CN105072600B - 一种基于低速率无线网络的无线配对方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于低速率无线网络的无线配对方法，当有节点A和节点B需要进行配对操作，利用信号强度作为配对的唯一判断标志，确保只有足够近的设备才能进行配对；通过对参数R的调整，方法可以做到，只有紧贴的两设备才能进行配对，不需要双方同时点击按钮进入配对模式，只需要配对发起方，发出配对请求即可，配对操作基本由配对发起方独自便可完成，实现了物联网应用无线低功耗网络配对方法配对简单易操作，适合普通用户进行使用，且配对准确性和安全性较高的技术效果。

Description

一种基于低速率无线网络的无线配对方法

技术领域

本发明涉及无线配对研究领域，尤其涉及一种基于低速率无线网络的无线配对方法。

背景技术

配对方法最广泛的应用便是在蓝牙通信中，两个蓝牙设备进行通信之前，需要通过配对方法进行配对操作，蓝牙配对方法启动时，需要用户查看两通信设备各种的配对密钥，并输入，配对方法执行完成，两设备自动记录配对结果，以后的通信，不必再执行配对操作。

蓝牙配对方法，往往应用于PC、手机等具备显示外设，或者通信中有一方具备显示外设的时候，输入密钥的操作，必须由人工介入。

WPS（Wi-Fi Protected Setup，WiFi保护设置），它是由WiFi联盟组织实施的可选认证项目，它主要致力于简化无线网络设置及无线网络加密等工作，一般情况下，用户在新建一个无线网络时，为了保证无线网络的安全，都会对无线网络名称（SSID）和无线加密方式进行设置，即“隐藏SSID”和设置“无线网络连接密码”。

当这些设置完成，客户端需要连入此无线网络时，就必须手动添加网络名称（SSID）及输入冗长的无线加密密码，这对很多用户来说都是一个繁琐的过程，而有了WPS“一键加密”，这个过程就变得异常简单了，我们只需按一下无线路由器上的WPS键，就能轻松快速地完成无线网络连接，并且获得WPA2级加密的无线网络，让客户端用户可以迅速并安心的体验无线生活。

随着无线局域网（WLAN）技术的普及，为了便于人们可以便捷地将智能设备接入无线路由器，衍生出来一种新的配对方法，即WPS，WPS的操作要领是，点击路由器上面的WPS方法启动按钮，同时点击智能设备操作界面的是的WPS按钮，同时触发配对操作，如此，免去了查看密钥，和手动输入密钥的步骤，大大提高了用户使用的便捷性。

WPS技术的核心是同时在路由器和智能设备上面启动WPS操作，这一点相对于记忆和强制输入密码来说，已经方便不少，但是由于在物联网应用中，往往有的智能硬件设备时没有暴露在表面的按钮的，因而也就不存在通过同时点击各自的按钮，由此同时进入配对模式的机会。

在现有技术中，由于在物联网应用中，我们也需要用到配对操作，而配对的双方中，往往只有一方具备外露的按键，而且，物联网的末端往往是无线低功耗网络，对于这样的应用场景，蓝牙和wifi技术是不适用的，而且，从简单易用的角度来说，wifi技术里面的WPS技术，以及蓝牙配对技术，操作起来仍然比较复杂，不适合普通用户进行使用。

综上所述，本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

在现有技术中，现有的物联网应用无线低功耗网络配对方法存在配对难度较大，配对复杂不易操作，不适合普通用户进行使用的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种基于低速率无线网络的无线配对方法，解决了现有的物联网应用无线低功耗网络配对方法存在配对难度较大，配对复杂不易操作，不适合普通用户进行使用的技术问题，实现了物联网应用无线低功耗网络配对方法配对简单易操作，适合普通用户进行使用，且配对准确性和安全性较高的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种基于低速率无线网络的无线配对方法，当有节点A和节点B需要进行配对操作，所述方法包括：

S1: 节点A发出配对查询命令，配对查询命令中带有预设参数R，节点A进入查询等待状态，开始Tms倒计时，预设参数R为信号强度；其中，T时间的时长在具体应用时，可以根据用户的需要进行设定，本申请不做具体的限定，其中，T时间具体可以为100ms，设置这样的时间是有实际意义的，是为了避免节点A一直处于查询等待的状态，等待一个定时的时间后退出等待状态，节点便可以恢复正常工作了；

S2: 节点B接收到配对查询命令，且得到相应的信号强度r，执行S3，若节点B没有收到配对查询指令则不进行任何操作；

S3: 节点B从配对查询命令中提取出R参数，若r>=R,则返回配对查询命令的应答信号，进入配对等待状态，并且进行10秒钟的倒计时；若r<R，则不进行任何操作；

S4: 节点A在倒计时结束之前，若节点A收到节点B发出的应答信号，则退出查询等待状态，停止倒计时，并发出配对请求命令，执行S5；若节点A没有收到节点B发出的应答信号，则节点A退出查询等待状态，放弃本次配对操作；

S5: 节点B在10秒倒计时结束之前，若收到配对请求命令，则节点B接受节点A的配对命令，完成配对操作，执行S7；若节点B没有收到配对请求命令，则执行S6；

S6: 节点B退出配对等待状态，恢复正常工作；

S7：配对完成，节点A和节点B进行配对后的点对点通信。

进一步的，判断预设参数R与信号强度r之间的大小具体为：无线芯片收到无线数据包获得信号强度指数，基于所述信号强度指数对所述预设参数R与信号强度r之间的大小进行判断。无线芯片在收到一个无线数据包时都会得到一个-100~0的信号强度指数，我们就是通过该指数来判断信号强弱的，都是表征信号强度的数值，具有可比性。

进一步的，所述预设参数R的具体取值范围为：0～-128，其中，较优为：0~-30。数值越大信号越强，而信号强度与距离是呈指数关系衰减的。预设参数R在具体选取需要工程测试，预取两个标准设备，将两设备至于期望距离的位置上，两设备重复通信1000次，取信号强度的中位数作为R参数的值，实际在适配不同的硬件平台是，可以通过一个转换公式进行一次预处理，具体为：在某平台上型号的强度范围为0-50，数值越到信号强度越强，设该平台获取的的原始强度数值为r1，转换结果为r2，转换公式为：r2 = r182.56-128。

进一步的，其特征在于，所述预设参数R的大小能够调整，且预设参数R的大小调整具体为：0～-128（根据现场环境而定，）在程序中该参数是一个变量，是可以进行设置的。具体的设置方法为，可以通过无线命令对某一设备进行参数设置或者通过物理接口（如串口）进行设置。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了将基于低速率无线网络的无线配对方法设计为：当有节点A和节点B需要进行配对操作，所述方法包括：S1: 节点A发出配对查询命令，配对查询命令中带有预设参数R，节点A进入查询等待状态，开始100ms倒计时，预设参数R为信号强度；S2: 节点B接收到配对查询命令，且得到相应的信号强度r，执行S3，若节点B没有收到配对查询指令则不进行任何操作；S3: 节点B从配对查询命令中提取出R参数，若r>=R,则返回配对查询命令的应答信号，进入配对等待状态，并且进行10秒钟的倒计时；若r<R，则不进行任何操作；S4: 节点A在倒计时结束之前，若节点A收到节点B发出的应答信号，则退出查询等待状态，停止倒计时，并发出配对请求命令，执行S5；若节点A没有收到节点B发出的应答信号，则节点A退出查询等待状态，放弃本次配对操作；S5: 节点B在10秒倒计时结束之前，若收到配对请求命令，则节点B接受节点A的配对命令，完成配对操作，执行S7；若节点B没有收到配对请求命令，则执行S6；S6: 节点B退出配对等待状态，恢复正常工作；S7：配对完成，节点A和节点B进行配对后的点对点通信的技术方案，即利用信号强度作为配对的唯一判断标志，确保只有足够近的设备才能进行配对；通过对参数R的调整，方法可以做到，只有紧贴的两设备才能进行配对，反过来说，只要两设备的物理位置关系呈贴近状态，即可完成配对操作，大大简化用户的操作；由于本方法是针对低功耗无线网络设计的，配对过程不需要显示外设，不需要双方同时点击按钮进入配对模式，只需要配对发起方，发出配对请求即可，也就是说，配对操作基本由配对发起方独自便可完成，所有，有效解决了现有的物联网应用无线低功耗网络配对方法存在配对难度较大，配对复杂不易操作，不适合普通用户进行使用的技术问题，进而实现了物联网应用无线低功耗网络配对方法配对简单易操作，适合普通用户进行使用，且配对准确性和安全性较高的技术效果。

附图说明

图1是本申请实施例一中基于低速率无线网络的无线配对方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种基于低速率无线网络的无线配对方法，解决了现有的物联网应用无线低功耗网络配对方法存在配对难度较大，配对复杂不易操作，不适合普通用户进行使用的技术问题，实现了物联网应用无线低功耗网络配对方法配对简单易操作，适合普通用户进行使用，且配对准确性和安全性较高的技术效果。

本申请实施中的技术方案为解决上述技术问题。总体思路如下：

采用了将基于低速率无线网络的无线配对方法设计为：当有节点A和节点B需要进行配对操作，所述方法包括：S1: 节点A发出配对查询命令，配对查询命令中带有预设参数R，节点A进入查询等待状态，开始100ms倒计时，预设参数R为信号强度；S2: 节点B接收到配对查询命令，且得到相应的信号强度r，执行S3，若节点B没有收到配对查询指令则不进行任何操作；S3: 节点B从配对查询命令中提取出R参数，若r>=R,则返回配对查询命令的应答信号，进入配对等待状态，并且进行10秒钟的倒计时；若r<R，则不进行任何操作；S4: 节点A在倒计时结束之前，若节点A收到节点B发出的应答信号，则退出查询等待状态，停止倒计时，并发出配对请求命令，执行S5；若节点A没有收到节点B发出的应答信号，则节点A退出查询等待状态，放弃本次配对操作；S5: 节点B在10秒倒计时结束之前，若收到配对请求命令，则节点B接受节点A的配对命令，完成配对操作，执行S7；若节点B没有收到配对请求命令，则执行S6；S6: 节点B退出配对等待状态，恢复正常工作；S7：配对完成，节点A和节点B进行配对后的点对点通信的技术方案，即利用信号强度作为配对的唯一判断标志，确保只有足够近的设备才能进行配对；通过对参数R的调整，方法可以做到，只有紧贴的两设备才能进行配对，反过来说，只要两设备的物理位置关系呈贴近状态，即可完成配对操作，大大简化用户的操作；由于本方法是针对低功耗无线网络设计的，配对过程不需要显示外设，不需要双方同时点击按钮进入配对模式，只需要配对发起方，发出配对请求即可，也就是说，配对操作基本由配对发起方独自便可完成，所有，有效解决了现有的物联网应用无线低功耗网络配对方法存在配对难度较大，配对复杂不易操作，不适合普通用户进行使用的技术问题，进而实现了物联网应用无线低功耗网络配对方法配对简单易操作，适合普通用户进行使用，且配对准确性和安全性较高的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一：

在实施例一中，提供了一种基于低速率无线网络的无线配对方法，请参考图1，当有节点A和节点B需要进行配对操作，所述方法包括：

S1: 节点A发出配对查询命令，配对查询命令中带有预设参数R，节点A进入查询等待状态，开始100ms倒计时，预设参数R为信号强度；

S2: 节点B接收到配对查询命令，且得到相应的信号强度r，执行S3，若节点B没有收到配对查询指令则不进行任何操作；

S3: 节点B从配对查询命令中提取出R参数，若r>=R,则返回配对查询命令的应答信号，进入配对等待状态，并且进行10秒钟的倒计时；若r<R，则不进行任何操作；

S4: 节点A在倒计时结束之前，若节点A收到节点B发出的应答信号，则退出查询等待状态，停止倒计时，并发出配对请求命令，执行S5；若节点A没有收到节点B发出的应答信号，则节点A退出查询等待状态，放弃本次配对操作；

S5: 节点B在10秒倒计时结束之前，若收到配对请求命令，则节点B接受节点A的配对命令，完成配对操作，执行S7；若节点B没有收到配对请求命令，则执行S6；

S6: 节点B退出配对等待状态，恢复正常工作；

S7：配对完成，节点A和节点B进行配对后的点对点通信。

其中，在本申请实施例中，判断预设参数R与信号强度r之间的大小具体为：无线芯片收到无线数据包获得信号强度指数，基于所述信号强度指数对所述预设参数R与信号强度r之间的大小进行判断。无线芯片在收到一个无线数据包时都会得到一个-100~0的信号强度指数，我们就是通过该指数来判断信号强弱的，都是表征信号强度的数值，具有可比性。

其中，所述预设参数R的具体取值范围为：0～-128，其中，较优为：-30以内。

其中，其特征在于，所述预设参数R的大小能够调整，且预设参数R的大小调整具体为：0～-128（根据现场环境而定）。～-128（根据现场环境而定，）在程序中该参数是一个变量，是可以进行设置的。具体的设置方法为，可以通过无线命令对某一设备进行参数设置或者通过物理接口（如串口）进行设置。

其中，在本申请实施例中，下面举个具体的例子对本申请的配对方法进行介绍：以一无线开关和球泡灯配对为例，来说明本申请的配对方法：

S1：用户长按无线开关的按键使其进入配对模式；

S2：用户在配对模式，单击按键，无线开关发出配对查询命令；

S3：球泡灯收到配对查询命令，立即返回应答信号，并且以1Hz的频率闪烁；

S4：开关收到应答信号，无线开关上的指示灯同样以1Hz的频率进行闪烁；

S5：用户确认闪烁的灯泡即为要进行配对的灯泡，双击按键，无线开关发出配对请求；

S6：灯泡收到配对请求后，接受配对的结果，停止闪烁；

S7：用户长按无线开上面的按键，退出配对模式；

S8：因为配对已经完成，无线开关已经可以控制灯泡，单击开灯，双击关灯。

到此配对算法实施例说明完毕。

其中，在本申请实施例中，本申请中的配对方法极简化的配对流程和操作；通过本方法用户可以傻瓜式操作；结合信号强度，利用天然的空间位置隔离，确保无密钥配对的准确性和安全性；预设的信号强度参数，可以随时、按需要进行动态调整，以适应实际的要求。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

由于采用了将基于低速率无线网络的无线配对方法设计为：当有节点A和节点B需要进行配对操作，所述方法包括：S1: 节点A发出配对查询命令，配对查询命令中带有预设参数R，节点A进入查询等待状态，开始100ms倒计时，预设参数R为信号强度；S2: 节点B接收到配对查询命令，且得到相应的信号强度r，执行S3，若节点B没有收到配对查询指令则不进行任何操作；S3: 节点B从配对查询命令中提取出R参数，若r>=R,则返回配对查询命令的应答信号，进入配对等待状态，并且进行10秒钟的倒计时；若r<R，则不进行任何操作；S4: 节点A在倒计时结束之前，若节点A收到节点B发出的应答信号，则退出查询等待状态，停止倒计时，并发出配对请求命令，执行S5；若节点A没有收到节点B发出的应答信号，则节点A退出查询等待状态，放弃本次配对操作；S5: 节点B在10秒倒计时结束之前，若收到配对请求命令，则节点B接受节点A的配对命令，完成配对操作，执行S7；若节点B没有收到配对请求命令，则执行S6；S6: 节点B退出配对等待状态，恢复正常工作；S7：配对完成，节点A和节点B进行配对后的点对点通信的技术方案，即利用信号强度作为配对的唯一判断标志，确保只有足够近的设备才能进行配对；通过对参数R的调整，方法可以做到，只有紧贴的两设备才能进行配对，反过来说，只要两设备的物理位置关系呈贴近状态，即可完成配对操作，大大简化用户的操作；由于本方法是针对低功耗无线网络设计的，配对过程不需要显示外设，不需要双方同时点击按钮进入配对模式，只需要配对发起方，发出配对请求即可，也就是说，配对操作基本由配对发起方独自便可完成，所有，有效解决了现有的物联网应用无线低功耗网络配对方法存在配对难度较大，配对复杂不易操作，不适合普通用户进行使用的技术问题，进而实现了物联网应用无线低功耗网络配对方法配对简单易操作，适合普通用户进行使用，且配对准确性和安全性较高的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种基于低速率无线网络的无线配对方法，其特征在于，当有节点A和节点B需要进行配对操作，所述方法包括：

S1: 节点A发出配对查询命令，配对查询命令中带有预设参数R，节点A进入查询等待状态，开始倒计时，预设参数R为信号强度；

S2: 节点B接收到配对查询命令，且得到相应的信号强度r，执行S3，若节点B没有收到配对查询指令则不进行任何操作；

S3: 节点B从配对查询命令中提取出R参数，若r>=R,则返回配对查询命令的应答信号，进入配对等待状态，并且进行10秒钟的倒计时；若r<R，则不进行任何操作；

S4: 节点A在倒计时结束之前，若节点A收到节点B发出的应答信号，则退出查询等待状态，停止倒计时，并发出配对请求命令，执行S5；若节点A没有收到节点B发出的应答信号，则节点A退出查询等待状态，放弃本次配对操作；

S5: 节点B在10秒倒计时结束之前，若收到配对请求命令，则节点B接受节点A的配对命令，完成配对操作，执行S7；若节点B没有收到配对请求命令，则执行S6；

S6: 节点B退出配对等待状态，恢复正常工作；

S7：配对完成，节点A和节点B进行配对后的点对点通信；判断预设参数R与信号强度r之间的大小具体为：无线芯片收到无线数据包获得信号强度指数，基于所述信号强度指数对所述预设参数R与信号强度r之间的大小进行判断；所述预设参数R的具体取值范围为：0～-128。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设参数R的大小能够调整，且预设参数R的大小调整方法具体为：通过无线命令对设备进行参数设置或者通过物理接口进行设置。