CN103929767A - 一种基于声波或光波通信的无线网络设置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于声波或光波通信的无线网络设置方法，用于物联网设备的无线网络配置，所述设置方法包括，智能设备自动获取已经配置好的无线网络信息并将所述无线网络信息基于声波或光波通信模式编码，物联网设备接收编码后的信号，基于相同的声波或光波通信模式进行解码，获得解码后的无线网络信息，根据获得的无线网络信息自动连接无线网络。通过本发明，物联网设备的用户不需人工输入无线网络配置信息，也不用增加过多的通信设备，即可实现物联网设备的无线网络连接，从而有效地降低设备成本，方便了用户的操作。

Description

一种基于声波或光波通信的无线网络设置方法

技术领域

本发明涉及无线网络领域，尤其涉及一种基于声波或光波通信的无线网络设置方法。

背景技术

物联网即The Internet of things，是新一代信息技术的重要组成部分。物联网是物物相连的互联网，其核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，是未来网络技术的创新和发展方向。

随着物联网的快速普及，越来越多的设备需要连接无线网络以完成数据交换。但无线网络需要设置SSID以及无线网络密码以完成网络的初始化设置。现有技术中，设置物联网设备无线网络的主要方法有以下几种：

(1)使用显示屏和键盘鼠标等，人工输入无线网络的SSID和密码；

(2)将设备默认设置为无线网络的AP(Access Point)模式，用户可通过其他设备，例如电脑和智能设备，连接设备上的无线网络，然后通过网页或者其他方式人工设置无线网络SSID和密码；

(3)使用蓝牙，近场通信等短距离通信手段交换无线网络配置信息；

(4)无线网络AP广播经过特定方式编码的无线网络信息，物联网设备接收到该广播信息后，将其解码，获得无线网络SSID和密码，主动连接该无线网络AP。

上述四种方法虽然能够实现多个物联网设备的无线网络配置，但都存在一定的缺陷：首先，前两种方法需要用户通过某种方式登录设备，然后人工输入无线网络配置信息，过程相对较繁琐；其次，第三种方法要求交换信息的两个设备都具备蓝牙和近场通信模块，设备成本上升，并且仍然需要用户在某一个设备上手动输入无线网络信息；同时，第四种方法需要无线AP进行非标准化的修改，而在通常的环境下，用户所使用的无线AP都是标准AP。

因此，当前需要一种新的物联网设备的无线网络配置方法，避免使用繁琐的人工配置过程，能够在现有的网络环境下通过较少的设备成本实现众多物联网设备的自动无线网络配置。

发明内容

针对现有物联网设备的无线网络配置方法无法同时满足方便、兼容和低成本性能的技术问题，本发明提供了一种基于声波或光波通信的无线网络设置方法，先通过用户常用的智能终端自动获取无线网络配置信息，再通过常见的声波或光波通信技术将无线网络配置信息通过通信链路发送给物联网设备，从而在现有的网络环境下，通过增加较少的常用设备，快速、安全地进行物联网设备的自动网络连接，简化了用户的操作。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于声波通信的无线网络设置方法，所述设置方法包括，智能设备自动获取已经配置好的无线网络信息，所述无线网络信息包括但不限于所述无线网络为所述智能设备分配的IP地址、所述无线网络的SSID和访问密码；打开智能设备的音频编码单元，所述音频编码单元读取所述无线网络信息；检测智能设备上的音频编码开关按钮是否被按下；当检测到所述音频编码开关按钮被按下时，所述音频编码单元基于预定的编码频率和声音样本，将所述无线网络信息调制到所述声音样本上，生成调制音频信号；智能设备的音频输出单元播放所述调制音频信号，同时智能设备的通信接口开始监听物联网设备无线网络设置成功的消息；物联网设备的音频输入单元接收所述调制音频信号；物联网设备的音频解码单元基于所述预定的编码频率和声音样本对所述调制音频信号解码，生成所述无线网络信息；物联网设备基于所述无线网络信息中的SSID和访问密码连接所述无线网络，并在所述无线网络连接成功后，向所述无线网络信息中的IP地址发送连接成功信息；智能设备的通信接口接收到所述连接成功信息后，提示用户物联网设备无线网络设置成功。

可选地，智能设备的通信接口在开始监听物联网设备无线网络设置成功的消息之后的预定时间内未接收到所述连接成功信息后，提示用户物联网设备无线网络设置失败。

可选地，在物联网设备的音频输入单元接收所述调制音频信号之前，打开物联网设备上的网络设置开关，使得物联网设备进入获取无线网络信息的模式。

可选地，智能设备的音频输出单元为扬声器或耳机接口，物联网设备的音频输入单元为麦克风或耳机接口，音频编码单元和音频解码单元都为硬件芯片。

可选地，所述硬件芯片为使用软件或者固件控制的通用处理器硬件芯片，或者是使用专用集成电路(ASIC)以及FPGA实现的硬件单元。

本发明还提供了一种基于光波通信的无线网络设置方法，所述设置方法包括，智能设备自动获取已经配置好的无线网络信息，所述无线网络信息包括所述无线网络为所述智能设备分配的IP地址、所述无线网络的SSID和访问密码；打开智能设备的光源编码单元，所述光源编码单元读取所述无线网络信息；检测智能设备上的光源编码开关按钮是否被按下；当检测到所述光源编码开关按钮被按下时，所述光源编码单元基于预定的编码方式对光源进行编码，通过闪光频率表示所述无线网络信息，生成光源编码信号；智能设备的光源输出单元播放所述光源编码信号，同时智能设备的通信接口开始监听物联网设备无线网络设置成功的消息；物联网设备的光敏传感单元感应附近区域的光敏变化以接收所述光波编码信号，物联网设备位于智能设备的周围；物联网设备的光源解码单元基于所述预定的编码方式对所述光波编码信号解码，生成所述无线网络信息；物联网设备基于所述无线网络信息中的SSID和访问密码连接所述无线网络，并在所述无线网络连接成功后，向所述无线网络信息中的IP地址发送连接成功信息；智能设备的通信接口接收到所述连接成功信息后，提示用户物联网设备无线网络设置成功。

可选地，智能设备的通信接口在开始监听物联网设备无线网络设置成功的消息之后的预定时间内未接收到所述连接成功信息后，提示用户物联网设备无线网络设置失败。

可选地，在物联网设备的光敏传感单元感应附近区域的光敏变化以接收所述光波编码信号之前，打开物联网设备上的网络设置开关，使得物联网设备进入获取无线网络信息的模式。

可选地，智能设备的光源输出单元为LED或闪光灯，光源编码单元和光源解码单元都为硬件芯片，所述预定的编码方式为莫尔斯电码编码方式。

所述硬件芯片为使用软件或者固件控制的通用处理器硬件芯片，或者是使用专用集成电路(ASIC)以及FPGA实现的硬件单元。

本发明由于采用了上述技术方案，从而具有以下优点：本发明的基于声波或光波通信的无线网络设置方法，通过人们常用的智能终端，如平板电脑、智能手机等，先自动接收无线网络配置信息，再通过声波或光波通信链路将无线网络配置信息转发给众多物联网设备，规避了人工设置步骤，不需要改造当前的网络环境即可安全、有效地实现物联网设备的自动网络配置，减少了用户成本，为用户使用提供了方便。

附图说明

图1是本发明一种基于声波通信的无线网络设置方法的方法流程图；

图2是本发明一种基于光波通信的无线网络设置方法的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

首先，请参考图1，图1是本发明一种基于声波通信的无线网络设置方法的方法流程图，所述设置方法用于对物联网设备进行网络配置，保障物联网设备在不需要人工操作的情况下自动连接到无线网络上。所述设置方法包括以下步骤：

步骤101：智能设备自动获取已经配置好的无线网络信息，所述无线网络信息包括所述无线网络为所述智能设备分配的IP地址、所述无线网络的SSID和访问密码；

步骤102：打开智能设备的音频编码单元，所述音频编码单元读取所述无线网络信息；

步骤103：检测智能设备上的音频编码开关按钮是否被按下；

步骤104：当检测到所述音频编码开关按钮被按下时，所述音频编码单元基于预定的编码频率和声音样本，将所述无线网络信息调制到所述声音样本上，生成调制音频信号；

步骤105：智能设备的音频输出单元播放所述调制音频信号，同时智能设备的通信接口开始监听物联网设备无线网络设置成功的消息；

步骤106：物联网设备的音频输入单元接收所述调制音频信号；

步骤107：物联网设备的音频解码单元基于所述预定的编码频率和声音样本对所述调制音频信号解码，生成所述无线网络信息；

步骤108：物联网设备基于所述无线网络信息中的SSID和访问密码连接所述无线网络，并在所述无线网络连接成功后，向所述无线网络信息中的IP地址发送连接成功信息；

步骤109：智能设备的通信接口接收到所述连接成功信息后，提示用户物联网设备无线网络设置成功。

另外，在步骤109中，还包括，智能设备的通信接口在开始监听物联网设备无线网络设置成功的消息之后的预定时间内未接收到所述连接成功信息后，提示用户物联网设备无线网络设置失败；在步骤106之前，即在物联网设备的音频输入单元接收所述调制音频信号之前，所述设置方法还包括打开物联网设备上的网络设置开关，使得物联网设备进入获取无线网络信息的模式。

其中，一种可能的声波编码实现例是先将无线网络设置信息使用了解本领域的工程人员所熟知通用的扩频编码方式进行扩频，然后对其利用FSK(Frequency-shift keying)方式分别表示扩频后的数字信号1或者0，根据使用场景和硬件设备的不同，1和0所使用的频率峰值区域可以在人耳可听见的频率范围内，或者在超声波或者次声波的频率范围内。然后智能设备将FSK处理过的数字信号通过DFT(离散傅立叶变换)将其转化为时域内的音频模拟信号进行播放；当物联网设备监听到对应的音频信号后，利用采样芯片进行了解本领域的工程人员所熟知的足够精度的数字采样，然后将采样得到的信号通过DFT(离散傅立叶变换)从时域内转变为频率信号，然后以比较频率信号上升过程中的最大值的方式检测当前信号波形峰值所在的频率，从而将其恢复为扩频后的数字信号。然后，物联网设备将扩频后的数字信号利用前述的扩频编码进行解扩操作，即可以恢复得到原始的无线网络设置信息。其中的扩频编码主要是用于防止环境中背景噪声的影响，也可以采用其他的抗干扰编码方式；FSK只是编码调制的一种方式，也可以使用其他调制方式，例如码分多址(CDMA)等；也可以在数字化后的原始的无线网络设置信息中加入校验或者纠错编码，检测或者恢复因为干扰导致数据错误。

另外，智能设备的音频输出单元可为扬声器或耳机接口，物联网设备的音频输入单元可为麦克风或耳机接口，音频编码单元和音频解码单元都可采用硬件芯片。

其中，物联网的优点在于，他能够利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物品等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络；物联网是互联网的延伸，他包括互联网及互联网上所有的资源，兼容互联网所有的应用，同时物联网中所有的元素(所有的设备、资源及通信等)又都是个性化和私有化的。

其中，SSID即Service Set Identifier，服务集标识，用来区分不同的网络，最多可以有32个字符，无线网卡设置了不同的SSID就可以进入不同网络，SSID通常由AP广播出来，通过电脑或者智能设备自带的扫描功能可以查看当前区域内的SSID。出于安全考虑AP可以不广播SSID，此时用户就要手工设置SSID才能进入相应的网络。因此，SSID就是一个局域网的名称，只有设置为名称相同SSID的值的终端设备才能互相通信。

接着，继续参考图2对本发明进行说明，图2是本发明一种基于光波通信的无线网络设置方法的方法流程图，同样用于对物联网设备进行网络配置，保障物联网设备在不需要人工操作的情况下自动连接到无线网络上。所述设置方法包括以下步骤：

步骤201：智能设备自动获取已经配置好的无线网络信息，所述无线网络信息包括所述无线网络为所述智能设备分配的IP地址、所述无线网络的SSID和访问密码；

步骤202：打开智能设备的光源编码单元，所述光源编码单元读取所述无线网络信息；

步骤203：检测智能设备上的光源编码开关按钮是否被按下；

步骤204：当检测到所述光源编码开关按钮被按下时，所述光源编码单元基于预定的编码方式对光源进行编码，通过闪光频率表示所述无线网络信息，生成光源编码信号；

步骤205：智能设备的光源输出单元播放所述光源编码信号，同时智能设备的通信接口开始监听物联网设备无线网络设置成功的消息；

步骤206：物联网设备的光敏传感单元感应附近区域的光敏变化以接收所述光波编码信号，物联网设备位于智能设备的周围；

步骤207：物联网设备的光源解码单元基于所述预定的编码方式对所述光波编码信号解码，生成所述无线网络信息；

步骤208：物联网设备基于所述无线网络信息中的SSID和访问密码连接所述无线网络，并在所述无线网络连接成功后，向所述无线网络信息中的IP地址发送连接成功信息；

步骤209：智能设备的通信接口接收到所述连接成功信息后，提示用户物联网设备无线网络设置成功。

另外，在步骤209中，还包括，智能设备的通信接口在开始监听物联网设备无线网络设置成功的消息之后的预定时间内未接收到所述连接成功信息后，提示用户物联网设备无线网络设置失败；在步骤206之前，所述配置方法还包括，在物联网设备的光敏传感单元感应附近区域的光敏变化以接收所述光波编码信号之前，打开物联网设备上的网络设置开关，使得物联网设备进入获取无线网络信息的模式。

另外，智能设备的光源输出单元为LED或其他支持高速频闪的闪光灯光源，光源编码单元和光源解码单元都为硬件芯片，所述预定的编码方式中，一种可能编码方式为莫尔斯电码编码方式，了解本领域的工程人员也可选择其他方式将网线网络设置信息等数字信号转化为可利用频闪表示的其他编码方式。

其中，莫尔斯电码(Morse alphabet)(又译为摩斯电码)是一种时通时断的信号代码，这种信号代码通过不同的排列顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号等。由美国人莫尔斯(Samuel Finley Breese Morse)于1837年发明，为莫尔斯电报机的发明提供了条件。莫尔斯电码的编码数据由点dot(.)、划dash(-)两种符号组成，其规则为，一点为一基本信号单位，一划的长度为3点的时间长度；在一个字母或数字内，各点、划之间的间隔应为两点的时间长度；字母(数字)与字母(数字)之间的间隔为7点的时间长度。莫尔斯电码在无线电上举足轻重，因为他所占的频宽最少，又具有一种技术及艺术的特性，在实际生活中有广泛的应用。本发明中莫尔斯电码编码方式的要点是，物联网设备通过光敏传感器进行定时采样，该采样的间隙应该远高于光源频闪的频率。物理网设备可以通过采样输入判断当前频闪的模式，例如莫尔斯电码的1点利用光源常亮持续20ms来表示，点使用光源常亮60ms来表示，各个信号之间光源熄灭40ms，如果采样输入大于60ms没有变化，则代表没有任何信息，忽略该时间内的采样信息。

在上述编码中，声源信号视背景噪音情况，可选择不同的声波频率，包括人耳可见声波，超声波或者次声波，将需要交互的数据进行调制和解调；光源信号可以通过光源的闪光间隔，编码需要交互的信息。

本发明的方法至少具备以下优点：

(1)使用智能设备自动获取已经配置好的无线网络信息，包括SSID和密码，用户无需再次输入或者记录无线网络信息，简化用户操作；

(2)智能设备随处可得，例如当前普通采用的智能手机和平板电脑，降低了设备成本；

(3)物联网设备在原设备基础上，只需增加一个麦克风设备或者LED频闪设备，而非蓝牙或者近场通信模块，简化了设备的设计和实现难度，同时有效降低了成本，规避了蓝牙设备配对等仍需要人工设置的步骤；

(4)使用现有的编码和调制解调技术，可以很好地保证数据交换时的可靠性，适合在任何工况环境下进行设置信息交换。

本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本专利内容，不应理解为是对本专利保护范围的限制，只要是根据本专利所揭示精神所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利保护范围。

Claims (10)

1.一种基于声波通信的无线网络设置方法，其特征在于，所述设置方法包括：

智能设备自动获取已经配置好的无线网络信息，所述无线网络信息包括所述无线网络为所述智能设备分配的IP地址、所述无线网络的SSID和访问密码；

打开智能设备的音频编码单元，所述音频编码单元读取所述无线网络信息；

检测智能设备上的音频编码开关按钮是否被按下；

当检测到所述音频编码开关按钮被按下时，所述音频编码单元基于预定的编码频率和声音样本，将所述无线网络信息调制到所述声音样本上，生成调制音频信号；

智能设备的音频输出单元播放所述调制音频信号，同时智能设备的通信接口开始监听物联网设备无线网络设置成功的消息；

物联网设备的音频输入单元接收所述调制音频信号；

物联网设备的音频解码单元基于所述预定的编码频率和声音样本对所述调制音频信号解码，生成所述无线网络信息；

物联网设备基于所述无线网络信息中的SSID和访问密码连接所述无线网络，并在所述无线网络连接成功后，向所述无线网络信息中的IP地址发送连接成功信息；

智能设备的通信接口接收到所述连接成功信息后，提示用户物联网设备无线网络设置成功。

2.根据权利要求1所述的设置方法，其特征在于：

智能设备的通信接口在开始监听物联网设备无线网络设置成功的消息之后的预定时间内未接收到所述连接成功信息后，提示用户物联网设备无线网络设置失败。

3.根据权利要求1所述的设置方法，其特征在于：

在物联网设备的音频输入单元接收所述调制音频信号之前，打开物联网设备上的网络设置开关，使得物联网设备进入获取无线网络信息的模式。

4.根据权利要求1所述的设置方法，其特征在于：

智能设备的音频输出单元为扬声器或耳机接口，物联网设备的音频输入单元为麦克风或耳机接口，音频编码单元和音频解码单元都为硬件芯片。

5.根据权利要求4所述的设置方法，其特征在于：

所述硬件芯片为使用软件或者固件控制的通用处理器硬件芯片。

6.一种基于光波通信的无线网络设置方法，其特征在于，所述设置方法包括：

智能设备自动获取已经配置好的无线网络信息，所述无线网络信息包括所述无线网络为所述智能设备分配的IP地址、所述无线网络的SSID和访问密码；

打开智能设备的光源编码单元，所述光源编码单元读取所述无线网络信息；

检测智能设备上的光源编码开关按钮是否被按下；

当检测到所述光源编码开关按钮被按下时，所述光源编码单元基于预定的编码方式对光源进行编码，通过闪光频率表示所述无线网络信息，生成光源编码信号；

智能设备的光源输出单元播放所述光源编码信号，同时智能设备的通信接口开始监听物联网设备无线网络设置成功的消息；

物联网设备的光敏传感单元感应附近区域的光敏变化以接收所述光波编码信号，物联网设备位于智能设备的周围；

物联网设备的光源解码单元基于所述预定的编码方式对所述光波编码信号解码，生成所述无线网络信息；

物联网设备基于所述无线网络信息中的SSID和访问密码连接所述无线网络，并在所述无线网络连接成功后，向所述无线网络信息中的IP地址发送连接成功信息；

智能设备的通信接口接收到所述连接成功信息后，提示用户物联网设备无线网络设置成功。

7.根据权利要求6所述的设置方法，其特征在于：

智能设备的通信接口在开始监听物联网设备无线网络设置成功的消息之后的预定时间内未接收到所述连接成功信息后，提示用户物联网设备无线网络设置失败。

8.根据权利要求6所述的设置方法，其特征在于：

在物联网设备的光敏传感单元感应附近区域的光敏变化以接收所述光波编码信号之前，打开物联网设备上的网络设置开关，使得物联网设备进入获取无线网络信息的模式。

9.根据权利要求6所述的设置方法，其特征在于：

智能设备的光源输出单元为LED或闪光灯，光源编码单元和光源解码单元都为硬件芯片，所述预定的编码方式为莫尔斯电码编码方式。

10.根据权利要求9所述的设置方法，其特征在于：

所述硬件芯片为使用软件或者固件控制的通用处理器硬件芯片。