SDK.
 * \ make destKeyBuf len >=17;
 * \return OPRT_OK if get key success
 */

OPERATE_RET tuya_ipc_get_local_key(OUT CHAR_T * destKeybuf,OUT UINT_T * len);

构建加密通道

构建加密通道，成功返回 OPRT_OK。

/**
 * \fn OPERATE_RET tuya_ipc_low_power_server_connect
 * \brief connect lowpower server.
 * \ serverIp：云端服务器 IP;
 * \ port：端口号
 * \ pdevId：设备 ID
 * \ idLen：设备 ID 长度
 * \ pkey：local_key
 * \ keyLen：local_key 长度
 * \return OPRT_OK if get key success
 */
OPERATE_RET tuya_ipc_low_power_server_connect(UNW_IP_ADDR_T serverIp,INT_T port,char* pdevId, int idLen, char* pkey, int keyLen);

获取服务句柄

获取低功耗服务句柄。

/**
 * \fn OPERATE_RET tuya_ipc_low_power_socket_fd_get
 * \brief get lowpower socket fd.
 * \return fd handle
 */
OPERATE_RET tuya_ipc_low_power_socket_fd_get();

获取心跳包内容

获取低功耗服务心跳包内容。

/**
 * \fn OPERATE_RET tuya_ipc_low_power_heart_beat_get
 * \brief get lowpower heart beat info.
 * \return OPRT_OK if get key success
 */
OPERATE_RET tuya_ipc_low_power_heart_beat_get(OUT CHAR_T * pdata,OUT UINT_T *plen);

获取唤醒包内容

获取低功耗服务唤醒包内容。

/**
 * \fn OPERATE_RET tuya_ipc_low_power_wakeup_data_get
 * \brief get lowpower wakeup info.
 * \return OPRT_OK if get key success
 */
OPERATE_RET tuya_ipc_low_power_wakeup_data_get(OUT CHAR_T* pdata, OUT UINT_T* plen);

常见问题

如何获取 Demo?

在开发包中，Demo 文件名为 ty_sdk_lowpower.c，您可以参考 Demo 进行开发。

设备发送心跳包，云端的回复内容是什么？

和设备端发送的一致：0x1、0x2、0x0、0x0，0x0

AES 128 CBC 加密数据有什么要求？

AES 128 CBC 进行加密后的数据一定是 16 字节的倍数，如果不足 16 字节或者 16 字节的倍数需要用 PKcs7 的方式进行填充。

低功耗保活连接和 MQTT 需要主动关闭吗？

• 如果设备在低功耗保活状态并收到云端下发的唤醒包，保活线程无需主动关闭 TCP 连接，而是应等待云端主动断开保活服务器的 TCP 连接。如果设备主动关闭 TCP 连接，将导致云端在后台记录一条状态为 close 的离线消息。
• 如果设备在非保活状态，进入低功耗保活，创建 TCP 连接，也不需唤醒。

低功耗保活连接失败如何处理？

如果 TCP 连接失败，可以尝试通过 tuya_ipc_get_low_power_server_v2 获取到的域名信息，重新请求获取 IP 地址信息，进行 TCP 连接保活尝试。