CN105120507A - 数据包监听方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数据包监听方法和系统。该方法包括以下步骤：扫描无线信道并获取有效信道，所述有效信道为AP的使用信道；轮流扫描所述有效信道并监听由终端发送的数据包；接收并解析所述数据包；根据解析的数据包信息连接目标AP。上述数据包监听方法和系统，因WiFi设备只在有效信道上监听数据包，避免对无效信道的循环扫描，能有效提高WiFi设备监听数据包的效率，减少扫描无线信道时造成的资源浪费并提高WiFi设备的入网速度。

Description

数据包监听方法和系统

技术领域

本发明涉及无线通讯技术领域，特别是涉及一种数据包监听方法和系统。

背景技术

随着无线技术的发展，越来越多的WiFi(Wireless-Fidelity，无线保真)设备在生活中得到使用。目前，有一种简单的使WiFi设备接入AP(AccessPoint，无线访问节点)的方法，通过移动终端的App(Application，应用程序)发送UDP(UserDatagramProtocol，用户数据包协议)数据包，WiFi设备接收并解析该UDP数据包，然后连接到目标AP。这种方法能很好地解决WiFi设备入网的问题，尤其是可以解决没有显示屏也没有输入按键、更没有触摸屏的WiFi设备连接目标AP的问题。然而，这种WiFi设备接入AP的方法的实现过程中，WiFi设备需要在13个无线信道中轮流扫描，才能获取到移动终端App发送的UDP数据包，会造成资源浪费、监听UDP数据包的效率低、WiFi设备入网速度慢的问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种数据包监听方法，能提高WiFi设备监听数据包的效率，减少资源浪费并提高WiFi设备的入网速度。

此外，还有必要提供一种数据包监听系统，能提高WiFi设备监听数据包的效率，减少资源浪费并提高WiFi设备的入网速度。

一种数据包监听方法，包括以下步骤：

扫描无线信道并获取有效信道，所述有效信道为AP的使用信道；

轮流扫描所述有效信道并监听由终端发送的数据包；

接收并解析所述数据包；

根据解析的数据包信息连接目标AP。

在其中一个实施例中，所述扫描无线信道并获取有效信道的步骤，具体包括以下步骤：

通过扫描协议对无线信道逐一进行查询是否有AP；

若当前信道查询到AP，则将当前信道标记为有效信道。

在其中一个实施例中，所述有效信道为无线信道中的一个或多个无线信道的组合，所述有效信道的数量小于或等于无线信道的可使用数量。

在其中一个实施例中，所述轮流扫描所述有效信道并监听由终端发送的数据包的步骤，具体包括以下步骤：

依次扫描所述有效信道并判断是否监听到由终端发送的数据包；

若监听到所述数据包，则停止扫描；

若未监听到所述数据包或所述数据包发生错误，则切换到下一有效信道继续扫描。

在其中一个实施例中，所述方法还包括以下步骤：

获取终端的MAC地址并根据所述MAC地址锁定所述终端；

监听由所述终端发送的携带有配网信息的UDP数据包，所述配网信息包括目标AP的SSID、密码或目标AP的SSID、密码和加密方式；

接收并解析所述UDP数据包以获取所述配网信息；

根据所述配网信息连接目标AP。

一种数据包监听系统，包括：

扫描模块，用于扫描无线信道并获取有效信道，所述有效信道为AP的使用信道；

监听模块，用于轮流扫描所述有效信道并监听由终端发送的数据包；

接收模块，用于接收并解析所述数据包；

连接模块，用于根据解析的数据包信息连接目标AP。

在其中一个实施例中，所述扫描模块包括：

查询单元，用于通过扫描协议对无线信道逐一进行查询是否有AP；

标记单元，用于若当前信道查询到AP，则将当前信道标记为有效信道。

在其中一个实施例中，有效信道为无线信道中的一个或多个无线信道的组合，所述有效信道的数量小于或等于无线信道的可使用数量。

在其中一个实施例中，所述监听模块包括：

判断单元，用于依次扫描所述有效信道并判断是否监听到由终端发送的数据包；

停止单元，用于若监听到所述数据包，则停止扫描；

切换单元，用于若未监听到所述数据包或所述数据包发生错误，则切换到下一有效信道继续扫描。

在其中一个实施例中，所述系统还包括：

锁定模块，用于根据权利要求6所述的数据包监听系统，其特征在于，

所述监听模块还用于监听由所述终端发送的携带有配网信息的UDP数据包，所述配网信息包括目标AP的SSID、密码或目标AP的SSID、密码和加密方式；

所述接收模块还用于接收并解析所述UDP数据包以获取所述配网信息；

所述连接模块还用于根据所述配网信息连接目标AP。

上述数据包监听方法和系统，通过预先扫描无线信道并获取周围AP使用的有效信道，然后再轮流扫描有效信道监听数据包，接收解析数据包后，连接目标AP，因WiFi设备只在有效信道上监听数据包，避免对无效信道的循环扫描，能有效提高WiFi设备监听数据包的效率，减少扫描无线信道时造成的资源浪费并提高WiFi设备的入网速度。

附图说明

图1为一个实施例中数据包监听方法的流程示意图；

图2为一个实施例中扫描无线信道并获取有效信道的步骤的流程示意图；

图3为另一个实施例中数据包监听方法的流程示意图；

图4为一个实施例中数据包监听系统的结构示意图；

图5为一个实施例中监听模块的内部结构示意图；

图6为另一个实施例中数据包监听系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的描述。

如图1所示，在一个实施例中，一种数据包监听方法，包括以下步骤：

S110，扫描无线信道并获取有效信道。

具体的，有效信道为AP的使用信道，WiFi设备通过扫描无线信道并获取周围AP的使用信道。WiFi设备可为无线遥控玩具、无线智能机器人以及无线冰箱、无线空调等。如图2所示，步骤扫描无线信道并获取有效信道具体包括以下步骤：

S210，通过扫描协议对无线信道逐一进行查询是否有AP。

具体的，2.4G网络共有14个无线信道，但一般不采用第14个无线信道，1～13无线信道的频段为2.412～2.472GHz(吉赫兹)，主流的通信设备一般都支持第1～13无线信道。例如，路由器、AP、电脑无线网卡等均可在这13个无线信道中的多个信道上运行。通过标准的扫描协议对无线信道1～13逐一进行查询，解析在各个无线信道收到的响应包并确定是否有使用该无线信道的AP及AP的加密方式等。扫描的距离与802.11b/g/n模式有关，一般在10～30米之间，其中，802.11协议为国际电工电子工程学会(IEEE)为无线局域网络制定的标准。除了常用的2.4G网络，还可在5G网络下，逐一扫描5G网络对应的4个无线信道，5G网络的频段为5.725～5.825GHz，协议一般为802.11ac。

S220，若当前信道查询到AP，则将当前信道标记为有效信道。

具体的，在2.4G网络中，1～13无线信道的中心频率虽然不同，但是都占有一定的频率范围，因此会存在一些相互重叠的情况，目前，只有第1、6、11无线信道中的任意两个无线信道不存在重叠部分，相互之间不存在干扰，所以大多数通信设备及厂商均默认使用第1、6、11无线信道，而用户在一般情况下也不会去修改通信设备默认使用的无线信道，因此，大多数AP一般使用第1、6、11无线信道。当查询到有AP使用当前信道时，将当前信道标记为有效信道。因大多数AP一般使用第1、6、11无线信道，所以获取到的有效信道一般集中在第1、6、11无线信道，但部分AP也有可能在其它无线信道上运行。

S120，轮流扫描有效信道并监听由终端发送的数据包。

具体的，有效信道为无线信道中的一个或多个无线信道的组合。例如，有效信道可以是2.4G网络中第1、6、11无线信道中的一个或多个无线信道，也可以是除第1、6、11无线信道外的一个或多个无线信道，或是第1、6、11中的一个或多个无线信道与其它无线信道中的一个或多个无线信道的组合。有效信道的数量小于或等于无线信道的可使用数量，例如，2.4G网络中无线信道的可使用数量为13，一般在家庭环境下，查询到的AP不多，获取的有效信道一般为1～3个，无线信道使用率并不高，无线信道使用率是指有效信道的个数与无线信道的可使用总数之比。

WiFi设备轮流扫描获取的有效信道并监听由终端发送的UDP数据包，该UDP数据包携带有目标AP的配网信息。终端可为手机、IPAD、笔记本电脑等移动设备，终端通过可控制物联网设备的应用程序发送UDP数据包，应用程序可为QQ、微信、阿里巴巴的阿里小智等。在终端已连接AP的情况下，终端与连接的AP使用同一个确定的无线信道，终端通过该无线信道发送UDP数据包，因此，通过轮流扫描有效信道能更为快速地监听到由终端发送的数据包，提高监听数据包效率并减少资源浪费。

S130，接收并解析数据包。

具体的，WiFi设备接收并解析由终端发送的UDP数据包，获取UDP数据包中携带有目标AP的配网信息，配网信息包括目标AP的SSID(ServiceSetIdentifier，服务集标识)、密码或SSID、密码和加密方式。UDP数据包中的有效信息的数据结构如下：

【源MAC】【路由器MAC】【目标MAC】【datalength】

其中，源MAC表示发送UDP数据包的终端所使用的网卡的MAC地址；目标MAC表示接收数据端设备的MAC地址，UDP在广播时该MAC地址为【FFFFFFFFFFFF】；datalength表示数据长度，数据长度一般为2Byte(字节)，由于UDP限定数据包长度在512字节以内，因此有效bit(比特)一般为9。WiFi设备根据目标MAC提取UDP数据包，根据源MAC或路由器MAC锁定发送UDP数据包的终端并根据datalength解析传输的数据获取目标AP的配网信息。

S140，根据解析的数据包信道连接目标AP。

具体的，WiFi设备根据解析的数据包获取的目标AP的配网信息连接目标AP。

上述数据包监听方法，通过预先扫描无线信道并获取周围AP使用的有效信道，然后再轮流扫描有效信道监听数据包，接收解析数据包后，连接目标AP，因WiFi设备只在有效信道上监听数据包，避免对无效信道的循环扫描，能有效提高WiFi设备监听数据包的效率，减少扫描无线信道时造成的资源浪费并提高WiFi设备的入网速度。

如图3所示，在另一个实施例中，一种数据包监听方法，包括以下步骤：

步骤S302，扫描无线信道并获取有效信道。

具体的，有效信道为AP的使用信道，WiFi设备通过扫描无线信道并获取周围AP的使用信道。WiFi设备可为无线遥控玩具、无线智能机器人以及无线冰箱、无线空调等。

步骤S304，获取终端的MAC地址并根据MAC地址锁定终端。

具体的，WiFi设备获取终端所使用的网卡的MAC地址，并根据该MAC地址锁定终端，当有多个终端同时发送UDP数据包时，WiFi设备只监听锁定的终端发送的UDP数据包。

步骤S306，依次扫描有效信道并判断是否监听到由终端发送的数据包，若是，则执行步骤S308，若否，则执行步骤S310。

具体的，WiFi设备依次扫描有效信道，例如获取的有效信道为第1、4、6无线信道，则依次扫描这三个无线信道，当在某个有效信道中监听到由锁定的终端发送的UDP数据包时，则停止扫描，若没有监听到UDP数据包或是监听到的UDP数据包发生错误，则切换到下一个有效信道继续扫描。此种监听数据包的方式，能有效避免WiFi设备对无效信道的循环扫描，其中，无效信道指的是周围没有AP使用的无线信道，能高效地监听并获取UDP数据包，使WiFi设备更加快速地入网。

步骤S308，停止扫描，然后执行步骤S312。

具体的，当在某一有效信道监听到锁定的终端发送的UDP数据包时，停止扫描，接收该UDP数据包。

步骤S310，切换到下一有效信道继续扫描，然后执行步骤S306。

具体的，当没有监听到UDP数据包或是监听到的UDP数据包发生错误，则切换到下一个有效信道继续扫描。终端的应用程序为周期性重发机制，当WiFi设备监听到UDP数据包发生错误时，将该数据包丢弃，并重新进行扫描监听UDP数据包。

步骤S312，接收并解析数据包以获取配网信息。

具体的，WiFi设备当监听到终端发送的携带有目标AP的配网信息的UDP数据包时，接收并解析由终端发送的UDP数据包，配网信息包括目标AP的SSID、密码或SSID、密码和加密方式。UDP数据包中的有效信息的数据结构如下：

【源MAC】【路由器MAC】【目标MAC】【datalength】

其中，源MAC表示发送UDP数据包的终端所使用的网卡的MAC地址；目标MAC表示接收数据端设备的MAC地址，UDP在广播时该MAC地址为【FFFFFFFFFFFF】；datalength表示数据长度，数据长度一般为2Byte(字节)，由于UDP限定数据包长度在512字节以内，因此有效bit(比特)一般为9。WiFi设备根据目标MAC提取UDP数据包，根据源MAC或路由器MAC锁定发送UDP数据包的终端并根据datalength解析传输的数据获取目标AP的配网信息。

步骤S314，根据配网信息连接目标AP。

具体的，WiFi设备根据获取的目标AP的配网信息连接目标AP。

上述数据包监听方法，通过预先扫描无线信道并获取周围AP使用的有效信道，然后再轮流扫描有效信道监听数据包，接收解析数据包后，连接目标AP，因WiFi设备只在有效信道上监听数据包，避免对无效信道的循环扫描，能有效提高WiFi设备监听数据包的效率，减少扫描无线信道时造成的资源浪费并提高WiFi设备的入网速度。

如图4所示，在一个实施例中，一种数据包监听系统，包括扫描模块410、监听模块420、接收模块430和连接模块440。

扫描模块410，用于扫描无线信道并获取有效信道。

具体的，有效信道为AP的使用信道，WiFi设备通过扫描无线信道并获取周围AP的使用信道。WiFi设备可为无线遥控玩具、无线智能机器人以及无线冰箱、无线空调等。

扫描模块410包括查询单元412和标记单元414。

查询单元412，用于通过扫描协议对无线信道逐一进行查询是否有AP。

具体的，2.4G网络共有14个无线信道，但一般不采用第14个无线信道，1～13无线信道的频段为2.412～2.472GHz，主流的通信设备一般都支持第1～13无线信道。例如，路由器、AP、电脑无线网卡等均可在这13个无线信道中的多个信道上运行。通过标准的扫描协议对无线信道1～13逐一进行查询，解析在各个无线信道收到的响应包并确定是否有使用该无线信道的AP及AP的加密方式等。扫描的距离与802.11b/g/n模式有关，一般在10～30米之间，其中，802.11协议为国际电工电子工程学会(IEEE)为无线局域网络制定的标准。除了常用的2.4G网络，还可在5G网络下，逐一扫描5G网络对应的4个无线信道，5G网络的频段为5.725～5.825GHz，协议一般为802.11ac。

标记单元414，用于若当前信道查询到AP，则将当前信道标记为有效信道。

具体的，在2.4G网络中，1～13无线信道的中心频率虽然不同，但是都占有一定的频率范围，因此会存在一些相互重叠的情况，目前，只有第1、6、11无线信道中的任意两个无线信道不存在重叠部分，相互之间不存在干扰，所以大多数通信设备及厂商均默认使用第1、6、11无线信道，而用户在一般情况下也不会去修改通信设备默认使用的无线信道，因此，大多数AP一般使用第1、6、11无线信道。当查询到有AP使用当前信道时，将当前信道标记为有效信道。因大多数AP一般使用第1、6、11无线信道，所以获取到的有效信道一般集中在第1、6、11无线信道，但部分AP也有可能在其它无线信道上运行。

监听模块420，用于轮流扫描有效信道并监听由终端发送的数据包。

具体的，有效信道为无线信道中的一个或多个无线信道的组合。例如，有效信道可以是2.4G网络中第1、6、11无线信道中的一个或多个无线信道，也可以是除第1、6、11无线信道外的一个或多个无线信道，或是第1、6、11中的一个或多个无线信道与其它无线信道中的一个或多个无线信道的组合。有效信道的数量小于或等于无线信道的可使用数量，例如，2.4G网络中无线信道的可使用数量为13，一般在家庭环境下，查询到的AP不多，获取的有效信道一般为1～3个，无线信道使用率并不高，无线信道使用率是指有效信道的个数与无线信道的可使用总数之比。

WiFi设备轮流扫描获取的有效信道并监听由终端发送的UDP数据包，该UDP数据包携带有目标AP的配网信息。终端可为手机、IPAD、笔记本电脑等移动设备，终端通过可控制物联网设备的应用程序发送UDP数据包，应用程序可为QQ、微信、阿里巴巴的阿里小智等。在终端已连接AP的情况下，终端与连接的AP使用同一个确定的无线信道，终端通过该无线信道发送UDP数据包，因此，通过轮流扫描有效信道能更为快速地监听到由终端发送的数据包，提高监听数据包效率并减少资源浪费。

接收模块430，用于接收并解析数据包。

具体的，WiFi设备接收并解析由终端发送的UDP数据包，获取UDP数据包中携带有目标AP的配网信息，配网信息包括目标AP的SSID(ServiceSetIdentifier，服务集标识)、密码或SSID、密码和加密方式。UDP数据包中的有效信息的数据结构如下：

【源MAC】【路由器MAC】【目标MAC】【datalength】

其中，源MAC表示发送UDP数据包的终端所使用的网卡的MAC地址；目标MAC表示接收数据端设备的MAC地址，UDP在广播时该MAC地址为【FFFFFFFFFFFF】；datalength表示数据长度，数据长度一般为2Byte(字节)，由于UDP限定数据包长度在512字节以内，因此有效bit(比特)一般为9。WiFi设备根据目标MAC提取UDP数据包，根据源MAC或路由器MAC锁定发送UDP数据包的终端并根据datalength解析传输的数据获取目标AP的配网信息。

连接模块440，用于根据解析的数据包信息连接目标AP。

具体的，WiFi设备根据解析的数据包获取的目标AP的配网信息连接目标AP。

上述数据包监听系统，通过预先扫描无线信道并获取周围AP使用的有效信道，然后再轮流扫描有效信道监听数据包，接收解析数据包后，连接目标AP，因WiFi设备只在有效信道上监听数据包，避免对无效信道的循环扫描，能有效提高WiFi设备监听数据包的效率，减少扫描无线信道时造成的资源浪费并提高WiFi设备的入网速度。

如图5所示，在一个实施例中，监听模块420包括判断单元422、停止单元424和切换单元426。

判断单元422，用于依次扫描有效信道并判断是否监听到由终端发送的数据包。

具体的，WiFi设备依次扫描有效信道，例如获取的有效信道为第1、4、6无线信道，则依次扫描这三个无线信道，当在某个有效信道中监听到由锁定的终端发送的UDP数据包时，则停止扫描，若没有监听到UDP数据包或是监听到的UDP数据包发生错误，则切换到下一个有效信道继续扫描。此种监听数据包的方式，能有效避免WiFi设备对无效信道的循环扫描，其中，无效信道指的是周围没有AP使用的无线信道，能高效地监听并获取UDP数据包，使WiFi设备更加快速地入网。

停止单元424，用于若监听到数据包，则停止扫描。

具体的，当在某一有效信道监听到锁定的终端发送的UDP数据包时，停止扫描，接收该UDP数据包。

切换单元426，用于若未监听到数据包或数据包发生错误，则切换到下一有效信道继续扫描。

具体的，当没有监听到UDP数据包或是监听到的UDP数据包发生错误，则切换到下一个有效信道继续扫描。终端的应用程序为周期性重发机制，当WiFi设备监听到UDP数据包发生错误时，将该数据包丢弃，并重新进行扫描监听UDP数据包。

上述数据包监听系统，通过在预先扫描获取的有效信道上轮流扫描并监听数据包，能有效避免WiFi设备对无效信道的循环扫描，提高WiFi设备监听数据包的效率，减少扫描无线信道时造成的资源浪费并提高WiFi设备的入网速度。

如图6所示，在一个实施例中，上述数据包监听系统，除了包括扫描模块410、监听模块420、接收模块430和连接模块440，还包括锁定模块450。

锁定模块450，用于获取终端的MAC地址并根据MAC地址锁定终端。

具体的，WiFi设备获取终端所使用的网卡的MAC地址，并根据该MAC地址锁定终端，当有多个终端同时发送UDP数据包时，WiFi设备只监听锁定的终端发送的UDP数据包。

监听模块420还用于监听由终端发送的携带有配网信息的UDP数据包。

接收模块430还用于接收并解析UDP数据包以获取所述配网信息。

连接模块440还用于根据配网信息连接目标AP。

上述数据包监听系统，通过预先扫描无线信道并获取周围AP使用的有效信道，然后再轮流扫描有效信道监听数据包，接收解析数据包后，连接目标AP，因WiFi设备只在有效信道上监听数据包，避免对无效信道的循环扫描，能有效提高WiFi设备监听数据包的效率，减少扫描无线信道时造成的资源浪费并提高WiFi设备的入网速度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种数据包监听方法，其特征在于，包括以下步骤：

扫描无线信道并获取有效信道，所述有效信道为AP的使用信道；

轮流扫描所述有效信道并监听由终端发送的数据包；

接收并解析所述数据包；

根据解析的数据包信息连接目标AP。

2.根据权利要求1所述的数据包监听方法，其特征在于，所述扫描无线信道并获取有效信道的步骤，具体包括以下步骤：

通过扫描协议对无线信道逐一进行查询是否有AP；

若当前信道查询到AP，则将当前信道标记为有效信道。

3.根据权利要求2所述的数据包监听方法，其特征在于，所述有效信道为无线信道中的一个或多个无线信道的组合，所述有效信道的数量小于或等于无线信道的可使用数量。

4.根据权利要求1所述的数据包监听方法，其特征在于，所述轮流扫描所述有效信道并监听由终端发送的数据包的步骤，具体包括以下步骤：

依次扫描所述有效信道并判断是否监听到由终端发送的数据包；

若监听到所述数据包，则停止扫描；

若未监听到所述数据包或所述数据包发生错误，则切换到下一有效信道继续扫描。

5.根据权利要求1或4所述的数据包监听方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

获取终端的MAC地址并根据所述MAC地址锁定所述终端；

监听由所述终端发送的携带有配网信息的UDP数据包，所述配网信息包括目标AP的SSID、密码或目标AP的SSID、密码和加密方式；

接收并解析所述UDP数据包以获取所述配网信息；

根据所述配网信息连接目标AP。

6.一种数据包监听系统，其特征在于，包括：

扫描模块，用于扫描无线信道并获取有效信道，所述有效信道为AP的使用信道；

监听模块，用于轮流扫描所述有效信道并监听由终端发送的数据包；

接收模块，用于接收并解析所述数据包；

连接模块，用于根据解析的数据包信息连接目标AP。

7.根据权利要求6所述的数据包监听系统，其特征在于，所述扫描模块包括：

查询单元，用于通过扫描协议对无线信道逐一进行查询是否有AP；

标记单元，用于若当前信道查询到AP，则将当前信道标记为有效信道。

8.根据权利要求7所述的数据包监听系统，其特征在于，有效信道为无线信道中的一个或多个无线信道的组合，所述有效信道的数量小于或等于无线信道的可使用数量。

9.根据权利要求6所述的数据包监听系统，其特征在于，所述监听模块包括：

判断单元，用于依次扫描所述有效信道并判断是否监听到由终端发送的数据包；

停止单元，用于若监听到所述数据包，则停止扫描；

切换单元，用于若未监听到所述数据包或所述数据包发生错误，则切换到下一有效信道继续扫描。

10.根据权利要求6或9所述的数据包监听系统，其特征在于，所述系统还包括：

锁定模块，用于根据权利要求6所述的数据包监听系统，其特征在于，

所述监听模块还用于监听由所述终端发送的携带有配网信息的UDP数据包，所述配网信息包括目标AP的SSID、密码或目标AP的SSID、密码和加密方式；

所述接收模块还用于接收并解析所述UDP数据包以获取所述配网信息；

所述连接模块还用于根据所述配网信息连接目标AP。