一種用于智能硬件的wifi快速組網(wǎng)配對方法及模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種WIFI快速組網(wǎng)配對模塊及方法，在智能手機普及的大前提下，實現(xiàn)產(chǎn)品的快速組網(wǎng)，方便嵌入到任何可用實體內(nèi)部，以實現(xiàn)產(chǎn)品的遠程監(jiān)控操作。該方法是基于TI?CC3000+ARM-CortexM3為核心的硬件構成平臺，在首次配置中，使用帶有wifi功能的設備，例如手機、平板電腦、筆記本都可以給核心模塊發(fā)送連接信息，wifi核心模塊通過Adhoc?Beacon或者Probe?Request數(shù)據(jù)包提取網(wǎng)絡配置信息。該方法使用標準wifi機制，不需要使用特殊的軟件和設備，不依賴主控制器的I/O資源，可以使用到嵌入式領域，通過同一個AP能夠一次將多個無線設備連接起來。
【專利說明】—種用于智能硬件的WIFI快速組網(wǎng)配對方法及模塊
【技術領域】
[0001]本發(fā)明公開了一種用于智能硬件的WIFI快速組網(wǎng)配對方法及模塊，屬于網(wǎng)絡通信【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展及生活水平的提高，WiFi及其相關設備已融入到家庭個人生活的方方面面，極大的方便了人類出行及居家生活。
[0003]把WiFi設備接入到無線網(wǎng)絡接入點(AP =Access Point)通常是一個簡單的過程。這個過程常常是用戶去選擇哪個AP可以接入。越來越多的設備帶有WiFi功能，連接過程總是通過有限的輸入和輸出來實現(xiàn)。這些設備被廣泛的應用，在這些應用中在大多數(shù)情況下并不存在顯示屏和鍵盤。雖然可以修改使用的參數(shù)，比如說AP的名字，但是這種方法在很多應用領域中還是存在一些問題。
[0004]而且，傳統(tǒng)組網(wǎng)方式包括鍵盤、顯示等人機界面，組網(wǎng)及控制方式需要人工單個的輸入配置，不能有效的嵌入各種模式的智能家具家電產(chǎn)品中，既增加產(chǎn)品成本又達不到簡便操控的效果，使行業(yè)的應用受到限制。
[0005]因此基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設備快速接入技術是迫切需求及必須的，快速WiFi接入及配對技術能啟動支持W1-Fi功能的物聯(lián)網(wǎng)(1T)，提供快捷高速的接入方式。為各種基于MCU的家庭自動化、健康健身以及機器對機器(M2M)應用快速啟動開發(fā)。
[0006]針對現(xiàn)有技術上存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種WIFI快速組網(wǎng)配對模塊及方法，在智能手機普及的大前提下，實現(xiàn)產(chǎn)品的快速組網(wǎng)，方便嵌入到任何可用實體內(nèi)部，以實現(xiàn)產(chǎn)品的遠程監(jiān)控操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述問題，本發(fā)明提供一種用于智能硬件的WIFI快速組網(wǎng)配對方法及模塊，該方法是基于TI CC3000+ARM-CorteXM3為核心的硬件構成平臺，為解決自動化設備的快速wifi接入，并提供特定操控權限而設計的。由于首次配置是CC3000獨一無二的特征，在首次配置中，使用帶有wifi功能的設備，例如手機、平板電腦、筆記本都可以給核心模塊發(fā)送連接信息，wifi核心模塊通過Adhoc Beacon或者Probe Request數(shù)據(jù)包提取網(wǎng)絡配置信肩、O
[0008]為實現(xiàn)上述目的，一種用于智能硬件的WIFI快速組網(wǎng)配對方法，該方是基于TICC3000+ARM-CortexM3為核心的硬件構成平臺來實現(xiàn)的，其包括快速組網(wǎng)配對步驟和快速wifi接入配對步驟，其中，所述的快速組網(wǎng)配對步驟依次包括以下小步驟:
[0009](I)將WIFI核心模塊設置成simple configuration模式，并開始收聽附近的beacon 或 probes ；
[0010](2)將帶有WIFI功能的外置設備被配置后,將發(fā)送probes和beacons ；
[0011](3)所述的WIFI核心模塊將接受probe或beacon,并編譯它；[0012](4)所述的WIFI核心模塊成功的編譯probe或beacon后，在EEPROM中生成一個文件，所述的文件將用于連接AP ；
[0013](5)所述的WIFI核心模塊接入AP后，自動獲取本機的IP地址，并建立一個安全機制的TCP server,開放端口允許外置的配置設備接入，同時所述的WIFI核心模塊建立廣播組路，通過AP向特定端口廣播加密信息；
[0014](6)帶有WIFI功能的外置配置設備接收到所述的WIFI核心模塊成功的編譯probe或beacon信息后,偵聽相應特定端口，開始接收所述的WIFI核心模塊的網(wǎng)絡狀態(tài)及加密信息，并解密；
[0015](7)配置設備通過解密的信息建立安全機制的TCP client，并嘗試連接所述的WIFI核心模塊；
[0016](8)所述的WIFI核心模塊接收到配置設備的連接后，關閉廣播組路；
[0017](9)所述的WIFI核心模塊與配置設備建立安全的數(shù)據(jù)鏈路，獲取IP、MAC、端口及設備名稱的特定信息，并在EEPROM中生成一個文件，并以此做為加密解密校驗連接數(shù)據(jù)的基準，即完成配對；
[0018]所述的快速WIFI接入配對步驟依次包括以下各小步驟:
[0019](i)設置probe/beacon，在首次配置中使用的移動設備比如手機、筆記本需要接入AP,并設置網(wǎng)絡包括所述的WIFI核心模塊要接入的AP的名字SSID、安全級別和安全密碼，Probe/beacon包含一個特殊的命令頭、SSID長度、SSID和安全級別碼；
[0020](ii)設置所述的WIFI核心模塊，使其進入配置模式，并設置相應1/0 口狀態(tài)；
[0021](iii)使用移動設備，比如手機、筆記本，生成probe要求，讓這些設備接入到配置的網(wǎng)絡上，通過這種方式，移動設備將含有SSID以及安全級別的信息發(fā)送給所述的WIFI核心模塊，所述的WIFI核心模塊接收到這樣的信息后，寫入寄存器中，從而完成無線網(wǎng)絡名稱的輸入工作；
[0022](iv)當所述的WIFI核心模塊接收到空中的configuration信息后,設定1/0 口狀態(tài)變換，同時所述的WIFI核心模塊將使用configuration信息，接入到AP上，如果接入成功，則對應1/0 口狀態(tài)變換；
[0023](V)所述的WIFI核心模塊成功連接到設定AP后，獲取當前網(wǎng)絡狀態(tài)參數(shù)，建立TCPserver,同時打開端口向設定的地址廣播信息；
[0024](vi)配置設備接收到所述的WIFI核心模塊返回的配置信息后，進入設定的端口，偵聽特定地址的廣播信息，由此獲得WIFI核心模塊的網(wǎng)絡配置信息，并解析信息，嘗試與所述的WIFI核心模塊建立連接；
[0025](vii)所述的WIFI核心模塊接收到連接請求后，進行信息驗證，并與配置設備完成數(shù)據(jù)交換及配對權限。
[0026]進一步,在所述的快速組網(wǎng)配對步驟的小步驟(4)中，在所述的EEPROM中生成一個文件，并將所述的文件用于連接AP時起，所述的WIFI核心模塊可以自動地接入AP而且再也不必對所述的WIFI核心模塊進行配置和要求，除非連接過程中某些細節(jié)被更改，比如passhrase, AP接入的安全類型，AP的名字。
[0027]進一步，在所述的快速組網(wǎng)配對步驟的小步驟(9)中，從完成配對時起，所述的WIFI核心模塊的各項權限僅限配置設備操控，除非解除配對。[0028]此外，本發(fā)明還提供了一種所述的智能硬件的WIFI快速組網(wǎng)配對方法的WIFI核心模塊，其包括CC3000以及STM32F103。
[0029]與現(xiàn)有的智能硬件的WIFI快速組網(wǎng)配對方法相比，本發(fā)明提供的智能硬件的WIFI快速組網(wǎng)配對方法的WIFI核心模塊，具有以下優(yōu)點及技術創(chuàng)新點:
[0030]I)使用標準wifi機制，不需要使用特殊的軟件和設備；
[0031]2)不依賴主控制器的I/O資源，可以使用到嵌入式領域；
[0032]3)通過同一個AP能夠一次將多個無線設備連接起來；
[0033]4)僅有配置設備由權限與模塊進行交互操作，即配對。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明的wifi核心模塊與智能手機或筆記本電腦以及與太網(wǎng)、云端進行連接的關系不意圖；
[0035]圖2是本發(fā)明中設置相應I/O 口狀態(tài)示意圖；
[0036]圖3是本發(fā)明填寫名字SSID、安全級別和安全密碼示意圖；
[0037]圖4是本發(fā)明中接入成功后對應I/O 口狀態(tài)變換示意圖；
[0038]圖5是本發(fā)明中建立TCP server的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0039]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0040]本發(fā)明是基于TI CC3000+ARM-CortexM3為核心的硬件構成平臺，為解決自動化設備的快速wifi接入,并提供特定操控權限。
[0041]由于，首次配置是CC3000獨一無二的特征，在首次配置中，使用帶有wifi功能的設備，例如手機、平板電腦、筆記本都可以給wifi核心模塊發(fā)送連接信息，wifi核心模塊通過Adhoc Beacon或者Probe Request數(shù)據(jù)包提取網(wǎng)絡配置信息；配置完成后,wifi核心模塊自動連接到智能手機或筆記本電腦所連接的AP，并自動存儲保存相關路由信息為首選配置，模塊重啟或再次上電會自動嗅探并連接到配置的AP，通過以太網(wǎng)連接云端。如附圖1所示，為wifi核心模塊與智能手機或筆記本電腦以及與太網(wǎng)、云端進行連接的關系示意圖；
[0042]該智能硬件的WIFI快速組網(wǎng)配對方法包括快速組網(wǎng)配對步驟和快速wifi接入配對步驟，其中，所述的快速組網(wǎng)配對步驟依次包括以下小步驟:
[0043]一、快速組網(wǎng)配對步驟:
[0044]I)核心模塊設置在simple configuration模式，并開始收聽附近的beacon或probes ；
[0045]2)帶有wifi功能的外置設備被配置后，將發(fā)送probes和beacons ；
[0046]3) wifi核心模塊將接受probe或beacon,并編譯它；
[0047]4) wifi核心模塊成功的編譯probe或beacon后,將在EEPROM中生成一個文件,這個文件將用于連接AP。從這時起，wifi核心模塊可以自動地接入AP而且再也不必對wifi核心模塊進行配置和要求，除非連接過程中某些細節(jié)被更改，比如passhrase, AP接入的安全類型，AP的名字；
[0048]5) wifi核心模塊接入AP后，自動獲取本機的IP地址，并建立一個安全機制的TCPserver,開放端口允許外置的配置設備接入，同時wifi核心模塊建立廣播組路,通過AP向特定端口廣播加密信息；
[0049]6)帶有wifi功能的外置配置設備接收到核心模塊成功的編譯probe或beacon信息后，偵聽相應特定端口，開始接收核心模塊的網(wǎng)絡狀態(tài)及加密信息，并解密；
[0050]7)配置設備通過解密的信息建立安全機制的TCP client,并嘗試連接wifi核心模塊；
[0051]8)wifi核心模塊接收到配置設備的連接后，關閉廣播組路；
[0052]9)wifi核心模塊與配置設備建立安全的數(shù)據(jù)鏈路，獲取IP、MAC、端口及設備名稱等特定信息，將在EEPROM中生成一個文件。并以此做為加密解密校驗連接數(shù)據(jù)的基準，即完成配對，從這時起，核心模塊的各項權限僅限配置設備操控。除非解除配對；
[0053]二、快速wifi接入配對技術實現(xiàn)步驟:
[0054]I)設置probe/beacon，在首次配置中使用的移動設備比如手機、筆記本需要接入AP,并設置網(wǎng)絡包括wifi核心模塊要接入的AP的名字SSID、安全級別和安全密碼，Probe/beacon包含一個特殊的命令頭、SSID長度、SSID和安全級別碼；
[0055]2)設置wifi核心模塊，使其進入配置模式。通過設置相應1/0 口狀態(tài)，如圖2所示；
[0056]3)使用移動設備，比如手機、筆記本，產(chǎn)生probe要求。讓這些設備接入到配置的網(wǎng)絡上，通過這種方式，移動設備將含有SSID以及安全級別的信息發(fā)送給wifi核心模塊，wifi核心模塊接收到這樣的信息后，寫入寄存器中，從而完成無線網(wǎng)絡名稱的輸入工作，這一步取代了傳統(tǒng)wifi芯片使用過程中鍵盤輸入無線接入點名稱的步驟，如圖3所示；
[0057]4)當wifi核心模塊接收到空中的configuration信息后，設定1/0 口狀態(tài)變換。同時wifi核心模塊將使用configuration信息,接入到AP上，如果接入成功，則對應1/0口狀態(tài)變換，如圖4所示；
[0058]5)wifi核心模塊成功連接到設定AP后，獲取當前網(wǎng)絡狀態(tài)參數(shù)，建立TCPserver,同時打開端口向設定的地址廣播信息,如圖5所示；
[0059]6)配置設備接收到wifi核心模塊返回的配置信息后，進入設定的端口，偵聽特定地址的廣播信息，由此獲得wifi核心模塊的網(wǎng)絡配置信息，并解析信息，嘗試與wifi核心模塊建立連接；
[0060]7)wifi核心模塊接收到連接請求后，進行信息驗證，并與配置設備完成數(shù)據(jù)交換及配對權限。
【權利要求】
1.一種用于智能硬件的WIFI快速組網(wǎng)配對方法，該方是基于TICC3000+ARM-CortexM3為核心的硬件構成平臺來實現(xiàn)的，其包括快速組網(wǎng)配對步驟和快速wifi接入配對步驟,其特征在于， 所述的快速組網(wǎng)配對步驟依次包括以下小步驟: (1)將WIFI核心模塊設置成simpleconfiguration模式，并開始收聽附近的beacon或 probes ； (2)將帶有WIFI功能的外置設備被配置后,將發(fā)送probes和beacons； (3)所述的WIFI核心模塊將接受probe或beacon，并編譯它； (4)所述的WIFI核心模塊成功的編譯probe或beacon后，在EEPROM中生成一個文件，所述的文件將用于連接AP; (5)所述的WIFI核心模塊接入AP后，自動獲取本機的IP地址，并建立一個安全機制的TCP server,開放端口允許外置的配置設備接入，同時所述的WIFI核心模塊建立廣播組路，通過AP向特定端口廣播加密信息； (6)帶有WIFI功能的外置配置設備接收到所述的WIFI核心模塊成功的編譯probe或beacon信息后，偵聽相應特定端口，開始接收所述的WIFI核心模塊的網(wǎng)絡狀態(tài)及加密信息，并解密； (7)配置設備通過解 密的信息建立安全機制的TCPclient，并嘗試連接所述的WIFI核心豐旲塊； (8)所述的WIFI核心模塊接收到配置設備的連接后，關閉廣播組路； (9)所述的WIFI核心模塊與配置設備建立安全的數(shù)據(jù)鏈路，獲取IP、MAC、端口及設備名稱的特定信息，并在EEPROM中生成一個文件，并以此做為加密解密校驗連接數(shù)據(jù)的基準，即完成配對； 所述的快速WIFI接入配對步驟依次包括以下各小步驟: (i)設置probe/beacon,在首次配置中使用的移動設備比如手機、筆記本需要接入AP,并設置網(wǎng)絡包括所述的WIFI核心模塊要接入的AP的名字SSID、安全級別和安全密碼，Probe/beacon包含一個特殊的命令頭、SSID長度、SSID和安全級別碼； (?)設置所述的WIFI核心模塊，使其進入配置模式，并設置相應I/O 口狀態(tài)； (iii)使用移動設備，比如手機、筆記本，生成probe要求，讓這些設備接入到配置的網(wǎng)絡上，通過這種方式，移動設備將含有SSID以及安全級別的信息發(fā)送給所述的WIFI核心模塊，所述的WIFI核心模塊接收到這樣的信息后，寫入寄存器中，從而完成無線網(wǎng)絡名稱的輸入工作； (iv)當所述的WIFI核心模塊接收到空中的configuration信息后,設定I/O口狀態(tài)變換，同時所述的WIFI核心模塊將使用configuration信息,接入到AP上,如果接入成功，貝丨J對應I/O 口狀態(tài)變換； (V)所述的WIFI核心模塊成功連接到設定AP后，獲取當前網(wǎng)絡狀態(tài)參數(shù)，建立TCPserver,同時打開端口向設定的地址廣播信息； (vi)配置設備接收到所述的WIFI核心模塊返回的配置信息后，進入設定的端口，偵聽特定地址的廣播信息，由此獲得WIFI核心模塊的網(wǎng)絡配置信息，并解析信息，嘗試與所述的WIFI核心模塊建立連接；(Vii)所述的WIFI核心模塊接收到連接請求后，進行信息驗證，并與配置設備完成數(shù)據(jù)交換及配對權限。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于智能硬件的WIFI快速組網(wǎng)配對方法，其特征在于，在所述的快速組網(wǎng)配對步驟的小步驟(4)中，在所述的EEPROM中生成一個文件，并將所述的文件用于連接AP時起，所述的WIFI核心模塊可以自動地接入AP而且再也不必對所述的WIFI核心模塊進行配置和要求,除非連接過程中某些細節(jié)被更改，比如passhrase,AP接入的安全類型，AP的名字。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于智能硬件的WIFI快速組網(wǎng)配對方法及模塊，其特征在于，在所述的快速組網(wǎng)配對步驟的小步驟(9) 中，從完成配對時起，所述的WIFI核心模塊的各項權限僅限配置設備操控，除非解除配對。
4.一種用于如權利要求1-3所述的智能硬件的WIFI快速組網(wǎng)配對方法的WIFI核心模塊，其特征在于，包括CC3000以及STM32F103。
【文檔編號】H04W76/02GK103957580SQ201410206851
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權日:2014年5月14日
【發(fā)明者】俞芳 申請人:俞芳