CN105992202A

CN105992202A - 一种在无关联的wifi环境下通过探测请求帧内嵌数据进行通信的方法

Info

Publication number: CN105992202A
Application number: CN201610249707.5A
Authority: CN
Inventors: 汪宇; 叶柯; 崔营
Original assignee: SHENZHEN FENGLIAN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN FENGLIAN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2016-10-05

Abstract

本发明公开了一种在无关联的WIFI环境下通过探测请求帧内嵌数据进行通信的方法，包括处于同一WIFI环境内的发送端和接收端，发送端在探测请求帧内插入一个与传输协议无关的信息单元，将待通信的数据嵌入到该信息单元中，启动探测请求帧发送，周期性地在所有信道中广播出该探测请求帧；接收端工作于监听模式，周期性地监听并捕获当前信道内的探测请求帧，并提取相应的数据，实现数据通信。本发明巧妙地在探测请求帧内插入不影响传输协议的信息单元用于嵌入数据，实现了在无关联情况下的SSID和对应密码等数据的传输，进而实现无线局域网内终端的自动接入，有效解决了现有技术中设备间需要直接关联才能进行通信的问题，特别适用于智能家居内部无线组网。

Description

一种在无关联的 WIFI 环境下通过探测请求帧内嵌数据进行通信的方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体地讲，是涉及一种在无关联的WIFI环境下通过探测请求帧内嵌数据进行通信的方法。

背景技术

随着互联网不断兴起，移动需求的日益凸显，无线互联的需求也越发强烈。在现有的无线通信技术中，蓝牙通信技术覆盖范围小，红外线通信技术受到环境影响大穿墙效果不理想。而WIFI通信技术由于应用广泛，逐渐被企业、家庭接受。但是在传统的基于标准的IEEE802.11定义了无线网络的规范：一个无线点作为AP（Access Point）模式，其他的无线点作为STA（Station）模式，通过STA关联到AP后，STA才能与AP之间进行通信，STA与STA之间的通信也依靠AP进行中转，类似移动通信的基站与手机的模式。通常来讲，在网络通信中STA和AP提供认证、解除认证、数据加密、数据传输的服务，这种设计方案的安全性很高。但是在没有进行认证关联并关联成功之前，STA与AP、STA与STA这些设备之间是不能够进行数据通信的。而针对某些的特殊应用场景，如一些没有输入设备、没有串口、没有触摸屏的STA需要在没有与AP关联的条件下，或者是在非关联网络之间实现与AP间的信息传递。应此需求，申请人需要研发一种可以在非关联网络下实现信息传递的方法。

发明内容

为克服现有技术中的上述问题，本发明提供一种构思新颖、设计巧妙的在无关联的WIFI环境下通过探测请求帧内嵌数据进行通信的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种在无关联的WIFI环境下通过探测请求帧内嵌数据进行通信的方法，包括处于同一WIFI环境内的发送端和接收端，其中发送端连接于该WIFI内；该方法通过如下步骤实现：

（S1）所述发送端在探测请求帧内插入一个与传输协议无关的信息单元，将包含有该WIFI的SSID和密码的数据嵌入到该信息单元中，然后启动探测请求帧发送，周期性地在所有信道中广播出该探测请求帧；

（S2）所述接收端初始化后工作于监听模式，监听并捕捉当前信道内的探测请求帧；

（S3）所述接收端从捕获的探测请求帧中提取出嵌入所述信息单元内的含有该WIFI的SSID和密码的数据；

（S4）所述接收端通过提取出的SSID和密码接入该WIFI内，与所述发送端进行WIFI数据通信。

进一步地，为了保证嵌入的数据安全性，所述步骤（S1）中，所述包含有该WIFI的SSID和密码的数据在嵌入到所述信息单元时经过加密、编码处理。其中加密、编码的方法为现有技术，本发明中不再赘述，只需保证发送端和接收端内配置的加解密、编解码的方法相互匹配。

相应地，所述步骤（S3）中，所述接收端在提取所述嵌入信息单元内的含有该WIFI的SSID和密码的数据时进行解码、解密处理。

具体地，对探测请求帧结构的重新配置，所述插入探测请求帧的信息单元位于所述探测请求帧的标头Header和帧校验序列FCS之间。而所述数据除了包含SSID和对应的密码外，还可以包含一定的用户信息。

进一步地，为了降低消耗，在所述接收端接入该WIFI内与发送端进行WIFI数据通信后，所述发送端中止广播探测请求帧。通常来讲，在发送端和接收端之间可以约定一触发动作，如连通WIFI数据通信，来实现广播的中止，此时在探测请求帧内嵌入的数据中包含的用户信息就可以用来实现接收端的识别；而当有多个接收端需要进行连接通信时，则在所有接收端都触发了约定动作后才中止探测请求帧的广播。

相应地，在所述接收端接入该WIFI内与发送端进行WIFI数据通信后，所述接收端切换为WIFI数据传输模式，避免一直监听信道产生多余的消耗。

为了保证两端的连接稳定性，当所述接收端断开WIFI连接后，所述接收端切换回监听模式，避免意外中断连接后的连接丢失。

更具体地，所述步骤（S2）中，所述接收端周期性地对当前工作信道进行监听，捕捉探测请求帧。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明巧妙地在探测请求帧内插入不影响传输协议的信息单元用于嵌入数据，利用探测请求帧的自有特点实现了在无关联情况下的SSID和对应密码等数据的传输，进而实现无线局域网内终端的自动接入，有效解决了现有技术中设备间需要直接关联才能进行通信的问题，特别适用于智能家居内部无线组网，并且由于探测请求帧的结构特点，可以在所有信道广播，减少了接收端切换信道的硬件消耗，有效地降低了接收端的硬件设计要求，节约成本，方便实用，具有广泛的应用前景，适合推广应用。

附图说明

图1为本发明中发送端的流程示意图。

图2为本发明中插入IE的探测请求帧的结构示意图。

图3为本发明中接收端的流程示意图。

图4为本发明的一种应用网络拓扑图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1至图4所示，该在无关联的WIFI环境下通过探测请求帧内嵌数据进行通信的方法，主要是为了解决现有技术中处于同一无线局域网情况下的设备之间没有进行认证关联就无法进行通信的问题。本方法既支持单点对单点、单点对多点、多点对单点、多点对多点间单向通信，可以适应各种复杂的无线网络通信环境。本方法基于802.11标准设计，可以扩展兼容802.11协议族；同时还可支持AD-Hoc网络、BSS网络、ESS网络。具体来讲，本方法依托于处于同一WIFI环境内的发送端和接收端实现，其中发送端连接于该WIFI内；在常用的AP-STA网络拓扑中，通常所述发送端集成于AP内，所述接收端集成于STA内。

所述发送端

通过修改无线驱动，在探测请求帧内插入一个与传输协议无关的信息单元IE（Information Element），将待通信的数据通过加密、编码处理，嵌入到增加的信息单元IE中，然后启动探测请求帧发送，周期性地在所有信道中广播出该探测请求帧，而对网络中其他无线点不产生任何影响。所述信息单元IE插入所述探测请求帧的位置位于标头Header和帧校验序列FCS之间，因此不会影响探测请求帧的传输结构；其内嵌入的所述待通信的数据则会根据通信目的而有所不同，如为了在不操作接收端的情况下使接收端能够接入该WIFI内，该待通信的数据就包含有该WIFI的SSID和对应的密码KEY，以及相应的用户信息以便于识别。而加密编码的方法则采用约定的方法，通常是一些现有的加密方法，以便在解码解密时相互匹配，由于这些加密方法并不是本发明的发明点，再此不再赘述。并且鉴于探测请求帧的结构特点，可以在所有信道广播探测请求帧，减少了接收端切换信道的硬件消耗，有效地降低了接收端的硬件设计要求。

所述接收端

初始化后设置无线驱动工作于监听模式，周期性地对当前工作信道进行监听，捕捉探测请求帧。

然后对捕获到的探测请求帧内嵌信息单元IE进行解码，提取出IE数据，通过解密IE数据，获得发送端发送的原始数据，完成数据通信。当该原始数据中包含有该WIFI的SSID和密码时，接收端通过该SSID和密码接入该WIFI内，从而可与发送端进行WIFI数据通信；此时，当接收端与发送端进行WIFI数据通信后，所述接收端切换为WIFI数据传输模式，避免一直监听信道产生多余的消耗。为了保证两端的连接稳定性，当所述接收端断开WIFI连接后，所述接收端切换回监听模式，避免意外中断连接后的连接丢失。

在实际应用中，当用户购买了应用本发明的智能设备，如智能路由器和智能灯，由于智能灯没有触摸屏、没有串口、没有任何输入设备，因此其无法直接通过操作连接网络，此时可将智能路由器作为发送端，广播带有SSID和密码数据的探测请求帧，当智能灯捕获到该探测请求帧后，通过解码解密提取到该网络的SSID和密码，就可以连接到该智能路由器所在网络上网使用了，用户也可以通过网络控制该智能灯。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种在无关联的WIFI环境下通过探测请求帧内嵌数据进行通信的方法，其特征在于，包括处于同一WIFI环境内的发送端和接收端，其中发送端连接于该WIFI内；该方法通过如下步骤实现：

2. 根据权利要求1所述的一种在无关联的WIFI环境下通过探测请求帧内嵌数据进行通信的方法，其特征在于，所述步骤（S1）中，所述包含有该WIFI的SSID和密码的数据在嵌入到所述信息单元时经过加密、编码处理。

3. 根据权利要求2所述的一种在无关联的WIFI环境下通过探测请求帧内嵌数据进行通信的方法，其特征在于，所述步骤（S3）中，所述接收端在提取所述嵌入信息单元内的含有该WIFI的SSID和密码的数据时进行解码、解密处理。

4. 根据权利要求1所述的一种在无关联的WIFI环境下通过探测请求帧内嵌数据进行通信的方法，其特征在于，所述插入探测请求帧的信息单元位于所述探测请求帧的标头Header和帧校验序列FCS之间。

5. 根据权利要求1～4任一项所述的一种在无关联的WIFI环境下通过探测请求帧内嵌数据进行通信的方法，其特征在于，在所述接收端接入该WIFI内与发送端进行WIFI数据通信后，所述发送端中止广播探测请求帧。

6. 根据权利要求5所述的一种在无关联的WIFI环境下通过探测请求帧内嵌数据进行通信的方法，其特征在于，在所述接收端接入该WIFI内与发送端进行WIFI数据通信后，所述接收端切换为WIFI数据传输模式。

7. 根据权利要求6所述的一种在无关联的WIFI环境下通过探测请求帧内嵌数据进行通信的方法，其特征在于，当所述接收端断开WIFI连接后，所述接收端切换回监听模式。

8. 根据权利要求1～4任一项所述的一种在无关联的WIFI环境下通过探测请求帧内嵌数据进行通信的方法，其特征在于，所述步骤（S2）中，所述接收端周期性地对当前工作信道进行监听，捕捉探测请求帧。