CN104010327A

CN104010327A - 快速接入wifi无线网络的方法及系统

Info

Publication number: CN104010327A
Application number: CN201410272643.1A
Authority: CN
Inventors: 江勇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-06-18
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2014-08-27

Abstract

本发明提供的快速接入WIFI无线网络的方法及系统，包括：发送端根据SSID或密码等原始数据信息生成一组目标地址信息，该目标地址信息实质是IP地址或MAC地址；发送端向目标地址信息发送预设数据；接收端工作在混杂模式，获取目标地址信息并解析出原始数据信息后，切回STA模式，连接WIFI路由器；该方法不需要对任何待接入WIFI设备手动设置密码等，使得连接过程简单，方便，也使得用户体验较好。同时本发明提供的方法支持任意WIFI加密模式，支持IPV4,IPV6协议，支持2.4G，5.8G频段，支持动态或者静态IP地址分配，支持隐藏SSID，实用性和兼容性好，可使用在智能家居，物联网，视频监控等领域。

Description

快速接入WIFI无线网络的方法及系统

技术领域

本发明涉及WIFI(Wireless Fidelity，中文称无线保真，一种基于IEEE802.11协议标准的无线局域网络设备连接技术标准)无线局域网络通信领域，具体而言，涉及一种快速接入WIFI无线网络的方法及系统。

背景技术

目前，WIFI无线网络广泛的应用在物联网，智能家居，网络监控，智能电视，白色家电等领域。传统WIFI设备接入WIFI路由器的方法，比如智能手机：用户主动搜素WIFI的SSID，并且输入密码，而后连接网络，对于智能手机而已，输入WIFI密码或许并不困难。但是对于WIFI智能插座，WIFI智能LED灯设备而言，因为其没有输入装置，使智能插座类的WIFI设备快速方便的接入现有WIFI路由器中，是一项富有挑战的工作。现有方法有2种：一，为智能插座类的WIFI设备安装密码输入装置，使厂商的成本增加，二，无输入装置的WIFI设备工作在同时AP+STA模式。现有方法在每一个智能设备连接无线路由器时(或者重新连接另一个新的路由器)，均需要用户手动重新设置，使得操作繁琐，实用性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速接入WIFI无线网络的方法及系统，以解决上述的问题。

在本发明提供了一种快速接入WIFI无线网络的方法，包括：

一个已经连接到WIFI路由器的WIFI设备作为发送端，一个或者多个待接入到该WIFI路由器的WIFI设备作为接收端；

发送端根据SSID或者密码等原始数据信息进行数据处理封装成信息数据包，根据信息数据包生成一组目标地址信息，该目标地址信息实质是IP地址或者MAC地址；

发送端发送起始命令信息，用于指示原始数据信息的类型和标识发送开始；

发送端向目标地址信息中的IP地址发送预设数据；

发送端发送结束命令信息，用于标识发送结束；

接收端工作在混杂模式，接收所有信号覆盖范围内的数据帧，从数据帧中获取目标地址信息，解析出SSID或者密码等原始数据信息，最后切回STA工作模式，根据解析出的SSID或者密码连接到WIFI路由器；

WIFI路由器是指采用IEEE802.11无线局域网标准协议的路由器。

原始数据信息包括以下中的一种：WIFI密码，WIFI的SSID，WIFI的加密类型，WIFI的IP地址或者自定义数据。

数据处理需要发送端和接收端预先约定好对等方式。

数据处理包括但不限于以下几种方式：

1.直接复制原始数据信息；

2.对原始数据信息进行加密；

3.对原始数据信息移位或者颠倒顺序。

起始命令信息用于指示原始数据信息的类型；

起始命令信息的实质是接收端和发送端事先约定IP地址信息。

结束命令信息用于指示目标信息地址结束，标识完整发送周期结束；

结束命令信息的实质是接收端和发送端事先约定IP地址信息，该IP地址和起始命令信息IP地址不同。

目标信息地址是原始数据信息传输的载体。

目标信息地址的实质是接收端和发送端事先约定的按某一规则生成的一组IP地址。

目标信息地址的实质也可以是接收端和发送端事先约定的按某一规则生成一组MAC地址。

预设数据是任意字节长度的数据，无须关心内容。

数据帧是指IEEE802.11协议中3种基础数据类型：数据帧，管理帧，控制帧中的数据帧类型。

混杂模式是指WIFI设备的一种工作状态，该状态下可以搜集其信号覆盖范围内的所有WIFI路由器的所有类型数据，包括数据帧。

STA模式是指WIFI设备的站点模式，是WIFI设备常用工作状态，该状态下可以连接到某一个WIFI路由器中，建立无线局域网络连接。

发送端已经接入到WIFI路由器，且已知该WIFI路由器SSID，密码，加密类型，IP地址等原始数据信息。

发送端包括：

生成单元，用于根据接收端和发送端事先约定，生成起始命令和结束命令，并根据原始数据信息生成一组目标地址信息，目标地址信息实质是IP地址；

发送单元，用于向起始命令信息，结束命令信息，目标地址信息中的IP地址发送数据包，以使得接收端从其所获取的所有数据帧中，找出起始命令信息，结束命令信息和目标地址信息并解析出原始数据信息；

接收端待接入WIFI路由器，工作在混杂模式，循环采集WIFI的各个工作频率点下的数据帧，获取起始命令，结束命令和目标地址信息并从目标地址信息中解析出原始数据信息；

接收端在解析出原始数据信息后，切回到STA工作模式，根据解析出的原始数据信息连接到WIFI路由器。接收端在预设时限内没有收到完整的命令组，则切换WIFI的工作频率点，在下一个工作频率点上采集数据帧；命令组包括：起始命令信息、结束命令信息和目标地址信息。

本发明提供的快速接入WIFI无线网络的方法及系统，与现有技术中的WIFI模块连接无线路由器的方法，需要在现有的智能设备安装密码输入装置，使厂商的成本增加，并且每一个智能设备连接无线路由器时(或者重新连接另一个新的路由器)，均需要用户手动单个重新设置，使得操作繁琐，实用性较差的方案相比，其包括：一个已接入WIFI路由器的WIFI设备作为发送端，一个或者多个待接入WIFI路由器的WIFI设备作为接收端。发送端根据SSID或密码等原始数据信息生成一组目标地址信息，该目标地址信息实质是IP地址或MAC地址；发送端向目标地址信息发送预设数据；接收端工作在混杂模式，获取目标地址信息并解析出原始数据信息后，切回STA模式，连接WIFI路由器；本发明不需要对任何待接入WIFI设备手动设置密码等，使得连接过程简单，方便，也使得用户体验较好。同时本发明提供的方法支持任意WIFI加密模式，支持IPV4,IPV6协议，支持2.4G，5.8G频段，支持动态或者静态IP地址分配，支持隐藏SSID，实用性和兼容性好。

附图说明

图1是根据本发明的系统构成图；

图2是本发明的技术原理说明图；

图3举例WIFI密码生成一组目标地址信息(IP地址)流程图；

图4举例WIFI密码生成一组目标地址信息(MAC地址)流程图；

图5是发送端流程图；

图6是接收端流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1说明

图1所示为本发明所涉及的系统构成，包括：一个发送端101，一个WIFI路由器100和至少一个接收端102；其中，发送端101与WIFI路由器100建立网络连接；且每个接收端102均待接入WIFI路由器100，且可以工作在混杂模式和STA模式(站点模式，可以接入WIIF路由器)。在本发明实施例中，上述发送端101可以为具有通信功能的移动电子终端，例如智能手机、平板电脑或者其他通信电子产品；上述接收端102可以是智能空调、智能插座、智能电锅或者智能LED灯、网络摄像机或者其他家用电器等智能设备，带有WIFI模块；上述WIFI路由器100为符合IEEE802.11协议的无线路由器。

图2说明

图2是本发明的技术原理基础说明，包括以下2个步骤：

步骤101：根据待连接的WIFI路由器的原始数据信息生成一组目标地址信息，目标地址信息中嵌入有原始数据信息；其中，目标地址信息至少包括IP地址信息。

本发明中，发送端目标地址信息可以仅是网络层的IP(InternetProtocol，网络之间互连的协议)地址信息，也可以是网络层的IP地址信息和数据链路层的MAC(Media Access Control，介质访问控制层)地址信息的组合。

本发明中的原始数据信息可以为任何需要传输的数据，例如，原始数据信息可以是所述WIFI路由器的密码；原始数据信息可以是所述WIFI路由器的SSID；原始数据信息可以是所述WIFI路由器的加密类型；原始数据信息可以是所述WIFI路由器的IP地址等，本发明对此不作具体限制。

步骤102：通过WIFI路由器向目标地址信息中的目标地址发送预设数据，以使得接收端根据预设数据获取目标地址信息并解析出原始数据信息。

本发明中，预设数据可以是任意的数据.一个字节或者多个字节均可，发送端和接收端均不关心预设数据的具体内容。

具体的，WIFI网络的数据类型可以分为数据帧，管理帧，控制帧。数据帧的作用是用来携带高层次的数据(如IP数据包，ISO7层协议)，它负责在工作站之间传输数据。一个完整的数据帧包含BSSID(路由器MAC地址，该路由器唯一标识码)，SA(发送端的MAC地址),DA(数据帧发往的目的IP地址)和被加密的数据。管理帧负责监督，主要用来加入或退出无线网络，以及处理接入点。控制帧通常用于维护工作站间数据传输的可靠性。

实际中，因为WIFI网络暴露在空中网络的数据帧具体内容是加密过的(即WIFI网络传输加密数据)，所以如果发送端直接传输原始数据信息，接收端接收到的数据帧中将是一串被加密数据，而若接收端事先不知道该段数据是如何加密的话(即事先不知道该WIFI网络下无线路由器的加密模式和密码)，是基本不能被破解的。

但是，WIFI模块有一个特点，工作在混杂模式下，并且在WIFI无线信号能够覆盖的范围内，便能采集到所有的暴露在空中的数据，采集的数据帧中，具体的数据内容是加密数据，但是该数据帧中的IP地址和MAC地址信息是不被加密的，这样可以以IP地址和MAC地址作为信息传输的载体，传输数据。

具体的，例如一个MAC地址为68:df:ed:67:e2:d1的WIFI设备在MAC地址为78:a1:06:2d:44:20的无线路由器的WIFI网络中，朝无线路由器的WIFI网络的IP地址228.15.5.15发送一段广播数据包，数据包的内容为“0000000000000000”。

接收端通过一个工作在混杂模式的WIFI模块，该WIFI模块采用TCPDUMP软件采集到的数据包为：

00:33:51.044119DA:01:00:5e:0f:05:0f BSSID:78:a1:06:2d:44:20SA:68:df:ed:67:e2:d1Data IV:127a Pad20KeyID1；

故将原始数据信息编码到WIFI网络的网络层的IP地址中或者WIFI网络的数据链路层的MAC地址中，通过IP地址或者MAC地址作为信息传输的载体，那么接收端就能接收到没有被加密的原始数据信息数据信息。

本发明中，发送端与接收端之间预先约定的协议生成目标地址信息，以便后续接收端在探测到目标地址信息后，根据预先约定的协议对目标地址信息进行解析，而获得原始数据信息。

具体的，上述步骤101的编码过程完成之后，发送端即可连续向编码后的上述8个IP地址发送预设数据，。工作在混杂模式的接收端从所获取的所有数据帧(数据帧是WIFI无线网络中数据传输的基本单元，一个数据帧中包含MAC地址，IP地址，数据等)中提取约定的IP地址信息，恢复出目标地址信息，并解析出该目标地址信息中原始数据信息。

图3说明

图3所示为将WIFI密码生成一组目标信息地址为IP地址的基本步骤，包括：

步骤201：获取原始数据信息，此处为路由器WIFI密码，此处举例说明WIFI路由器密码为“12345678“。

步骤202：根据发送端和接收端预先约定的协议，对原始数据信息进行数据处理，生成信息数据包。

本发明中，对原始数据信息进行处理包括：1)直接复制所述原始数据信息，生成信息数据包；或者2)根据发送端和所述接收端预先约定的协议，对所述原始数据信息进行加密，生成信息数据包。

本实施例采用直接复制所述原始数据信息，即原始信息为“12345678“，生成信息数据包也为“12345678”。

步骤203：编码为一组IP地址。假设路由支持IP地址为IPv4协议族，数据包“12345678”生成一组目标地址信息，该目标地址信息为IP地址：

224.0.0.31；

224.1.0.32；

224.2.0.33；

224.3.0.34；

224.4.0.35；

224.5.0.36；

224.6.0.37；

224.7.0.38；这8个IP地址。

其中任意一个的IP地址的编码规则如下：

第一位地址224(优选为支持UDP广播的IP地址)；第二位地址(0-7)(该地址信息为数列号，以便接收端能够根据接收到的信息数据包排列数据)；第三位地址(0)(本实施例中没有使用)；第四位地址(1)(WIFI密码信息的一位)；

其中，具体的生成方式可以是密码之间的任意组合，但输出的数据格式必须符合IP地址或者MAC地址的相关约定，除此之外本发明对其它不做任意限制。

如果原始数据类型为SSID等其他类型，可以按照图3相同方法的处理，不再举例说明。

图4说明

图4所示为将WIFI密码生成一组目标信息地址为MAC地址的基本步骤，包括：

步骤301:获取原始数据信息，此处为路由器WIFI密码，此处举例说明WIFI路由器密码为“12345678“。

步骤302:根据发送端和所述接收端预先约定的协议，对所述原始数据信息进行加密，生成信息数据包。本实施例采用直接复制所述原始数据信息，即原始信息为“12345678“，生成信息数据包也为“12345678”。

步骤303：将信息数据包编码为目标地址信息是数据链路层的MAC(Media Access Control，介质访问控制层)地址信息。在某些系统中，支持WIFI修改自身的MAC地址。数据包“12345678”生成一组目标地址信息，该目标地址信息为MAC地址：

68:0:31:32:33:34

68:1:35:36:37:38

这2个MAC地址。

其中，具体的生成方式可以是密码之间的任意组合，但输出的数据格式要保证MAC地址的相关约定。

具体含义：

68:0(序列号):31:32:33:34(后4均为WIFI密码信息)

68:1(序列号):35:36:37:38(后4均为WIFI密码信息)

指定一个发送数据包的IP地址，比如228.6.6.6。然后循环切换到2个MAC地址下朝IP地址228.6.6.6发送一段数据。

具体的，这种方式受到一定限制，需要支持WIFI修改自身的MAC地址。

如果原始数据类型为SSID等其他类型，可以按照图4相同方法的处理，不再举例说明。

图5说明

图5所示为发送端完整的发送流程图，包括以下步骤：

步骤401:判断发送端是否处于已接入WIFI路由器。若否，则结束，等待重新开始。

步骤402：若是，获取WIFI路由器的原始数据信息，并执行下述步骤的方法。具体的，当发送端已接入WIFI路由器建立的WIFI网络中时，获取当前WIFI路由器的SSID(Service Set Identifier，服务集标识)和密码，且发送端必定可以知悉该WIFI路由器的IP协议族，IP地址分配方法。

步骤403：根据发送端和接收端预先约定的协议，对所述原始数据信息进行数据处理，生成信息数据包。具体可以参考图3。

步骤404：向目标地址信息中的目标地址发送起始命令信息，起始命令信息有2个目的：

第一，起始命令信息用于指示原始数据信息的类型；原始数据信息的类型包括以下中的一种或多种：WIFI密码，WIFI的SSID，WIFI的加密类型和WIFI的IP地址；

第二，因为WIFI网络传输的数据量很多，故需要发送一些特定的数据包以作识别用途，那么接收端在探测到这些特定的数据包之后，才开始接收后续真正夹带原始数据信息的数据包，这样可以提高接收端成功接收数据的概率。

起始命令信息也是支持UDP广播的IP地址。例如，设置起始命令信息为IP地址信息228.8.8.8，发送端首先向这个地址连续2次发送数据表示命令开始。

步骤405：将WIFI密码生成一组目标信息地址为IP地址。具体参考图3。

步骤406：向目标地址信息中的IP地址发送UDP广播数据包。

步骤407：向目标地址信息中的目标地址发送结束命令信息；起始命令信息也是支持UDP广播的IP地址，与起始命令和目标地址信息中的IP地址均不重叠。结束命令信息是标识一个完整命令的结束。例如，发送端可以向IP地址228.1f.1.2连续2次发送数据包，表示一个命令的结束。

发送完成，延时等待下次发送或者退出。

图6说明

图6所示为接收端完整的接收流程图，包括以下步骤：

步骤501：使WIFI模块工作在的混杂模式。具体的，在该模式下，接收端可以探测到其信号范围内的无线路由器下的所有数据帧。

步骤502：循环扫描所有WIFI的工作频率点，检索某一频率点下数据帧。该频率点可以是2.4GHz频率段，也可以是5.8GHz频率段。

步骤503：获取起始命令。如果发现接收到的数据帧中含有接收端和发送端事先约定好的起始命令IP地址，例如228.8.8.8。并记录下该数据帧中的BSSID。另外，如果一定的时间没有发现起始命令，那么就退出扫描的该点频率，进入扫描下一个WIFI频率点。

步骤504：获取目标地址信息。具体的，当接收端接收到了起始命令后，如果同样的BSSID下的数据帧中，含有224.0.x.x-224.8.x.x的IP地址信息，那么则认为改组IP地址是有效的目标地址信息。比如探测到的数据帧包含IP是：

224.0.0.31；

224.1.0.32；

224.2.0.33；

224.3.0.34；

224.4.0.35；

224.5.0.36；

224.6.0.37；

224.7.0.38；

等8组IP地址的数据包，则接收端将这8组IP地址记录下来即可。

步骤505：获取结束命令信息。具体的，如果同样的BSSID下的数据帧中，当接收端探测到IP地址228.f.1.2有连续2次数据包，即可以认为本次命令所有数据包传输完成了。

步骤506：获取目标地址信息是否超时或者是否完整，完整的含义是起始命令，结束命令，目标地址信息均准确获取；若是则继续执行步骤502；若否则执行步骤507及其后续步骤。

步骤507：记录下这些数据帧的BSSID，BSSID是WIFI路由器的MAC地址，可以唯一标识该WIFI路由器。该WIFI路由器就是后续需要连接的WIFI路由器，后续解析出来的WIFI密码等就属于该WIFI路由器。

步骤508：将步骤504探测到的8组IP地址：

224.0.0.31；

224.1.0.32；

224.2.0.33；

224.3.0.34；

224.4.0.35；

224.5.0.36；

224.6.0.37；

224.7.0.38；提取信息数据为：31，32，33，34，35，36，37，38。，再根据双方约定好的数据处理(本实施例为直接复制)，解析得到该组数据原始密码为“12345678”，即为待连接的WIFI路由器的原始数据信息。而WIFI路由器的BSSID为步骤507保存的BSSID。

步骤509：退出混杂模式，切回STA模式，在该模式下扫描所有SSID，找到对应步骤507保存的BSSID的SSID，并且连接。

图5和图6所列举的实施例中，只传输了WIFI路由器的密码，接收端连接WIFI路由器所需要的SSID，密码，加密类型信息由接收端在切回STA模式后，自行扫描获取SSID，加密类型信息，配合解析出的WIFI密码即可连接WIFI路由器。如果接收端不自行扫描获取SSID，加密类型等信息，也可以由接收端发送，具体的步骤和图5和图6所列举的实施例相似，只是需要修改起始命令信息，指示原始数据类型信息为SSID或者加密类型。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种快速接入WIFI无线网络的方法，其特征在于，包括：

根据WIFI路由器的原始数据信息生成一组目标地址信息，所述目标地址信息实质是IP地址；

通过所述WIFI路由器向所述目标地址信息发送预设数据，以使得接收端获取所述目标地址信息并解析出所述原始数据信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据WIFI路由器的原始数据信息生成一组目标地址信息之前，还包括：

根据发送端和接收端预先约定的协议，对所述原始数据信息进行数据处理，生成信息数据包。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数据处理包括以下中的任一种：

直接复制所述原始数据信息，生成信息数据包；

对所述原始数据信息进行加密，生成信息数据包；

对所述原始数据信息移位或者颠倒顺序，生成信息数据包。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述WIFI路由器向所述目标地址信息发送预设数据之前，还包括：

发送起始命令信息，所述起始命令信息用于指示所述原始数据信息的类型和标识发送开始；所述原始数据信息的类型包括以下中的一种或多种：WIFI密码、WIFI的服务集标识SSID，WIFI的加密类型；所述起始命令信息实质是IP地址。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述WIFI路由器向所述目标地址信息发送预设数据之后，还包括：

发送结束命令信息；所述结束命令信息标识发送结束；所述结束命令信息实质是IP地址。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标地址信息实质也可以是IP地址和MAC地址的组合地址。

7.一种接入WIFI无线网络的系统，其特征在于，包括：发送端和接收端；其中，所述发送端包括：

生成单元，用于根据接收端和发送端事先约定，生成起始命令和结束命令，并根据所述原始数据信息生成一组目标地址信息，所述目标地址信息实质是IP地址；

发送单元，用于向起始命令信息，结束命令信息，目标地址信息中的IP地址发送数据包，以使得所述接收端从其所获取的所有数据帧中，找出所述起始命令信息，所述结束命令信息和所述目标地址信息并解析出原始数据信息；

所述接收端待接入WIFI路由器，工作在混杂模式，循环采集WIFI的各个工作频率点下的数据帧，获取起始命令，结束命令和目标地址信息并从所述目标地址信息中解析出原始数据信息；所述接收端在解析出原始数据信息后，切回到STA工作模式，根据解析出的所述原始数据信息连接到WIFI路由器。

8.根据权利要求7中所述的系统，其特征在于，包括：所述接收端在预设时限内没有收到完整的命令组，则切换WIFI的工作频率点，在下一个工作频率点上采集数据帧；所述命令组包括：起始命令信息、结束命令信息和目标地址信息。

9.根据权利要求7中所述的系统，其特征在于，包括：一个已经连接到WIFI路由器的WIFI设备作为所述发送端，一个或者多个待接入到该WIFI路由器的WIFI设备作为所述接收端。