CN103166702A - 通过音频方式配置无线网络的方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于网络设备无线配置技术领域，特别是涉及一种通过音频方式配置无线网络的方法与装置。本发明利用编码客户端将用户输入的无线网络设置参数或移动终端已有的无线网络设置参数编码成音频信号，并通过移动终端内置的扬声器输出；网络设备上的解码客户端通过麦克风采集编码客户端发出的音频信号，解码出无线网络设置参数，并进行设置，设置成功后，网络设备还可以通过平台服务器通知编码客户端，提示本次无线网络配置设置成功。本发明在不增加或者依赖任何特殊硬件的前提下，通过移动终端的扬声器与网络设备内的麦克风就可以实现无线网络配置参数的传输与设置；同时不需要用户具备丰富的网络知识，简单方便，易于操作。
Description
技术领域
本发明属于网络设备无线配置技术领域，特别是涉及一种通过音频方式配置无线网络的方法与装置。
背景技术
随着网络环境的快速发展，无线网络(Wi-fi)设备也逐渐地被普遍接受，目前市面上的网络设备大都带有有线网络连接（RJ45）与无线网络(Wi-fi)连接，由于大部分网络设备不具备人机交互界面（GUI），因此如何简洁、快速地设置网络设备的无线网络(Wi-fi)连接一直是一个难题，对不具备网络配置基本知识的普通消费者而言，这一点尤其困难。目前常见的无线网络(Wi-fi)连接配置方法如下：
1、通过有线网络配置无线网络(Wi-fi)，具体方法是先连接有线网络(RJ-45)，然后通过电脑或者其他的网络客户端配置网络设备中的无线网络(Wi-fi)，这种方法的缺点如下：
(1）对用户的使用要求太高，用户必须具备丰富的网络知识，才能够知道先连接有线网络获得有线网络的网络地址(IP)，然后再配置无线网络(Wi-fi)。
(2）此方法增加网络设备成本，不能解决没有有线接口时的配置问题（比如说硬件就只有无线接口的情况下）。
2、通过无线配对按钮(WPS, Wi-fi Protected Setup）的方式配置无线网络(Wi-fi)， 这种方法有以下的缺点：
(1) 需要无线路由器的支持，而目前不是每一个无线路由器都支持无线配对按钮(WPS)。
（2）对于普通用户来说，用户需要了解无线配对按钮(WPS)，并且知道如何触发网络设备与路由器上的无线配对按钮(WPS)按钮，因此，技术门槛仍然比较高。
3、通过其他的有线介质，如通用串行总线（USB）接口或者闪存（SD）卡等配置无线网络(Wi-fi)，这种方法有如下缺点：
（1）需要网络设备的硬件设计支持，增加了成本。
（2）需要在电脑上运行特定的应用程序进行设置。
4、 通过无线直联（WiFiDirect）技术，缺点如下：这是一项新出现的技术标准，目前大部分电脑和手机操作系统都不支持这一技术。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺点，本发明提出了一种通过音频方式配置无线网络的方法与装置，解决了当网络设备硬件本身没有闪存（SD）卡、通用串行总线（USB）接口或有线（RJ45）接口时，用户不具备丰富的网络知识时，用户设置无线网络连接的问题。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：通过音频方式配置无线网络的方法，包括以下步骤：
（1）在移动终端安装编码客户端，编码客户端将用户输入的无线网络设置参数或移动终端已有的无线网络设置参数编码成音频信号，并通过移动终端内置的扬声器输出；
（2）在网络设备安装解码客户端，解码客户端通过麦克风采集编码客户端发出的音频信号，解码出无线网络设置参数，并设置网络设备的无线网络参数。
进一步地，本发明还包括步骤（3）：当网络设备的无线网络设置参数设置成功后，网络设备通过平台服务器通知移动终端上的编码客户端；当编码客户端通过平台服务器收到网络设备在线的消息时，提示用户本次对网络设备的无线网络设置成功。
更进一步地，上述移动终端包括手机、平板电脑、PDA（掌上电脑）、电脑等。上述无线网络设置参数包括SSID(无线网络服务集标识符）和密码。上述网络设备包括网络摄像机、无线网络播放器、网络可控机器人、无线扫描机、无线打印机、婴儿监视器、无线网络广告机等。
同时，本发明还提出了一种通过音频方式配置无线网络的装置，包括移动终端、网络设备和平台服务器；其中移动终端上运行编码客户端，用于将用户输入的无线网络设置参数或移动终端已有的无线网络设置参数编码成音频信号，并通过移动终端内置的扬声器输出；网络设备上运行解码客户端，解码客户端通过麦克风采集编码客户端发出的音频信号，解码出无线网络设置参数，并设置网络设备的无线网络参数；平台服务器用于和网络设备及移动终端的信息回传。
进一步地，移动终端包括手机、平板电脑、PDA（掌上电脑）、电脑等。上述网络设备包括网络摄像机、无线网络播放器、网络可控机器人、无线扫描机、无线打印机、婴儿监视器、无线网络广告机等。
与现有技术相比，本发明在不增加或者依赖任何特殊硬件的前提下，通过手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑等移动终端的扬声器与网络设备内的麦克风就可以实现无线网络配置参数的传输与设置；同时不需要用户具备丰富的网络知识，简单方便，易于操作。
附图说明
图1为本发明的系统框图。
图2为本发明一个具体实施例的编码流程图。
图3为本发明一个具体实施例的解码流程图。
图4为本发明的解码客户端利用平台服务器与编码客户端进行信息回传的实现框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图详细说明本发明。
从图1所示的本发明专利的系统框图可以看出，本发明主要包括以下步骤：
（1）在移动终端安装编码客户端，编码客户端将用户输入的无线网络设置参数或移动终端已有的无线网络设置参数编码成音频信号，并通过移动终端内置的扬声器输出；
（2）在网络设备安装解码客户端，解码客户端通过麦克风采集编码客户端发出的音频信号，解码出无线网络设置参数，并设置网络设备的无线网络参数。
进一步地，本发明还包括步骤（3）：当网络设备的无线网络设置参数设置成功后，网络设备通过平台服务器通知移动终端上的编码客户端；当编码客户端通过平台服务器收到网络设备在线的消息时，提示用户本次对网络设备的无线网络设置成功。
其中，上述移动终端包括手机、平板电脑、PDA（掌上电脑）、电脑等。无线网络设置参数包括SSID(无线网络服务集标识符）和密码。网络设备包括网络摄像机、无线网络播放器、网络可控机器人、无线扫描机、无线打印机、婴儿监视器、无线网络广告机等。
同时，从图1中可以看出，本发明还包括一种通过音频方式配置无线网络的装置，包括移动终端、网络设备和平台服务器；其中移动终端上运行编码客户端，用于将用户输入的无线网络设置参数或移动终端已有的无线网络设置参数编码成音频信号，并通过移动终端内置的扬声器输出；网络设备上运行解码客户端，解码客户端通过麦克风采集编码客户端发出的音频信号，解码出无线网络设置参数，并设置网络设备的无线网络参数；平台服务器用于和网络设备及移动终端的信息回传。
对音频进行编解码方式有很多，下面以双音多频（DTMF）信号为具体实施例来说明本发明的编解码客户端的算法原理与程序流程图。
本发明的编码客户端编码原理：在双音多频（DTMF）信号中，16个按键均由一组高低单音频率信号组成，高频组fH有（1209HZ，1336HZ，1447HZ，1633HZ，） 低频组fL有（697HZ，770HZ，852HZ，941HZ），为满足系统要求，DTMF中的‘*’ ‘#’分别由‘E’ ‘F’代替。如‘E’就由（941HZ，1209HZ）组成，采样频率定为8000HZ，则产生的信号为:sin(2*Л*fH*t/8000)+sin(2*Л*fL*t/8000),对该信号进行采样发声，采样点数N设为205(必须与解码端一致)。
为满足用户输入的字符无限制，将编解码进行一次ASCCI转换，如字符‘i’的ASSCI为0x69，则编码时分别对6 9进行编码，解码时解码出6 9，根据ASCCI对应再返回字符‘i’同时，为保证解码的准确度，每个字符均发送20次，且定义头‘F’， 分隔‘2’‘F’，尾‘0’‘0’。
图2为本发明的一个具体实施例的编码程序流程图，该流程图以字符‘i’为例，编码流程如下：
（1）对字符‘i’进行16进制的ASCCI计算得0x69；
（2）分别求出字符‘6’‘9’对应的两组高低频率；
（3）计算出对应的时域信号，X1(t)和X2(t)；
（4）以205个采样点对时域信号X1(t)和X2(t)进行采样产生采样序列X1(n)和X2(n)；
（5）将X1(n)和X2(n) 自身延伸至20次，将'F’,'2’‘F’,'0’‘0’以同样的方式产生X3(n),X4(n)和X(5)；
（6）以X3(n),X1(n),X2(n),X(5)的顺序叠加构成X(n)；
（7）sound()对序列X(n)发声（sound函数仅限matlab）。
同时，在无线网络服务集标识符(SSID）和密码之间分隔'2’‘F’以区分SSID和密码。
本发明的解码客户端解码原理：对某一字符进行解码，根据频谱密度函数知道，该字符对应的高低频率处，频谱密度模值不为零，其他频率的频谱密度模值均为零，因为可能存在误差，所以我们用求最大值来确定频率。对信号X(t)进行离散傅立叶变换（DFT），对幅值密度X(K)进行分析。各频率的幅值密度计算如下：K=f*N*T，K=697*205*1/8000 约为18。所以|X(18)|为697HZ的幅值密度。解码时每次对205个点进行一次离散傅立叶变换计算，求出各频率的幅值密度，分别求出低频组、高频组的幅值密度最大的一组频率，再对应返回相应的字符。解码由编码定义的头，分隔和尾决定编码开始，分隔和结束，且每20位解码结果确定一个字符。
图3为本发明一个具体实施例的解码程序流程图，具体实施例选择上述编码客户端编码成功的字符‘i’为例，其解码流程图如下
（1）对sample.wav文件进行频率为8000Hz的采样，采样点数205，每次读入205个采样点构成x(n)；
（2）由x(n)与K计算出各频率的幅值密度|X(K)|， 其中 X(k)=∑x(n)*[cos(2*Л*k*n/N)+jsin(2*Л*k*n/N)]；
（3）对各幅值密度进行比较，分别求出高频组和低频组中幅值密度最高的两组频率；
（4）由求出的频率组合找到对应的字符，这就完成了一次解码；
（5）若第一次解码结果不是‘F’，则继续读sample.wav文件，直达出现连续的3个‘F’；
（6）当出现3个连续的‘F’时，读入剩下的17个‘F’，开始解码，每20次解码确定一个字符并存入x1[]；
（7）x1[]中每两个字符确定一个最终解码字符存入x2[]；
（8）当x2[]中出现连续的两个‘0’，且第一个出现在偶数位时，则解码结结束；
（9）否则返回继续读入sample.wav文件。
当解到'2' 'F'时，前面的就被定义为无线网络服务集标识符（SSID），之后一直到'0''0'的定义为密码。
图4为本发明的解码客户端利用平台服务器与编码客户端进行信息回传的实现框图。从图中可以看出，本发明的信息回传包括以下步骤：
（1) 用户通过网络设备上的一个物理按键，促发网络设备进入监听与解码模式；
（2）物理按键被网络设备监听进程监听到后，启动解码客户端从麦克风读取音频数据，并对读取的音频数据进行解码，得到SSID与密码；
（3）当解码客户端解码出无线网络的SSID 与密码后，通过进程间通讯把SSID与密码发送给网络设置进程；
（4）当网络设置进程成功设置无线网络后，把SSID与密码存入到网络设备的闪存（Flash）中，并通过平台服务器通知编码客户端；
（5）当编码客户端通过平台服务器监测到目标网络设备已经在线时，表明网络设置进程已经成功地把无线网络的SSID与密码设置到网络设备中。
Claims (8)
1.通过音频方式配置无线网络的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在移动终端安装编码客户端，编码客户端将用户输入的无线网络设置参数或移动终端已有的无线网络设置参数编码成音频信号，并通过移动终端内置的扬声器输出；
（2）在网络设备安装解码客户端，解码客户端通过麦克风采集编码客户端发出的音频信号，解码出无线网络设置参数，并设置网络设备的无线网络参数。
2.如权利要求1所述的通过音频方式配置无线网络的方法，其特征在于，还包括步骤（3）：当网络设备的无线网络设置参数设置成功后，网络设备通过平台服务器通知移动终端上的编码客户端；当编码客户端通过平台服务器收到网络设备在线的消息时，提示用户本次对网络设备的无线网络设置成功。
3.如权利要求1所述的通过音频方式配置无线网络的方法，其特征在于，所述移动终端包括手机、平板电脑、PDA（掌上电脑）、电脑等。
4.如权利要求1所述的通过音频方式配置无线网络的方法，其特征在于，所述无线网络设置参数包括SSID(无线网络服务集标识符）和密码。
5.如权利要求1所述的通过音频方式配置无线网络的方法，其特征在于，所述网络设备包括网络摄像机、无线网络播放器、网络可控机器人、无线扫描机、无线打印机、婴儿监视器、无线网络广告机等。
6.通过音频方式配置无线网络的装置，其特征在于，包括移动终端、网络设备和平台服务器；所述移动终端上运行编码客户端，用于将用户输入的无线网络设置参数或移动终端已有的无线网络设置参数编码成音频信号，并通过移动终端内置的扬声器输出；所述网络设备上运行解码客户端，解码客户端通过麦克风采集编码客户端发出的音频信号，解码出无线网络设置参数，并设置网络设备的无线网络参数；所述平台服务器用于和网络设备及移动终端的信息回传。
7.如权利要求6所述的通过音频方式配置无线网络的装置，其特征在于，所述移动终端包括手机、平板电脑、PDA（掌上电脑）、电脑等。
8.如权利要求6所述的通过音频方式配置无线网络的装置，其特征在于，所述网络设备包括网络摄像机、无线网络播放器、网络可控机器人、无线扫描机、无线打印机、婴儿监视器、无线网络广告机等。
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