CN110621053B - 配网方法及配网装置、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种配网方法及配网装置、电子设备，该方法包括：电子设备开启混杂模式；电子设备按照第一预设顺序对若干个信道进行监听，在监听每一个信道时，判断在当前信道上接收的数据包是否为信标帧或探测响应帧，若是，则获取并记录使用当前信道的AP的MAC地址；电子设备按照第二预设顺序对若干个信道进行监听，在监听每一个信道时，判断在当前信道上接收的数据包是否为信道锁定数据包，若是，则利用信道锁定数据包锁定信道，在监听当前信道时，电子设备先根据当前已记录的信息向使用当前信道的AP发送认证帧；电子设备根据获取的配网信息连接目标AP。本发明有利于提高WiFi频段带宽为20MHz的电子设备的配网成功率。

Description

配网方法及配网装置、电子设备

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种配网方法及配网装置、电子设备。

背景技术

目前，基于WiFi的物联网设备的使用越来越多，且都有联网的需求，然而，一般此类设备并不会携带用于人机交互的屏幕或按键，因此用户无法通过手动输入的方式直接对待配网设备设置配网信息(即所要连接的无线访问接入点AP的SSID和PSK)，所以必须使用无线配网或其他辅助的方式让待配网设备获取到配网信息，目前主要采用的方式如下：

首先控制待配网设备处于混杂模式(监听模式)下，监听无线网络中的数据包，用户通过智能终端(如手机)将配网信息编码到UDP报文中，并通过广播包或组播包发送，待配网设备接收到智能终端发送的或者路由器转发的UDP报文后解码，从而得到正确的配网信息，再根据该配网信息连接至目标AP(如路由器)。

根据频段带宽的不同，目前的WiFi设备主要有20MHz和40MHz两种，对于上述的配网方式，如果待配网设备是20MHz的WiFi设备，而用户使用的是40MHz的路由器和40MHz的智能终端，则通常会发生待配网设备无法获取到配网信息从而造成配网失败的情况，其主要原因如下：虽然为了兼容性，目前40MHz的路由器通常以20MHz的WiFi频段带宽转发接收到的广播包或组播包，但如果当前路由器仅连接一个WiFi设备(即只有一个WiFi设备通过WiFi方式无线连接至路由器)，路由器通常不会将接收到的广播包或组播包转发，从而导致待配网设备无法获取到用户通过智能终端发出的配网信息。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种配网方法及配网装置、电子设备，有利于提高WiFi频段带宽为20MHz的电子设备的配网成功率。

为实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种配网方法，应用于WiFi频段带宽为预定带宽的电子设备，所述方法包括：

步骤S1：所述电子设备开启混杂模式，以监听无线网络数据包；

步骤S2：所述电子设备按照第一预设顺序对若干个信道进行监听，并在监听每一个信道时，判断在当前信道上接收到的数据包是否为信标帧或探测响应帧，若是，则利用所述信标帧或探测响应帧获取并记录使用当前信道的AP的MAC地址；

步骤S3：所述电子设备按照第二预设顺序对所述若干个信道进行监听，并在监听每一个信道时，判断在当前信道上接收到的数据包是否为信道锁定数据包，若是，则利用信道锁定数据包锁定信道以及停留在锁定的信道以获取配网信息，之后执行步骤S4，其中，在监听当前信道时，所述电子设备先根据当前已记录的信息向使用当前信道的AP发送认证帧，以使得使用当前信道的AP中的仅连接一个WiFi设备的AP在接收到广播包或组播包后能够将接收的广播包或组播包转发，所述当前已记录的信息包括当前已记录的MAC地址；

步骤S4：所述电子设备根据获取的配网信息连接目标AP。

进一步地，步骤S2中，所述利用所述信标帧或探测响应帧获取并记录使用当前信道的AP的MAC地址包括：

所述电子设备从所述信标帧或探测响应帧中提取AP的配置信道和AP的MAC地址；

若所述提取的AP的配置信道与当前信道相同，则所述电子设备确定所述提取的AP的MAC地址为使用当前信道的AP的MAC地址，并记录所述提取的AP的MAC地址，以及将所述提取的AP的MAC地址与当前信道相关联。

进一步地，当步骤S2执行第一预设时间时开始执行步骤S3。

进一步地，所述步骤S2还包括：在监听每一信道时，所述电子设备还判断在当前信道上接收到的数据包是否为信道锁定数据包，若是，则利用信道锁定数据包锁定信道以及停留在锁定的信道以获取配网信息，之后执行步骤S4；

其中，当步骤S2执行第二预设时间且未获取配网信息时开始执行步骤S3，或者当步骤S2执行第二预设时间且未锁定信道时开始执行步骤S3。

进一步地，所述第二预设时间为4-12秒，优选为9秒。

进一步地，在步骤S3中，在监听每一个信道时，所述电子设备还判断在当前信道上接收到的数据包是否为信标帧或探测响应帧，若是，则利用接收到的信标帧或探测响应帧获取使用当前信道的AP的MAC地址，并利用获取的结果对当前已记录的MAC地址进行更新。

进一步地，在步骤S3中，所述根据当前已记录的信息向使用当前信道的AP发送认证帧包括：

对于使用当前信道的AP，在切换至当前信道时判断当前时刻与上次向其发送认证帧的时刻之间的时间间隔是否达到预定时间间隔，若是，则向使用当前信道的AP发送认证帧。

进一步地，所述预定时间间隔为3～5秒，优选为4.5秒。

进一步地，所述步骤S2还包括：所述电子设备还利用所述信标帧或探测响应帧获取并记录使用当前信道的AP的信号强度；

其中，在步骤S3中，所述根据当前已记录的信息向使用当前信道的AP发送认证帧包括：所述电子设备根据当前已记录的MAC地址以及AP的信号强度向使用当前信道且信号强度大于预设强度的AP发送认证帧。

进一步地，在步骤S3中，所述根据当前已记录的信息向使用当前信道的AP发送认证帧包括：

在锁定信道前，所述电子设备向使用当前信道的所有AP发送认证帧；

在锁定信道后，所述电子设备只向发送所述信道锁定数据包的AP发送认证帧。

为实现上述目的，本发明的技术方案还提供了一种配网装置，应用于WiFi频段带宽为预定带宽的电子设备，所述装置包括：

模式控制模块，用于控制所述电子设备开启混杂模式，以监听无线网络数据包；

第一监听处理模块，用于控制所述电子设备按照第一预设顺序对若干个信道进行监听，并在监听每一个信道时，判断在当前信道上接收到的数据包是否为信标帧或探测响应帧，若是，则利用所述信标帧或探测响应帧获取并记录使用当前信道的AP的MAC地址；

第二监听处理模块，用于控制所述电子设备按照第二预设顺序对所述若干个信道进行监听，并在监听每一个信道时，判断在当前信道上接收到的数据包是否为信道锁定数据包，若是，则利用信道锁定数据包锁定信道以及停留在锁定的信道以获取配网信息，其中，在监听当前信道时，所述第二监听处理模块还控制所述电子设备先根据当前已记录的信息向使用当前信道的AP发送认证帧，以使得使用当前信道的AP中的仅连接一个WiFi设备的AP在接收到广播包或组播包后能够将接收的广播包或组播包转发，所述当前已记录的信息包括当前已记录的MAC地址；

配网模块，用于控制所述电子设备根据获取的配网信息连接目标AP。

为实现上述目的，本发明的技术方案还提供了一种电子设备，包括处理器、与所述处理器耦合的存储器以及WiFi频段带宽为预定带宽的WiFi模块，其中，所述处理器用于执行存储器中的指令，实现上述的配网方法。

进一步地，所述电子设备为物联网设备。

本发明提供的配网方法，通过在各信道上监听的信标帧、探测响应帧获取并记录使用各信道的AP的MAC地址，在之后的信道锁定过程中，先利用记录的信息向当前监听的信道上的AP发送认证帧，若当前监听的信道上存在仅连接一个WiFi设备的AP，通过向其发送认证帧，可以使其在接收到广播包或组播包后能够将接收的广播包或组播包转发，从而可以使得电子设备能够接收转发的广播包或组播包，进而有利于提高WiFi频段带宽为20MHz的电子设备的配网成功率。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种配网方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种配网方法的流程图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参见图1，图1是本发明实施例提供的一种配网方法的流程图，该配网方法应用于WiFi频段带宽为预定带宽的电子设备，例如，该预定带宽为20MHz，所述方法包括：

步骤S1：所述电子设备开启混杂模式，以监听无线网络数据包；

步骤S2：所述电子设备按照第一预设顺序对若干个信道进行监听，并在监听每一个信道时，判断在当前信道上接收到的数据包是否为信标帧(beacon帧)或探测响应帧(probe response帧)，若是，则利用所述信标帧或探测响应帧获取并记录使用当前信道的AP的MAC地址；

具体地，在步骤S2中，在对每一个信道进行监听时，每当接收到数据包时，判断当前接收到的数据包是否为信标帧(beacon帧)或探测响应帧(probe response帧)，若是，则利用该信标帧或探测响应帧获取并记录使用当前信道的AP的MAC地址，并继续在当前信道上进行监听，若当前接收到的数据包不是信标帧(beacon帧)且不是探测响应帧(proberesponse帧)，则继续在当前信道上进行监听，其中，当在当前信道的监听停留时间达到设定时间时则切换至下一个信道；

即通过该步骤S2可以得到使用各信道的AP的MAC地址；

步骤S3：所述电子设备按照第二预设顺序对所述若干个信道进行监听，并在监听每一个信道时，判断在当前信道上接收到的数据包是否为信道锁定数据包，若是，则利用信道锁定数据包锁定信道以及停留在锁定的信道以获取配网信息，之后执行步骤S4，其中，在监听当前信道时，所述电子设备先根据当前已记录的信息(包括步骤S2中记录的使用各信道的AP的MAC地址)向使用当前信道的AP发送认证帧(auth帧)，以使当使用当前信道的AP中存在仅连接一个WiFi设备的AP时，所述仅连接一个WiFi设备的AP在接收到广播包或组播包后能够将接收的广播包或组播包转发；

具体地，在步骤S3中，在对每一个信道进行监听时，每当接收到数据包时，判断当前接收到的数据包是否为信道锁定数据包，若是，则利用信道锁定数据包锁定信道以及停留在锁定的信道以获取配网信息，之后执行步骤S4，若当前接收到的数据包不是信道锁定数据包，则继续在当前信道上进行监听，其中，若未锁定信道且在当前信道的监听停留时间达到设定时间时则切换至下一个信道；

需要说明的是，在本发明中，所说的信道锁定数据包为符合预设的信道锁定规律的数据包，如何判断接收的数据包是否为信道锁定数据包(即如何判断接收的数据包是否符合预设的信道锁定规律)为现有技术，此处不再赘述；

另外，在一实施例中，当判断在当前监听的信道(即当前信道)上接收到信道锁定数据包时，则锁定当前信道，继续停留在当前信道上以获取配网信息。

其中，该第二预设顺序可以与第一预设顺序相同，也可以不同；

步骤S4：所述电子设备根据获取的配网信息连接目标AP。

本发明实施例提供的配网方法，通过在各信道上监听的信标帧、探测响应帧获取并记录使用各信道的AP的MAC地址，在之后的信道锁定过程中，先利用记录的信息向当前监听的信道上的AP发送认证帧，若当前监听的信道上存在仅连接一个WiFi设备的AP，通过向其发送认证帧，可以使其在接收到广播包或组播包后能够将接收的广播包或组播包转发，从而可以使得电子设备能够接收转发的广播包或组播包，进而有利于提高WiFi频段带宽为20MHz的电子设备的配网成功率。

具体地，在信道锁定过程中，当切换到目标AP(WiFi频段带宽为40MHz)的配置信道时，通过利用当前记录的信息向各使用该配置信道的AP发送认证帧，若目标AP仅连接有一个WiFi设备(如仅连接用户当前配网使用的智能终端)，在接收到认证帧之前，目标AP在接收到用户通过智能终端(WiFi频段带宽为40MHz)发送的广播包或组播包时不会将其转发，进而使得要连接至目标AP的电子设备(WiFi频段带宽为20MHz的电子设备)接收不到信道锁定数据包，则会造成配网失败，而在接收到认证帧之后，目标AP会认为此时已有两个WiFi设备连接上或正在连接，因此会将接收到的广播包或组播包转发出去(通常以20MHz的WiFi频段带宽转发接收到的广播包或组播包)，进而可以使得要连接至目标AP的电子设备能够接收到用于配网的广播包或组播包，实现信道锁定以及获取配网信息(包括SSID和PSK)。

此外，在一些情况下，当AP在所配置的信道上发送数据包，其他设备也可能在相邻信道上接收到数据包，例如，一AP的配置信道为6信道，当其在6信道上发送数据包，其他设备在5信道或7信道上也可能收到这些数据包，优选地，在上述步骤S2中，为准确检测各信道上的AP，利用所述信标帧或探测响应帧获取并记录使用当前信道的AP的MAC地址包括：

所述电子设备从所述信标帧或探测响应帧中提取AP的配置信道和AP的MAC地址；

若所述提取的AP的配置信道与当前信道相同，则所述电子设备确定所述提取的AP的MAC地址为使用当前信道的AP的MAC地址，并记录所述提取的AP的MAC地址，以及将所述提取的AP的MAC地址与当前信道相关联，若所述提取的AP的配置信道与当前信道不同，则确定该提取的AP的MAC地址不是使用当前信道的AP的MAC地址。

可以理解的是，在现有技术中，AP在向外部发送信标帧或探测响应帧时，所发送的信标帧或探测响应帧中会包含自身的MAC地址以及自身的配置信道，因此，当其他设备接收到信标帧或探测响应帧时，可以从接收到的信标帧或探测响应帧中提取到发送该信标帧或探测响应帧的AP的MAC地址和配置信道。

在一实施例中，当步骤S2执行第一预设时间时开始执行步骤S3，例如，所述若干个信道为1-14信道(共14个信道)或1-13信道(共13个信道)，在步骤S2中，按照预设顺序依次对若干个信道进行监听，每个信道每次监听的监听停留时间可以在100ms-300ms，例如，可以是200ms，当步骤S2执行的时间达到4-12秒时，开始执行步骤S3，例如，当步骤S2执行的时间达到4秒时(每个信道至少均监听一次)，开始执行步骤S3，优选地，为了能够准确检测各信道上的AP的MAC地址，上述预设时间可以是9s。

对于仅连接有一个WiFi设备的AP，在接收到认证帧后，AP会认为此时已有两个WiFi设备连接上或正在连接，且该状态会持续一定时间(3～5秒)，之后AP会再次认为此时仅连接有一个WiFi设备，因此，为使AP能够不断的将接收到的广播包或组播包转发出去，可以每隔预定时间向AP发送一次认证帧，具体地，在每次发送认证帧时对发送认证帧的时刻进行记录，在上述步骤S3中，所述根据当前已记录的信息(该当前已记录的信息中还包括上次向使用当前信道的AP发送认证帧的时刻)向使用当前信道的AP发送认证帧包括：

对于使用当前信道的AP，在切换至当前信道时判断当前时刻与上次向其发送认证帧的时刻之间的时间间隔是否达到预定时间间隔，若是，则向使用当前信道的AP发送认证帧，其中，该预定时间间隔为3～5秒，优选为4.5秒。

在一实施例中，在步骤S3中，当待配网的电子设备切换至每一个信道开始监听时，可以依次向当前信道上所有能够检测到的AP发送认证帧。

另外，由于通常情况下，待配网的电子设备距离要连接的目标AP不会太远，因此，对于待配网的电子设备来说，目标AP通常也会是信号强度较强的AP，因此，在步骤S3中，对于各个信道，也可以仅向信号强度大于预设强度的AP发送认证帧，具体地，在一实施例中，在上述步骤S2中，待配网的电子设备还可以利用监听到的信标帧或探测响应帧获取并记录使用当前信道的AP的信号强度，其中，在步骤S3中，所述根据当前已记录的信息向使用当前信道的AP发送认证帧包括：所述电子设备根据当前已记录的MAC地址以及AP的信号强度向使用当前信道且信号强度大于预设强度的AP发送认证帧。

当待配网的电子设备监听到符合锁定信道规律的数据包(信道锁定数据包)时即会锁定信道，同时可以从信道锁定数据包中提取发送该信道锁定数据包的AP的MAC地址，优选地，在步骤S3中，在锁定信道前，所述电子设备向使用当前信道的所有AP(即当前已记录的所有使用当前信道的AP)发送认证帧；在所述锁定信道后，所述电子设备只向发送所述信道锁定数据包的AP发送认证帧，即在锁定信道后，当需要再次发送认证帧时，电子设备仅向发送所述信道锁定数据包的AP发送认证帧，而不再向锁定的信道中的其他AP发送认证帧，从而有利于降低功耗，具体地，在锁定信道后，待配网的电子设备锁定发送该信道锁定数据包的AP，监听其发送出的数据包，以继续获取配网信息，同时，每隔预定时间向锁定的AP发送认证帧，使其能够不断的将接收到的广播包或组播包转发出，直至得到全部配网信息。

本发明实施例还提供了另一种配网方法，该配网方法应用于WiFi频段带宽为预定带宽的电子设备，例如，该预定带宽为20MHz，该配网方法包括：

步骤A：所述电子设备开启混杂模式，以监听无线网络数据包；

步骤B：所述电子设备按照第一预设顺序对若干个信道进行监听，在监听每一个信道时，判断在当前信道上接收到的数据包是否为信道锁定数据包以及是否为信标帧或探测响应帧，若是信道锁定数据包，则利用信道锁定数据包锁定信道以及停留在锁定的信道以获取配网信息，之后执行步骤D，若是信标帧或探测响应帧，则利用所述信标帧或探测响应帧获取并记录使用当前信道的AP的MAC地址；

具体地，在该步骤中，每当判断监听到信标帧或探测响应帧，则从该信标帧或探测响应帧中提取AP的配置信道和AP的MAC地址，若提取的AP的配置信道与当前信道相同，则确定该提取的AP的MAC地址为使用当前信道的AP的MAC地址，并记录该提取的AP的MAC地址，以及将该提取的AP的MAC地址与当前信道相关联。

当步骤B执行预设时间且未锁定信道时(此时则说明用户配网使用的AP可能是40MHz的路由器且当前仅连接一个WiFi设备，该AP未将接收到的信道锁定数据包和包含配网信息的数据包转发出)开始执行步骤C，例如，该预设时间为4-12秒，优选为9秒；

步骤C：所述电子设备按照第二预设顺序对所述若干个信道进行监听，并在监听每一个信道时，判断在当前信道上接收到的数据包是否为信道锁定数据包，若是，则利用信道锁定数据包锁定信道以及停留在锁定的信道以获取配网信息，其中，在监听当前信道时，所述电子设备还根据所述记录的信息向使用当前信道的AP发送认证帧，以使当使用当前信道的AP中存在仅连接一个WiFi设备的AP时，所述仅连接一个WiFi设备的AP在接收到广播包或组播包后能够将接收的广播包或组播包转发，优选地，在该步骤C中，在监听每一个信道时，所述电子设备还判断在当前信道上接收的数据包是否为信标帧或探测响应帧，若是，则利用该接收到的信标帧或探测响应帧获取使用当前信道的AP的MAC地址(其具体采用的方法与步骤B中采用的方法相同，此处不再赘述)，并利用获取的结果对当前已记录的MAC进行更新，例如，在得到当前信道的AP的MAC地址后，判断当前已记录的MAC中是否已记录该MAC地址，若未记录，则在当前已记录的信息中增添该MAC地址以及其与当前信道的关联关系，若已记录该MAC地址，则更新该MAC地址的信号强度；

具体地，在步骤C中，在对每一个信道进行监听时，每当接收到数据包时，判断当前接收到的数据包是否为信道锁定数据包以及是否为信标帧或探测响应帧，若当前接收到的数据包是信道锁定数据包，则利用信道锁定数据包锁定信道以及通过停留在锁定的信道以获取配网信息，之后执行步骤D，若当前接收到的数据包是信标帧或探测响应帧，利用该接收到的信标帧或探测响应帧获取使用当前信道的AP的MAC地址，并利用获取的结果对当前已记录的MAC进行更新，其中，若未锁定信道且在当前信道的监听停留时间达到设定时间时则切换至下一个信道；

步骤D：所述电子设备根据获取的配网信息连接目标AP。

本发明实施例提供的配网方法，待配网的电子设备在信道锁定的过程中同时进行AP的信息收集过程，当达到预设时间仍未锁定信道时再进入干扰态(即向AP发送认证帧)，当遇到用户配网使用的AP是40MHz的路由器且当前仅连接一个WiFi设备的情况时，通过该配网方法能够有效提高WiFi频段带宽为20MHz的电子设备的配网成功率，而未遇到上述情况时，相比现有技术也不会增加配网所需的时间。

优选地，在步骤S2或步骤B中，电子设备按照第一预设顺序对若干个信道进行监听，其中每个信道每次监听的监听停留时间都是相同的(如200ms)，而当执行步骤S3或步骤C时，电子设备按照第二预设顺序对该若干个信道进行监听，在该步骤中，可以根据当前已记录的信息调整每个信道每次监听的监听停留时间，即对于每一个信道，可以根据当前已记录的该信道的AP存在情况(是否存在AP或者存在AP的数量)确定每次监听的监听停留时间，例如，若根据当前已记录的信息确定当前信道存在AP，则确定当前信道的监听停留时间为第一时间值，若确定该信道不存在AP，则确定当前信道的监听停留时间为第二时间值，第一时间值大于第二时间值，例如，第一时间值为100ms-400ms，优选为200ms，第二时间值为30ms-60ms，优选为50ms，通过上述方式，可以有效减少配网时间，提高配网效率。

在另一实施例中，上述的AP存在情况包括存在AP的数量，当执行步骤S3或步骤C时，还可以通过以下方式确定当前信道的监听停留时间：

计算N＝n*K+M，且N小于等于400ms；

其中，N为当前信道的监听停留时间，n为当前信道上存在AP的数量，K、M为预设值，例如，K为30ms-50ms，优选为40ms，M为30ms-60ms，优选为50ms。

在一些情况下，待配网的电子设备会在相邻信道收到AP转发的广播包或组播包，此时待配网的电子设备可能会锁定在错误的信道上接收后续的配网广播包，因为是在相邻信道，信号质量并不是最好，一些数据包会被判断为CRC错误而丢弃，从而破坏了配网广播包或组播包的连续性，进而容易导致配网失败，优选地，在上述实施例中，当电子设备在当前监听的信道(即当前信道)上监听到信道锁定数据包时，采用以下方式锁定信道：

步骤A1：从信道锁定数据包中提取MAC地址(即得到发送该信道锁定数据包的AP的MAC地址)；

步骤A2：在当前已记录的信息(即当前已记录的MAC地址以及相关联的信道)中查找与从信道锁定数据包中提取的MAC地址相关联的配置信道，若查找到的配置信道与当前信道不同，则执行步骤A3，若查找到的配置信道与当前信道相同、或者若未查找到配置信道，则执行步骤A4；

步骤A3：锁定到查找到的AP的配置信道上以获取配网信息；

步骤A4：锁定到当前信道上以获取配网信息。

优选地，在上述步骤A2中，若未查找到配置信道，则所述步骤A4还包括：在锁定当前信道时开始计时，当计时的时间达到预设时间(如200ms)且未获取配网信息时重复执行步骤A2。

本发明实施例还提供了一种配网方法，该配网方法与上述包含步骤A、B、C、D的配网方法基本相同，其不同之处在于，本实施例中，当步骤B执行预设时间且未获取配网信息时开始执行步骤C，例如，该预设时间为4-12秒，优选为9秒，即在本实施例中，是否开始执行步骤C由当到达预设时间时是否成功获取配网信息决定，相比上述实施例，本发明可以进一步提高WiFi频段带宽为20MHz的电子设备的配网成功率，例如，在信道锁定之前，目标AP连接有多个WiFi设备，待配网的电子设备可以成功锁定信道，若信道锁定之后，部分WiFi设备离线，使得目标AP仅连接有一个WiFi设备，若采用上述实施例中的配网方法可能仍会发生配网失败，而通过本实施例可以为进一步地提高配网的成功率。

具体地，参见图2，本发明实施例中的配网方法可以具体如下：

当待配网的电子设备接收到配网指令后，待配网的电子设备进入配网状态(混杂模式)，开始按照预设顺序对若干个信道进行监听，同时启动定时器，其中，在此之前或之后，用户可以将智能终端(手机)连接至目标AP，打开指定的APP或公众号，进入相应的配置界面，在其上输入配网信息，使智能终端开始以广播或组播的形式向外部发送用于配网的数据包；

在对每一个信道进行监听时，若接收到一帧数据，判断其是否为信标帧或探测响应帧，若是，分析此数据帧，提取并记录AP信息，包括MAC地址、信道、信号强度、认证算法等信息，同时将此数据包传给配网解析模块，通过配网解析模块对该数据包进行解析判断，之后读取配网解析模块的返回结果，若配网解析模块输出的返回结果为需要锁定信道(即确定当前接收的数据包符合信道锁定规律)，则执行信道锁定，若配网解析模块输出的返回结果为配网完成，则待配网的电子设备根据获取的配网信息连接目标AP；

其中，在上述过程中，当待配网的电子设备进入配网状态达到9s时且仍未配网完成(即获取配网信息)时，进入干扰态(对应于上述步骤C)，即待配网的电子设备开始向AP发送认证帧；

其中，在本发明实施例中，参见图2，在信道锁定之前，可以利用定时器实现信道的切换，在信道锁定且已进入干扰态之后，利用定时器对锁定的AP进行认证帧发送时间间隔的计时，具体地，在电子设备进入配网状态时，定时器启动，其第一次定时为200ms，在监听的过程中，当定时器定时到时时，执行定时器回调函数，判断当前是否处于信道锁定状态，若已处于信道锁定状态且已进入干扰态，则向锁定的AP发送认证帧，并设定定时器的下次定时(如4.5s)，若未处于信道锁定状态，则切换到下一个信道，开始对下一个信道监听，同时判断当前是否进入干扰态，若否，设定定时器的下次定时(如200ms)，若是，设定定时器的下次定时(如200ms)，并对当前信道的认证帧发送情况进行判断，若当前时刻与上次向其上的AP发送认证帧的时间间隔在4.5秒内，则不发送认证帧，否则，向当前信道的所有AP发送认证帧，其中，当配网完成后，关闭该定时器。

例如，选取市面上的多台路由器(大部分路由器的频段带宽为40MHz)进行测试，若采用现有的配网方法，待配网的电子设备的配网成功率为68％，而采用本发明实施例中的配网方法，待配网的电子设备的配网成功率为91％。

在一实施例中，若待配网的电子设备采用本发明实施例中的配网方法在设定的时间内仍未配网成功时，电子设备还可以进入soft-AP模式，此时，用户的智能终端(如手机)处于station模式，智能终端通过连接该待配网的电子设备的soft-AP后组成局域网，用户通过智能终端向该待配网的电子设备发送经过加密后的配网信息(即目标AP的SSID及PSK)，待配网的电子设备接收到配网信息后主动去连接目标AP，完成连接。

需要说明的是，本发明中所说的认证帧与现有技术中的认证帧的格式相同，即本发明中的认证帧采用IEEE 802.11协议中的认证帧结构。

本发明实施例还提供了一种配网装置，应用于WiFi频段带宽为预定带宽的电子设备，例如，该预定带宽为20MHz，所述装置包括：

模式控制模块，用于控制所述电子设备开启混杂模式，以监听无线网络数据包；

第一监听处理模块，用于控制所述电子设备按照第一预设顺序对若干个信道进行监听，并在监听每一个信道时，判断在当前信道上接收到的数据包是否为信标帧或探测响应帧，若是，则利用所述信标帧或探测响应帧获取并记录使用当前信道的AP的MAC地址；

第二监听处理模块，用于控制所述电子设备按照第二预设顺序对所述若干个信道进行监听，并在监听每一个信道时，判断在当前信道上接收到的数据包是否为信道锁定数据包，若是，则利用信道锁定数据包锁定信道以及停留在锁定的信道以获取配网信息，其中，在监听当前信道时，所述第二监听处理模块还控制所述电子设备先根据当前已记录的信息向使用当前信道的AP发送认证帧，以使得使用当前信道的AP中的仅连接一个WiFi设备的AP在接收到广播包或组播包后能够将接收的广播包或组播包转发，所述当前已记录的信息包括当前已记录的MAC地址；

配网模块，用于控制所述电子设备根据获取的配网信息连接目标AP。

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器、与所述处理器耦合的存储器以及WiFi频段带宽为预定带宽的WiFi模块，例如，该预定带宽为20MHz，其中，所述处理器用于执行存储器中的指令，实现上述的配网方法。

其中，本发明实施例中的电子设备可以是基于WiFi的物联网设备(如空气净化器、空调等)，也可以是其他需要配网的无线设备。

本发明实施例提供的电子设备，通过监听到的信标帧、探测响应帧获取并记录使用各信道的AP的MAC地址，在之后的信道锁定过程中，先利用记录的信息向当前监听的信道上的AP发送认证帧，若当前监听的信道上存在仅连接一个WiFi设备的AP，通过向其发送认证帧，可以使其在接收到广播包或组播包后能够将接收的广播包或组播包转发，从而可以使得电子设备能够接收转发的广播包或组播包，进而有利于提高WiFi频段带宽为20MHz的电子设备的配网成功率。

本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种配网方法，其特征在于，应用于WiFi频段带宽为预定带宽的电子设备，所述方法包括：

步骤S1：所述电子设备开启混杂模式，以监听无线网络数据包；

步骤S2：所述电子设备按照第一预设顺序对若干个信道进行监听，并在监听每一个信道时，判断在当前信道上接收到的数据包是否为信道锁定数据包以及是否为信标帧或探测响应帧，若是信道锁定数据包，则利用信道锁定数据包锁定信道以及停留在锁定的信道以获取配网信息，之后执行步骤S4，若是信标帧或探测响应帧，则利用所述信标帧或探测响应帧获取并记录使用当前信道的AP的MAC地址；

其中，当步骤S2执行第二预设时间且未获取配网信息时开始执行步骤S3，或者当步骤S2执行第二预设时间且未锁定信道时开始执行步骤S3；

步骤S3：所述电子设备按照第二预设顺序对所述若干个信道进行监听，并在监听每一个信道时，判断在当前信道上接收到的数据包是否为信道锁定数据包，若是，则利用信道锁定数据包锁定信道以及停留在锁定的信道以获取配网信息，之后执行步骤S4，其中，在监听当前信道时，所述电子设备先根据当前已记录的信息向使用当前信道的AP发送认证帧，以使得使用当前信道的AP中的仅连接一个WiFi设备的AP在接收到广播包或组播包后能够将接收的广播包或组播包转发，所述当前已记录的信息包括当前已记录的MAC地址；

其中，该步骤中，对于每一个信道，所述电子设备根据当前已记录的该信道的AP存在情况确定每次监听的监听停留时间；

其中，当所述电子设备在当前信道上监听到所述信道锁定数据包时，采用以下方式锁定信道：

步骤A1：从所述信道锁定数据包中提取MAC地址；

步骤A2：在当前已记录的信息中查找与从所述信道锁定数据包中提取的MAC地址相关联的配置信道，若查找到的配置信道与当前信道不同，则执行步骤A3，若查找到的配置信道与当前信道相同、或者若未查找到配置信道，则执行步骤A4；

步骤A3：锁定到查找到的AP的配置信道上以获取配网信息；

步骤A4：锁定到当前信道上以获取配网信息；

步骤S4：所述电子设备根据获取的配网信息连接目标AP。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述利用所述信标帧或探测响应帧获取并记录使用当前信道的AP的MAC地址包括：

所述电子设备从所述信标帧或探测响应帧中提取AP的配置信道和AP的MAC地址；

若所述提取的AP的配置信道与当前信道相同，则所述电子设备确定所述提取的AP的MAC地址为使用当前信道的AP的MAC地址，并记录所述提取的AP的MAC地址，以及将所述提取的AP的MAC地址与当前信道相关联。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二预设时间为4-12秒。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，在监听每一个信道时，所述电子设备还判断在当前信道上接收到的数据包是否为信标帧或探测响应帧，若是，则利用接收到的信标帧或探测响应帧获取使用当前信道的AP的MAC地址，并利用获取的结果对当前已记录的MAC地址进行更新。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，所述根据当前已记录的信息向使用当前信道的AP发送认证帧包括：

对于使用当前信道的AP，在切换至当前信道时判断当前时刻与上次向其发送认证帧的时刻之间的时间间隔是否达到预定时间间隔，若是，则向使用当前信道的AP发送认证帧。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预定时间间隔为3～5秒。

7.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：所述电子设备还利用所述信标帧或探测响应帧获取并记录使用当前信道的AP的信号强度；

其中，在步骤S3中，所述根据当前已记录的信息向使用当前信道的AP发送认证帧包括：所述电子设备根据当前已记录的MAC地址以及AP的信号强度向使用当前信道且信号强度大于预设强度的AP发送认证帧。

8.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，所述根据当前已记录的信息向使用当前信道的AP发送认证帧包括：

在锁定信道前，所述电子设备向使用当前信道的所有AP发送认证帧；

在锁定信道后，所述电子设备只向发送所述信道锁定数据包的AP发送认证帧。

9.一种配网装置，其特征在于，应用于WiFi频段带宽为预定带宽的电子设备，所述装置包括：

模式控制模块，用于控制所述电子设备开启混杂模式，以监听无线网络数据包；

第一监听处理模块，用于控制所述电子设备按照第一预设顺序对若干个信道进行监听，并在监听每一个信道时，判断在当前信道上接收到的数据包是否为信道锁定数据包以及是否为信标帧或探测响应帧，若是信道锁定数据包，则利用信道锁定数据包锁定信道以及停留在锁定的信道以获取配网信息，若是信标帧或探测响应帧，则利用所述信标帧或探测响应帧获取并记录使用当前信道的AP的MAC地址；

第二监听处理模块，用于控制所述电子设备按照第二预设顺序对所述若干个信道进行监听，并在监听每一个信道时，判断在当前信道上接收到的数据包是否为信道锁定数据包，若是，则利用信道锁定数据包锁定信道以及停留在锁定的信道以获取配网信息，其中，在监听当前信道时，所述第二监听处理模块还控制所述电子设备先根据当前已记录的信息向使用当前信道的AP发送认证帧，以使得使用当前信道的AP中的仅连接一个WiFi设备的AP在接收到广播包或组播包后能够将接收的广播包或组播包转发，所述当前已记录的信息包括当前已记录的MAC地址，其中，对于每一个信道，所述第二监听处理模块根据当前已记录的该信道的AP存在情况确定每次监听的监听停留时间；

其中，当所述电子设备在当前信道上监听到所述信道锁定数据包时，采用以下方式锁定信道：

步骤A1：从所述信道锁定数据包中提取MAC地址；

步骤A2：在当前已记录的信息中查找与从所述信道锁定数据包中提取的MAC地址相关联的配置信道，若查找到的配置信道与当前信道不同，则执行步骤A3，若查找到的配置信道与当前信道相同、或者若未查找到配置信道，则执行步骤A4；

步骤A3：锁定到查找到的AP的配置信道上以获取配网信息；

步骤A4：锁定到当前信道上以获取配网信息；

配网模块，用于控制所述电子设备根据获取的配网信息连接目标AP。

10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、与所述处理器耦合的存储器以及WiFi频段带宽为预定带宽的WiFi模块，其中，所述处理器用于执行存储器中的指令，实现权利要求1-8任一项所述的方法。

11.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为物联网设备。

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