CN103888908B - 向未登录wi‑fi接入点的接收终端传送数据的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用UDP广播向未登录到WI‑FI接入点的接收终端传送数据的方法和系统。在该方法和系统中，利用UDP广播包的长度来代表所要传送的数据，从而实现了无需预先通过有线连接来设置该智能终端的技术效果。

Description

向未登录WI-FI接入点的接收终端传送数据的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种向未登录WI-FI接入点的终端传送数据的方法和系统，特别涉及在IEEE802.11标准的网络下利用UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）广播包向未登录WI-FI接入点的终端传送数据。

背景技术

WI-FI是一种能够将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。

随着WI-FI（IEEE802.11标准）在家庭日常应用中的使用越来越广泛，基于802.11通讯标准而开发的各种WI-FI控制技术越来越多。然而，现有WI-FI控制技术都需要将各个终端设备连接到某个WI-FI接入点（该WI-FI接入点可以是无线路由器或各种WI-FI热点）内，才可以在各个终端设备之间进行数据传送。这就造成了，在使用客户端设备前，首先需要对终端设备进行WI-FI网络设置。

连接到WI-FI接入点，一般都需要让终端设备明确知道该WI-FI接入点的接入名称（SSID）和密码。在具有完备的输入操作界面的终端设备（例如手机）上，可以轻松地进行处理，但在没有操作界面的小型无线终端设备（例如灯具）上，则很难进行处理。因为将终端设备连接到WI-FI接入点，需要以文字的形式，明确告之终端设备需要连接的WI-FI接入的名称（SSID）和连接密码。在现有的设备中，如果要解决以上问题，一般是要在终端设备中，增加有线网络接口，通过该接口连接到个人计算机，然后利用个人计算机中的专用应用程序，使用个人计算机的输入设备，来从个人计算机向终端设备发送连接WI-FI接入点的必要信息。而这一设置过程较为繁琐，具有硬性的硬件需求条件（需要使用专用的网络连接线和网络接口），因此对于一般使用者来说有一定的难度，并且还使得终端设备的体积增大，并且提高了终端设备的成本。

发明内容

因此，为解决上述这些问题，申请人基于IEEE802.11无线标准，对SOCKET网络通信进行了深入的研究，创造性地开发了一种无需登录的WI-FI数据传送的方法和系统。

根据本发明的一实施例，提供了一种利用UDP广播包将数据传送到未登录到WI-FI网络的接收终端的方法，包括以下步骤：

A）信道侦测步骤，其包括发送终端交替发送具有两种长度的UDP广播包，其中所述两种长度的UDP广播包包括基准长度的广播包和带信道数的广播包，所述带信道数的广播包的长度为所述基准长度与所述信道数之和，而所述接收终端在接收到所述UDP广播包之后解析出其中的信道数，并且设置信道；以及

B）传送实际数据步骤，其包括所述发送终端利用待发送的所述实际数据计算出与所述实际数据相对应的广播包长度，并且将具有基准长度的UDP广播包和具有与所述实际数据相对应的广播包长度的UDP广播包交替发送到所述接收终端；所述接收终端在接收到上述广播包之后，计算出所述基准长度以及所述与所述实际数据相对应的广播包长度，并从中解析出所述实际数据。

在进一步优选的实施例中，所述实际数据被解析为字节形式，与所述实际数据相对应的广播包长度为所述基准长度与基本单位的实际数据之和乘以计算系数，并且所述基本单位为一个字节中的高4位或低4位。

在进一步优选的实施例中，所述方法还包括，在所述传送实际数据步骤之前由所述发送终端发送头数据的步骤，以此来标示将来的数据为实际数据；所述方法还包括，在所述传送实际数据步骤之后由所述发送终端发送尾数据的步骤，以此来标示所有数据发送完毕。

在进一步优选的实施例中，所述传送实际数据步骤包括以下子步骤：1）将待发送的实际数据解析成字节；2）将每个字节解析为2进制数据，然后将解析后的二进制数据拆分为高4位数据和低4位数据；3）发送具有所述基准长度的广播包；4）发送对应于所述高4位数据的广播包，对应于所述高4位数据的广播包的长度为所述基准长度与所述高4位数据之和乘以计算系数；5）发送具有所述基准长度的广播包；6）发送对应于所述低4位的广播包，对应于所述低4位的广播包的长度为基准长度与所述低4位数据之和乘以计算系数；以及7）针对待发送的下一个字节重复以上步骤3）到6），直到所有实际数据发送完毕为止。

根据进一步优选的实施例，对应于所述低4位的广播包的长度为所述基准长度、所述低4位数据和一固定长度这三者之和再乘以计算系数，以区别于所述高4位的广播包。

在进一步优选的实施例中，在所述信道侦测步骤中，交替发送的所述具有两种长度的UDP广播包共有13*8个。

在进一步优选的实施例中，所述与所述实际数据相对应的广播包长度不超过256个字节。

在进一步优选的实施例中，所述发送头数据步骤包括所述发送终端发送8个具有基准长度的广播包，并且广播包以数据Y填充；而所述发送尾数据步骤包括所述发送终端发送8个长度为基准长度加0x70的广播包，并且广播包以数据Z填充。

根据本发明进一步的实施例，所述实际数据包括所述WI-FI网络的名称（SSID）和连接密码，并且所述接收终端在获得所述实际数据之后，利用其中的所述WI-FI网络的名称（SSID）和连接密码登录到所述WI-FI网络。

根据本发明的一实施例，提供了一种利用UDP广播包在WI-FI网络中进行数据传送的系统，所述系统包括以下部件：登录到所述WI-FI网络上的发送终端；以及未登录到所述WI-FI网络上的接收终端，其中，所述发送终端在实际数据发送之前先交替发送两种长度的广播包，其中所述两种长度的广播包包括基准长度的广播包和带信道数的广播包，所述带信道数的广播包的长度为所述基准长度与所述信道数之和，而所述接收终端在接收到所述广播包之后解析出其中的信道数，并且设置信道；在设置信道之后，所述发送终端在首先发送头数据广播包之后将具有基准长度的UDP广播包和具有与所述实际数据相对应的广播包长度的UDP广播包交替发送到所述接收终端，并在所述实际数据被发送完之后发送尾数据广播包；所述接收终端在接收所述头数据广播包之后，接收上述两种UDP广播包，直到接收到所述尾数据广播包为止，并且所述接收终端进一步利用上述两种UDP广播包计算得出所述基准长度和与所述实际数据相对应的广播包长度，并从中解析出所述实际数据。

根据本发明进一步的实施例，所述实际数据包括所述WI-FI网络的名称（SSID）和连接密码，并且所述接收终端在获得所述实际数据之后，利用其中的所述WI-FI网络的名称（SSID）和连接密码登录到所述WI-FI网络。

所述发送终端和所述接收终端分别可以是从包含以下的组中选择的一个或多个：智能电话、平板计算机、膝上型计算机、桌面计算机以及能够连接到WI-FI网络的其它智能终端等。该接收终端包括能够连接到WI-FI网络的智能灯具、智能插座或智能家电等。所述智能家电例如包括灯具、烹饪用具、电视机等。

利用本发明的技术方案，采用UDP广播包的长度来表示所要传送的数据，可以实现向未能登录到WI-FI接入点的智能终端传送数据，从而实现对其的控制和设置，而省却了在智能终端中输入SSID和密码的麻烦，大大节省了智能终端的成本并且减小了其体积，并且还简单地实现对智能终端的控制，而无需操作人员掌握专业的网络知识。

附图说明

尽管本公开可容许各种修改和替代方式，但以示例的方式在附图中示出并在本文中详细描述了特定实施例。然而，应当理解，附图及其详细描述并非意在将本公开限定于所公开的特殊方式，而相反，本公开意在涵盖均落入本发明的精神和范围内的所有的修改、等同方式和替代方式。

图1示出了根据本发明的系统的基本框图；

图2示出了根据本发明的方法在发送终端侧的流程图；

图3示出了在根据本发明的方法在接收终端侧的流程图；

图4示出了根据本发明的方法中的传送实际数据步骤的详细过程的流程图；

图5示出了根据本发明的用于经由UDP广播包接收数据的装置的方框图；以及

图6示出了根据本发明的系统的示例性具体应用环境的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的系统的基本框图。其中，发送终端A登录到由无线路由器B创建的WI-FI网络中，而接收终端C未登录到该WI-FI网络中。发送终端A通过发送UDP广播包来实现与接收终端C的通信。其中，申请人创造性地利用UDP广播包中数据包的长度代表所要发送的数据的含义，从而成功实现了对接收终端C的控制和设置。在本发明实施例中，发送终端A利用UDP广播包向未登录到WI-FI接入点的接收终端传送数据的方法主要包括以下步骤：信道侦测步骤，其包括发送终端交替发送具有两种长度的UDP广播包，其中所述两种长度包括基准长度和带信道数的长度，而所述接收终端在接收到所述UDP广播包之后解析出其中的信道数，并且设置信道；以及传送实际数据步骤，其包括所述发送终端利用待发送的所述实际数据计算出与所述实际数据相对应的广播包长度，并且将具有基准长度的UDP广播包和具有与所述实际数据相对应的广播包长度的UDP广播包交替发送到所述接收终端；所述接收终端在接收到上述广播包之后，计算出所述基准长度以及所述与所述实际数据相对应的广播包长度，并利用其解析出所述实际数据。

下面详细介绍下本发明的数据包发送规则。

1.在每个数据包中用数据包的长度代表其所包含的意义，而不是使用数据包中的数据内容。

2.每个数据包，都要在基准长度（例如是0x4A）的基准上，增加需要发送的数据所对应的数字的长度，来形成需要发送的数据包的长度。

3.将要发送的数据拆分成单个字节，再将每个字节都使用2进制去解析，然后拆分成高4位和低4位。高、低4位都使用其对应的数字，再经过必要的公式计算，来形成数据包长度，再进行发送。也就是，每个字节，都需要分成2个数据包来进行发送。

4.发送数据包计算公式：

B*P：基准数据包长度（即基准长度，例如是0x4A，此值为经验数据，基准长度可以是其它任何适当的值）

P：计算系数，例如为2、4、8中的任意一个，但也是可以其它任何适当的值。

DL：对应待发送数据（根据高4位、低4位规则，被拆分的数据）的数字。

RL1：接收数据长度1

RL2：接收数据长度2

RL2-RL1=DL*P+B*P-B*P=DL*P

从而，在RL2、RL1、P已知的情况下，可以计算出DL。

图2示出了根据本发明的方法在发送终端侧的流程图。其中，发送终端A在数据通信过程中利用UDP广播包依次执行以下步骤。在各个广播包之间的发送间隔例如优选为20ms，但也可以是其他值。为了让接收终端能够以较高的效率接收到数据，发送终端首先需要接收终端先侦测到发送数据所在的WI-FI信道，然后才发送真正的数据。因此，在步骤S11，发送终端A首先交替发送基本长度的广播包和带信道数的广播包，以实现信道侦测，然后继续到步骤S12。该基本长度可以是任意适当的长度，并且例如是0x4A。在Android系统中，该信道可以是Android（1～13），而在iOS和WP系统中，信道数固定为16。带信道数的广播包的长度是基准长度加上信道数。例如，如希望将信道设置为第10个信道，则带信道数的广播包的长度为基准长度加上10。在步骤S12，发送头数据广播包，然后继续到步骤S13。所述头数据例如优选为8个基准长度的广播包，并且例如利用数据“Y”填充。在步骤S13，传送实际数据。其中传送实际数据的详细步骤将在下文描述。在步骤S14，判断是否存在未传送的数据。若存在未传送的数据（S14中的是），则返回到步骤S13。若不存在未传送的数据（S14中的否），则继续到步骤S15。在步骤S15，发送终端发送尾数据，然后结束。所述尾数据例如是8个广播包，其中每个广播包的长度为基准长度加上0x70，并且例如利用数据“Z”填充。

图3示出了在根据本发明的方法在接收终端侧的流程图。其中，接收终端C在数据通信过程中接收UDP广播包。在步骤S21，接收终端C首先接收到基本长度的广播包和带信道数的广播包，然后继续到步骤S22。在步骤S22，判断是否接收到头数据广播包。如果是的话，继续到步骤S23。如果否的话，返回步骤S22。在步骤S23，接收实际数据。在步骤S24，判断是否接收到尾数据。若否的话，则返回到步骤S23。若是的话，则结束。

图4示出了根据本发明的方法中的传送实际数据步骤的详细过程的流程图。其中，在步骤S31，发送终端A将待发送的实际数据拆分成字节形式。之后在步骤S32，将每个字节解析为2进制数据，然后将解析后的二进制数据拆分为高4位数据和低4位数据。之后在步骤S33，发送具有所述基准长度的广播包。之后在步骤S34，发送对应所述高4位数据的广播包，对应所述高4位数据的广播包的长度为所述基准长度加上所述高4位数据后的和乘以计算系数。之后在步骤S35，发送具有所述基准长度的广播包。之后在步骤S36，发送对应所述低4位的广播包，对应所述低4位的广播包的长度为基准长度加上所述低4位数据后的和乘以计算系数。根据进一步优选的示例，为了更好的区分高4位和低4位，针对低4位的数据，增加一个固定长度（例如是0x10）。之后在步骤S37，判断是否存在未发送的下一个字节，如果是的话，返回到步骤S33，如果否的话，结束。

下面以发送字符A（其ASCII的16进制为0x41）为例，给出发送终端和接收终端的相应处理。其中，计算系数选择0x04。

发送方：

1)将A的ASCII码拆分成2个4位的数据，分别为0x04和0x01；

2)发送基准数据包（长度为0x4A，同时作为数据分隔标志包用）；

3)发送0x04数据，发送的数据包长度为0x04*0x04+0x4A=0x5A；

4)发送基准数据包（长度为0x4A，同时作为数据分隔标志包用）；

5)发送0x01数据，发送的数据包长度为0x01*0x04+0x4A=0x4E。根据进一步优选的示例，为了更好的区分第3步和第5步，针对低4位的数据0x01，增加一个固定长度0x10，从而发送的数据包长度为(0x01+0x10)*0x04+0x4A=0x8E，整个数据包长度增加，在接收端接收时，可以更好的区分高4位和低4位数据。

6)发送基准数据包。

接收方：

1)根据一个基准数据包、一个实际数据包、一个基准数据包……的规律，从所有接收到的数据包中，筛选出发送方发送来的所有数据包；

2)确定基准数据包，获得基准数据包长度，根据发送时的设置，这里将获得的基准数据包长度为0x4A；

3)在这种情况下，发送过来的0x04的数据包，将进行如下处理：

根据“RL2-RL1=(B+DL)*P-B*P=DL*P”，可以得出一下结论，

RL2-0x4A=(0x04)*0x04，在RL2可知的情况下，可以正确计算出0x04这个数据。

4)发送过来的0x01的数据包，将进行如下处理：RL2-0x4A=0x01*0x04，在RL2可知的情况下，可以正确计算出0x01这个数据。

而根据之前所述的进一步优选的示例，在针对低4位的数据0x01增加一个固定长度0x10的情况下，将进行如下处理：RL2-0x4A=(0x01+0x10)*0x04，在RL2可知的情况下，可以正确计算出0x04这个数据。

5)再将第3、4步获得的0x04和0x01组合成0x41，即得到传递过来的数据“字符A（其ASCII的16进制为0x41）”。

图5示出了根据本发明的用于经由UDP广播包接收数据的装置。该装置包括以下部件：用于接收UDP广播包的模块；用于信道侦测的模块，其被配置为对交替接收到的具有基准长度的广播包和带信道数的广播包进行解析以获得信道数，并利用所获得的信道数来设置信道；用于解析实际数据的模块，其被配置为对交替接收到的具有基准长度的UDP广播包和具有与所述实际数据的ASCII码相对应的广播包长度的UDP广播包进行解析，以获得所述实际数据的ASCII码，并最终解析出所发送的实际数据。根据进一步的实施例，接收装置根据解析出的实际数据中包含的SSID和密码来登录到WI-FI网络。上述模块可以利用纯软件、纯硬件或软硬件结合的方式来实现，例如利用专用集成电路（ASIC）、可编程逻辑门阵列（FPGA）、嵌入式处理器（如ARM）等等来实现。

图6示出了根据本发明的系统的示例性具体应用环境的示意图。应当认识到，该示意图仅仅是本发明的众多应用环境中的一个具体应用环境。该示意图不应成为对本发明的限制。

其中，作为发送终端的智能手机登录到WI-FI接入点，然后可以经由WI-FI接入点发送UDP广播包，而作为接收终端的智能吸顶灯并未登录到WI-FI接入点，但是可接收该WI-FI接入点发送的UDP广播包。由此，智能手机通过上文描述的方法可将实际数据经由UDP广播包发送到智能吸顶灯，以实现对未登录到WI-FI接入点的智能吸顶灯的控制或设置。该技术方案的优势在于，在控制和使用智能吸顶灯之前，不需要利用有线连接来连接到智能吸顶灯来先对其进行适当的设置，如输入SSID和密码等等，从而实现了真正的智能家电。

可对本发明的优选实施例进行很多变化和修改，而实质上不偏离本发明的精神和远离。在本文所有这样的修改和变化旨在被包括在如下面的权利要求所限定的本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种利用UDP广播包将数据传送到未登录到WI-FI接入点的接收终端的方法，包括以下步骤：

A)信道侦测步骤，其包括：发送终端交替发送基准长度的UDP广播包和带信道数的UDP广播包，所述带信道数的UDP广播包的长度为所述基准长度与所述信道数之和；所述接收终端在接收到所述广播包之后，利用所述基准长度的UDP广播包和所述带信道数的UDP广播包之间的长度差解析出所述信道数，并且利用所解析的信道数来设置信道；以及

B)传送实际数据步骤，其包括所述发送终端利用待发送的所述实际数据计算出与所述实际数据相对应的广播包长度，并且将所述基准长度的UDP广播包和具有与所述实际数据相对应的广播包长度的UDP广播包交替发送到所述接收终端；所述接收终端在接收到上述广播包之后，计算出所述基准长度以及所述与所述实际数据相对应的广播包长度，并从中解析出所述实际数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述实际数据被解析为字节形式，与所述实际数据相对应的广播包长度为所述基准长度与基本单位的实际数据之和乘以计算系数，并且所述基本单位为一个字节中的高4位或低4位。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法还包括，在所述传送实际数据步骤之前由所述发送终端发送头数据的步骤，以此来标示将来的数据为实际数据；并且所述方法还包括，在所述传送实际数据步骤之后由所述发送终端发送尾数据的步骤，以此来标示所有数据发送完毕。

4.根据权利要求1或2所述的方法，所述传送实际数据步骤具体包括以下子步骤：

1)将待发送的实际数据解析成字节；

2)将每个字节解析为二进制数据，然后将解析后的二进制数据拆分为高4位数据和低4位数据；

3)发送具有所述基准长度的广播包；

4)发送对应于所述高4位数据的广播包，对应于所述高4位数据的广播包的长度为所述基准长度与所述高4位数据之和乘以计算系数；

5)发送具有所述基准长度的广播包；

6)发送对应于所述低4位的广播包，对应于所述低4位的广播包的长度为基准长度与所述低4位数据之和再乘以计算系数；以及

7)针对待发送的下一个字节重复以上步骤3)到6)，直到所有实际数据发送完毕为止。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，对应于所述低4位的广播包的长度为所述基准长度、所述低4位数据和一固定长度这三者之和再乘以计算系数。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述与所述实际数据相对应的广播包长度不超过256个字节。

7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述发送头数据步骤包括所述发送终端发送8个所述基准长度的广播包，并且广播包以数据Y填充；而所述发送尾数据步骤包括所述发送终端发送8个长度为基准长度加0x70的广播包，并且广播包以数据Z填充。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述实际数据包括所述WI-FI网络的名称和连接密码，并且所述接收终端利用解析出的所述实际数据获得所述WI-FI网络的名称和连接密码。

9.一种利用UDP广播包在WI-FI网络中进行数据传送的系统，所述系统包括以下部件：

登录到所述WI-FI网络上的发送终端；以及

未登录到所述WI-FI网络上的接收终端；

其中，所述发送终端被配置为首先交替发送基准长度的UDP广播包和带信道数的UDP广播包，所述带信道数的UDP广播包的长度为所述基准长度与所述信道数之和，

所述接收终端被配置为在接收到所述广播包之后，利用所述基准长度的UDP广播包和所述带信道数的UDP广播包之间的长度差解析出所述信道数，并且利用所解析的信道数来设置信道，

所述发送终端还被配置为在发送头数据广播包之后将基准长度的UDP广播包和具有与实际数据相对应的广播包长度的UDP广播包交替发送到所述接收终端，并在所述实际数据被发送完之后发送尾数据广播包，

所述接收终端还被配置为在接收到所述头数据广播包之后，在接收到所述尾数据广播包之前，对交替接收到的具有基准长度的UDP广播包和具有与所述实际数据相对应的广播包长度的UDP广播包进行解析，获得所述基准长度和与所述实际数据相对应的广播包长度，并从中解析出所述实际数据。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述发送终端和所述接收终端选自以下项中的一个或多个：智能电话、平板计算机、膝上型计算机、桌面计算机、以及能够连接到WI-FI网络的其它智能终端。

11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述接收终端是能够连接到WI-FI网络的智能插座、智能灯具或智能家电。

12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述实际数据被解析为字节形式，与所述实际数据相对应的广播包长度为所述基准长度与基本单位的实际数据之和乘以计算系数，并且所述基本单位为一个字节中的高4位或低4位。

13.根据权利要求9所述的系统，其中，所述实际数据包括所述WI-FI网络的名称和连接密码，并且所述接收终端利用解析出的所述实际数据获得所述WI-FI网络的名称和连接密码。

14.一种经由UDP广播包接收数据的装置，包括以下模块：

用于信道侦测的模块，其被配置为对交替接收到的基准长度的广播包和带信道数的广播包进行解析以获得信道数，并利用所获得的信道数来设置信道，其中所述带信道数的广播包的长度为所述基准长度与所述信道数之和；以及

用于解析实际数据的模块，其被配置为在接收到头数据广播包之后，并且在接收到尾数据广播包之前，对交替接收到的具有基准长度的UDP广播包和具有与所述实际数据相对应的广播包长度的UDP广播包进行解析，获得所述基准长度和与所述实际数据相对应的广播包长度，以从中解析出所述实际数据。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述实际数据包括WI-FI网络的名称和连接密码，并且所述接收终端利用解析出的所述实际数据获得所述WI-FI网络的名称和连接密码。