CN105812385A - 基于Wi-Fi设备的数据通信方法、设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于Wi‑Fi设备的通信发送方法、设备及系统,包括:确定目标数据中与每个字节相对应的预定长度的UDP数据;将每个字节所对应的UDP数据按照预定规则进行组合,生成与目标数据相对应的最终UDP数据;将最终UDP数据通过预定Wi‑Fi频段向目的地址发送,以使数据接收设备通过预定Wi‑Fi频段获取目标数据。可见,在本实施例中,将数据转换成对应长度的UDP数据并发送至数据接收设备,数据接收设备就能通过UDP数据长度对目标数据进行解析,从而还原出目标数据,在不影响数据发送设备当前的Wi‑Fi网络连接的情况下,实现了向Wi‑Fi网络外的设备发送数据,增加了用户向外网设备发送数据的便利性。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,更具体地说,涉及一种基于Wi-Fi设备的数据通信方法、设备及系统。
背景技术
Wi-Fi无线通讯技术在电脑,智能手机和平板电脑已经得到了非常广泛的应用,随着物联网技术的逐步发展,各种类型的嵌入式计算机系统,如传感器,玩具,医疗设备等,开始使用Wi-Fi技术来实现无线网络通讯和互联网接入。Wi-Fi网络使用共享网络媒体,只有拥有同样的网络名称和数据加密方式的设备才能够互相通讯。
但是人们却常常需要对Wi-Fi网络之外的设备传递数据。比如,向没有加入当前Wi-Fi网络的设备发送组网信息,使他们能够加入网络。直接通过正常的Wi-Fi网内的数据传输是无法实现的。一是,大部分Wi-Fi网内的数据是加密的,没有获得密钥的网外设备无法正常解析。其次,正常的Wi-Fi数据包的传递是按照地址传递的,网络外的设备不能获取有效的地址,所以数据包不能正确地传递到这些网外设备。
由于上述问题的存在,业界通过一些折衷手段实现信息传输。例如:断开当前的Wi-Fi网络,与需要通讯的设备联网,数据传输之后,重新恢复原先的Wi-Fi网络。这种方法非常繁琐,并且会使得当前正常的网络数据传输完全中断;增加其他通讯手段,如蓝牙,实现数据传。这种方法大大增加了设备的成本。
因此,如何实现Wi-Fi设备之间在不组建网络的条件下,进行数据的传输是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于Wi-Fi设备的数据通信方法、设备及系统,以实现Wi-Fi设备之间在不组建网络的条件下,进行数据的通信。
为实现上述目的,本发明实施例提供了如下技术方案:
一种基于Wi-Fi设备的数据发送方法,包括:
确定目标数据中与每个字节相对应的预定长度的UDP数据;
将每个字节所对应的UDP数据按照预定规则进行组合,生成与所述目标数据相对应的最终UDP数据;
将所述最终UDP数据通过预定Wi-Fi频段向目的地址发送,以使数据接收设备通过所述预定Wi-Fi频段获取所述目标数据。
其中,所述目标数据的生成方法包括:
在原始数据DATA0的头部添加表示原始数据长度的长度字节,在所述DATA0的尾部添加校验字节,生成DATA1;
在所述DATA1中添加特征码,生成目标数据。
其中,所述目的地址为广播地址。
一种基于Wi-Fi设备的数据发送设备,包括:
UDP数据确定模块,用于确定目标数据中与每个字节相对应的预定长度的UDP数据;
组合模块,用于将每个字节所对应的UDP数据按照预定规则进行组合,生成与所述目标数据相对应的最终UDP数据;
数据发送模块,用于将所述最终UDP数据通过预定Wi-Fi频段向目的地址发送,以使数据接收设备通过所述预定Wi-Fi频段获取所述目标数据。
其中,本方案还包括:
目标数据生成模块,用于在原始数据DATA0的头部添加表示原始数据长度的长度字节,在所述DATA0的尾部添加校验字节,生成DATA1;在所述DATA1中添加特征码,生成目标数据。
一种基于Wi-Fi设备的数据接收方法,包括:
实时监测预定Wi-Fi频段,并从所述预定Wi-Fi频段中获取数据发送设备发送的最终UDP数据;
利用每个字节与预定长度的UDP数据的对应关系,将所述最终UDP数据还原出目标数据。
其中,所述实时监测预定Wi-Fi频段,并从所述预定Wi-Fi频段中获取数据发送设备发送的最终UDP数据,包括:
若从所述预定Wi-Fi频段监听到预定的特征码,则确定监听到预定的特征码的频段所对应的目标通道;
从所述目标通道接收数据包,利用每个数据包的序列号确定每个数据包的位置;
通过所述特征码确定出每组数据的开始,并根据所述特征码和数据包前后的对应关系,去除非法数据,生成所述最终UDP数据。
一种基于Wi-Fi设备的数据接收设备,包括:
数据获取模块,用于实时监测预定Wi-Fi频段,并从所述预定Wi-Fi频段中获取数据发送设备发送的最终UDP数据;
目标数据还原模块,用于利用每个字节与预定长度的UDP数据的对应关系,将所述最终UDP数据还原出目标数据。
其中,所述数据接收模块,包括:
目标通道确定模块,用于从所述预定Wi-Fi频段监听到预定的特征码时,确定监听到预定的特征码的频段所对应的目标通道;
数据接收模块,用于从所述目标通道接收数据包;
位置确定模块,用于利用每个数据包的序列号确定每个数据包的位置;
非法数据去除模块,用于通过所述特征码确定出每组数据的开始,并根据所述特征码和数据包前后的对应关系,去除非法数据,生成所述最终UDP数据。
一种基于Wi-Fi设备的数据通信系统,包括上述权利要求所述的数据发送设备和数据接收设备。
通过以上方案可知,本发明实施例提供的一种基于Wi-Fi设备的通信发送方法、设备及系统,包括:确定目标数据中与每个字节相对应的预定长度的UDP数据;将每个字节所对应的UDP数据按照预定规则进行组合,生成与所述目标数据相对应的最终UDP数据;将所述最终UDP数据通过预定Wi-Fi频段向目的地址发送,以使数据接收设备通过所述预定Wi-Fi频段获取所述目标数据。
可见,在本实施例中,将数据转换成对应长度的UDP数据并发送至数据接收设备,数据接收设备就能通过UDP数据长度对目标数据进行解析,从而还原出目标数据,在不影响数据发送设备当前的Wi-Fi网络连接的情况下,实现了向Wi-Fi网络外的设备发送数据,增加了用户向外网设备发送数据的便利性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种基于Wi-Fi设备的数据发送方法流程图;
图2为本发明实施例公开的一种基于Wi-Fi设备的数据发送设备结构示意图;
图3为本发明实施例公开的一种基于Wi-Fi设备的数据接收方法流程图;
图4为本发明实施例公开的一种基于Wi-Fi设备的数据接收设备结构示意图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅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作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。
本发明实施例公开了一种基于Wi-Fi设备的数据通信方法、设备及系统,以实现Wi-Fi设备之间在不组建网络的条件下,进行数据的通信。
参见图1,本发明实施例提供的一种基于Wi-Fi设备的数据发送方法,包括:
S101、确定目标数据中与每个字节相对应的预定长度的UDP数据;
其中,所述目标数据的生成方法包括:
在原始数据DATA0的头部添加表示原始数据长度的长度字节,在所述原始数据DATA0的尾部添加校验字节,生成DATA1,并在所述DATA1添加特征码,生成目标数据。
具体的,在本实施例中,详见表1,在原始数据DATA0的头部加上一个字节表示长度,在尾部2个字节对整个有效数据做CRC16校验和,用于保证数据的完整性,生成数据DATA1。
表1
长度(字节数) | <有效数据> | CRC16(high) | CRC16(low) |
具体的,为了让数据接收设备更清楚的辨识数据并接收,在本实施例中可在DATA1中添加特征码,生成目标数据。本实施例中的特征码包括并不局限于:起始特征码和偏移特征码:
起始特征码是连续长度0xAA、0xAB和0xAC的3个数据,当数据接收设备连续收到3包这种特征的数据,就可以认为接收到数据发送设备发送的数据。
偏移特征码是把DATA1按照4个字节一组分类以后,每组数据在整个数据包的位置偏移,以0xB0开始计数,最大为0xF0。也就是我们最大支持DATA1的长度是(0xF0-0xB0)*4=256字节。
例如,详见表2,第1-3位是起始特征码:0xAA、0xAB和0xAC,表2中的0xB0和0xB1等数据则为偏移特征码,将起始特征码和/或偏移特征码添加到DATA1中,生成的数据为目标数据。并根据目标数据每个字节与预定长度的UDP数据关系,将目标数据编码为最终UDP数据。
表2
0xAA | 0xAB | 0xAC | D[0] | D[1] | D[2] | D[3] | 0xB0 | D[4] | D[5] | D[6] | D[7] | 0xB1 |
具体的,本实施例中的目标数据与预定长度的UDP数据的对应关系为:将目标数据按4个字节一组,每个字节的内容基础上分别加上0x100、0x200、0x300和0x400来转换为预定长度的UDP数据。例如:有4个数据abcd,对应的16机制是0x61、0x62、0x63和0x64。加上偏移量之后转换为0x161、0x262、0x363和0x464。
因此,若数据接收设备在某个通道内某一个MAC地址有收到超过1组起始特征码或者偏移特征码的长度的数据,就认为这个通道的MAC组合在进行EasyLink配置,即表示此通道发送的数据为数据发送设备所发送的数据。
S102、将每个字节所对应的UDP数据按照预定规则进行组合,生成与所述目标数据相对应的最终UDP数据;
具体的,将DATA1的数据通过特定的编码规则转换为一组长度不同的UDP数据,并通过WIFI网络发送;这里的特定编码规则是指每个字节与不同长度UDP数据的对应关系。例如:将目标数据按4个字节一组,每个字节的内容基础上分别加上0x100、0x200、0x300和0x400来转换为预定长度的UDP数据。
具体的,本实施例中UDP数据的组合规则可以是按照字节顺序进行组合,并且由于表示每个字节的UDP数据包都含有表示顺序的序列号,因此,也可以根据预定规则进行组合。
S103、将所述最终UDP数据通过预定Wi-Fi频段向目的地址发送,以使数据接收设备通过所述预定Wi-Fi频段获取所述目标数据。
数据接收设备接收到数据后,根据不同字节与不同长度UDP数据的对应关系,可以将UDP数据还原成目标数据。并且本实施例是用Wi-Fi报文长度来进行编码,而不是网络数据包的内容,因为网络数据包的内容会被自动加密,所以数据接收设备能够通过分析这些数据包的长度信息,可靠地接收到这些的数据。
具体的,由于WIFI的IP MTU通常是1500字节,所以若以UDP的方式发送不同长度的数据来传输数据,那么有效的UDP Payload长度应该定义在1到1500之间。而有部分Android手机的MTU可能会定义在1300左右的大小,所以为了通用性,在本实施例中将有效长度定义在1到0x4FF之间。
其中,所述目的地址为广播地址。
具体的,发送UDP数据包需要指定目的地址,为了增加成功率,将目的地址选择为广播地址。目前比较常见的通过抓取WIFI数据包长度来传输数据的技术的发送目的地址是多播地址。但是这种方法的缺点是某些路由器比如开启了IGMP Snooping功能的路由器,可能不会对这种数据做转发。而一些手机可能会工作在MIMO模式,接收端如果不支持MIMO,则无法接收到手机发出来的任何数据。所以采用广播地址的好处是即使接收端由于硬件限制无法接收到手机发出来的数据,由于路由器对广播数据的转发,也能接收到转发出来的数据。
下面对本发明实施例提供的数据发送设备进行介绍,下文描述的数据发送设备与上文描述的数据发送方法可以相互参照。
参见图2,本发明实施例提供的一种基于Wi-Fi设备的数据发送设备100,包括:
UDP数据确定模块101,用于确定目标数据中与每个字节相对应的预定长度的UDP数据;
组合模块102,用于将每个字节所对应的UDP数据按照预定规则进行组合,生成与所述目标数据相对应的最终UDP数据;
数据发送模块103,用于将所述最终UDP数据通过预定Wi-Fi频段向目的地址发送,以使数据接收设备通过所述预定Wi-Fi频段获取所述目标数据。
基于上述技术方案,本方案还包括:
目标数据生成模块,用于在原始数据的头部添加表示原始数据长度的长度字节,在所述原始数据的尾部添加校验字节,生成所述目标数据。
参见图3,本发明实施例提供的一种基于Wi-Fi设备的数据接收方法,包括:
S201、实时监测预定Wi-Fi频段,并从所述预定Wi-Fi频段中获取数据发送设备发送的最终UDP数据;
其中,所述实时监测预定Wi-Fi频段,并从所述预定Wi-Fi频段中获取数据发送设备发送的最终UDP数据,包括:
若从所述预定Wi-Fi频段监听到预定的特征码,则确定监听到预定的特征码的频段所对应的目标通道;
从所述目标通道接收数据包,利用每个数据包的序列号确定每个数据包的位置;
通过所述特征码确定出每组数据的开始,并根据所述特征码和数据包前后的对应关系,去除非法数据,生成所述最终UDP数据。
具体的,由于数据发送设备在原始数据DATA0的头部添加表示原始数据长度的长度字节,因此数据接收设备,需要接收并还原出原始数据的数据长度,以便在还原原始数据时,根据原始数据的数据长度来对原始数据进行还原。
WIFI MAC层接收到的数据长度=UDP数据长度+UDP Header(8)+IPHeader(20)+MAC Base Header(24)+FCS(4)+MAC Extra Length
由于无线数据的MAC层的长度随着加密方式和QOS是否开启而变化,所以接收放需要根据MAC头部的Subtype和Flag对长度进行对应的处理:
QOS开启:原始数据长度=接收数据长度-2
WEP加密:原始数据长度=接收数据长度-8
CCMP加密:原始数据长度=接收数据长度-16
TKIP加密:原始数据长度=接收数据长度-20
具体的,由于数据发送设备和数据接收设备不在同一网络,也不知道当前数据发送设备使用的是哪一个频段。所以,数据接收设备只能顺序地监听每一个Wi-Fi频段来获取数据。所以如果数据发送设备使用的频段比较靠前,那么数据接收设备检测的时间也会相应较短。
如果数据接收设备在某个通道内某一个MAC地址有收到超过1组起始特征码或者偏移特征码的长度的数据,就认为这个通道的MAC组合在进行EasyLink配置,即表示此通道发送的数据为数据发送设备所发送的数据。
具体的,根据扫描目标通道获取到的MAC地址信息,对此MAC地址接收增加一个过滤,仅接收这对此MAC地址的数据,来获取数据部分的内容。由于无线抓包存在丢包,数据接收设备需要根据每个包的序列号来判断每个数据包的位置,且通过特征码来判断出每组数据的开始。通过多次抓包,按照每次序列号的前后关系,最终构造出一组完整的数据。这组数据中可能由于发送放在发送UDP数据的时候有其他的数据通讯,所以接收放再根据数据特征和数据前后关系的计算,去除非法的数据,最终得出所有合法的最终UDP数据数据。
S202、利用每个字节与预定长度的UDP数据的对应关系,将所述最终UDP数据还原出目标数据。
具体的,根据预定义的数据发送设备的编码运算规则进行反编码,就可以准确地还原出目标数据,从而获取原始数据。
下面对本发明实施例提供的数据接收设备进行介绍,下文描述的数据接收设备与上文描述的数据接收方法可以相互参照。
参见图4,本发明实施例提供的一种基于Wi-Fi设备的数据接收设备200,包括:
数据获取模块201,用于实时监测预定Wi-Fi频段,并从所述预定Wi-Fi频段中获取数据发送设备发送的最终UDP数据;
目标数据还原模块202,用于利用每个字节与预定长度的UDP数据的对应关系,将所述最终UDP数据还原出目标数据。
基于上述技术方案,所述数据接收模块,包括:
目标通道确定模块,用于从所述预定Wi-Fi频段监听到预定的特征码时,确定监听到预定的特征码的频段所对应的目标通道;
数据接收模块,用于从所述目标通道接收数据包;
位置确定模块,用于利用每个数据包的序列号确定每个数据包的位置;
非法数据去除模块,用于通过所述特征码确定出每组数据的开始,并根据所述特征码和数据包前后的对应关系,去除非法数据,生成所述最终UDP数据。
本发明实施例还提供一种基于Wi-Fi设备的数据通信系统,包括上述实施例中所述的数据发送设备100和数据接收设备200。
本发明实施例提供的一种基于Wi-Fi设备的通信发送方法、设备及系统,包括:确定目标数据中与每个字节相对应的预定长度的UDP数据;将每个字节所对应的UDP数据按照预定规则进行组合,生成与所述目标数据相对应的最终UDP数据;将所述最终UDP数据通过预定Wi-Fi频段向目的地址发送,以使数据接收设备通过所述预定Wi-Fi频段获取所述目标数据。
可见,在本实施例中,将数据转换成对应长度的UDP数据并发送至数据接收设备,数据接收设备就能通过UDP数据长度对目标数据进行解析,从而还原出目标数据,在不影响数据发送设备当前的Wi-Fi网络连接的情况下,可以同时向多个Wi-Fi网络外的设备发送数据,并且本申请也应用于其他加密的无线网络中的设备向网络之外的设备发送数据
并且,我们在MXCHIP的Wi-Fi模块EMW3161上增加了接收本申请描述的使用Wi-F报文长度编码的数据接收方式,在iPhone 5手机上编写软件将64个字节的数据进行Wi-Fi报文长度编码并且持续循环发送。经过测试,EMW3161模块从开始扫描信道到接收到数据,不超过3秒钟,顺利地实现了数据的传输,完全达到了本申请的目标,并且若信道能保持固定,则可以大大加快数据的接收速度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种基于Wi-Fi设备的数据发送方法,其特征在于,包括:
确定目标数据中与每个字节相对应的预定长度的UDP数据;
将每个字节所对应的UDP数据按照预定规则进行组合,生成与所述目标数据相对应的最终UDP数据;
将所述最终UDP数据通过预定Wi-Fi频段向目的地址发送,以使数据接收设备通过所述预定Wi-Fi频段获取所述目标数据。
2.根据权利要求1所述的数据发送方法,其特征在于,所述目标数据的生成方法包括:
在原始数据DATA0的头部添加表示原始数据长度的长度字节,在所述DATA0的尾部添加校验字节,生成DATA1;
在所述DATA1中添加特征码,生成目标数据。
3.根据权利要求1所述的数据发送方法,其特征在于,所述目的地址为广播地址。
4.一种基于Wi-Fi设备的数据发送设备,其特征在于,包括:
UDP数据确定模块,用于确定目标数据中与每个字节相对应的预定长度的UDP数据;
组合模块,用于将每个字节所对应的UDP数据按照预定规则进行组合,生成与所述目标数据相对应的最终UDP数据;
数据发送模块,用于将所述最终UDP数据通过预定Wi-Fi频段向目的地址发送,以使数据接收设备通过所述预定Wi-Fi频段获取所述目标数据。
5.根据权利要求4所述的数据发送设备,其特征在于,还包括:
目标数据生成模块,用于在原始数据DATA0的头部添加表示原始数据长度的长度字节,在所述DATA0的尾部添加校验字节,生成DATA1;在所述DATA1中添加特征码,生成目标数据。
6.一种基于Wi-Fi设备的数据接收方法,其特征在于,包括:
实时监测预定Wi-Fi频段,并从所述预定Wi-Fi频段中获取数据发送设备发送的最终UDP数据;
利用每个字节与预定长度的UDP数据的对应关系,将所述最终UDP数据还原出目标数据。
7.根据权利要求6所述的数据接收方法,其特征在于,所述实时监测预定Wi-Fi频段,并从所述预定Wi-Fi频段中获取数据发送设备发送的最终UDP数据,包括:
若从所述预定Wi-Fi频段监听到预定的特征码,则确定监听到预定的特征码的频段所对应的目标通道;
从所述目标通道接收数据包,利用每个数据包的序列号确定每个数据包的位置;
通过所述特征码确定出每组数据的开始,并根据所述特征码和数据包前后的对应关系,去除非法数据,生成所述最终UDP数据。
8.一种基于Wi-Fi设备的数据接收设备,其特征在于,包括:
数据获取模块,用于实时监测预定Wi-Fi频段,并从所述预定Wi-Fi频段中获取数据发送设备发送的最终UDP数据;
目标数据还原模块,用于利用每个字节与预定长度的UDP数据的对应关系,将所述最终UDP数据还原出目标数据。
9.根据权利要求8所述的数据接收设备,其特征在于,所述数据接收模块,包括:
目标通道确定模块,用于从所述预定Wi-Fi频段监听到预定的特征码时,确定监听到预定的特征码的频段所对应的目标通道;
数据接收模块,用于从所述目标通道接收数据包;
位置确定模块,用于利用每个数据包的序列号确定每个数据包的位置;
非法数据去除模块,用于通过所述特征码确定出每组数据的开始,并根据所述特征码和数据包前后的对应关系,去除非法数据,生成所述最终UDP数据。
10.一种基于Wi-Fi设备的数据通信系统,其特征在于,包括如权利要求4或5所述的数据发送设备和如权利要求8或9所述的数据接收设备。
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CN201610296875.XA CN105812385A (zh) | 2016-05-06 | 2016-05-06 | 基于Wi-Fi设备的数据通信方法、设备及系统 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160727 |