CN111556500A - 一种通过微信小程序给设备WiFi配网并认证的技术 - Google Patents

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Abstract

发明名称：一种通过微信小程序给设备WiFi配网并认证的技术，所属技术领域：物联网。特征是所有设备用同一个引导二维码。步骤：1、设备上电开启AP模式；2、所有设备用同一个引导二维码；3、用户微信扫引导二维码进入微信小程序，小程序获取用户OpenID保存并打开手机WiFi，与设备连接；4、设备搜索附近可用的WiFi推送给小程序；5、用户在小程序选择WiFi名，输WiFi密码，与OpenID一起推送给设备；6、设备通过WiFi名和密码联网，成功后保存WiFi名和密码，并将OpenID与设备Mac推送给服务器；7、服务器将设备Mac与用户OpenID绑定并通知设备；8、设备通知小程序成功；9、小程序通知设备结束并进入设备列表页；10、设备关闭AP模式；11、以后设备上电将自动联网。

Description

一种通过微信小程序给设备WiFi配网并认证的技术
技术领域
本发明涉及一种通过微信小程序给设备WiFi配网并认证的技术，属于物联网技术领域。
背景技术
随着物联网，大数据，云计算，人工智能，移动互联网等技术的兴起，能联网的家电越来越多。现在基本上人人都用智能手机，有智能手机的用户基本都装了微信，而且随着光纤入户，基本上家家都有家庭宽带，家家都有家庭WiFi网络，这给家用联网电器创造了普及条件，从而可以让人在世界各地控制家里的电器设备，从而实现万物互联。但是现阶段给家庭WiFi设备配网一般都需要下载 APP，而且要分安卓和苹果系统，并且不同的智能家电品牌都要下载不同的APP，给用户使用家庭智能WiFi联网设备造成了障碍。另外每个家电一般都有唯一的二维码，也就是一物一码，一旦二维码丢失或APP重装，就会造成用户配网不便的麻烦。另外，APP的开发成本比较高，要适配安卓和苹果系统，而且一个产品一个二维码，哪怕同种型号的都是一个产品一个二维码，给生产制造带来了更大的成本，不利于WiFi智能家电产品的普及。为了解决这些存在的问题，本发明可以做到所有产品(甚至是不同型号的产品)使用同一个引导二维码，用户不用下载APP，只要设备上电后，用户用微信扫一扫就可以轻松几步完成给设备配网并认证的操作，第一次配网成功后，用户的产品只要上电，就会自动通过WiFi 连接到互联网，从而可以让用户在世界各地操作家里的联网电器设备。由于不用下载APP，降低了用户的使用门槛，由于所有的产品(甚至是不同型号的产品) 使用同一个引导二维码，从而大大降低了生产制造的成本，利于物联网设备的普及。微信本身自带的AIRKISS联网技术虽然也可以不用下载APP，但是还是需要一物一码，而且二维码需要在微信公众平台申请，给企业批量生产制作带来了更大的成本。而本发明基于微信小程序开放的WiFi能力，结合硬件技术一起实现所有设备(甚至包括不同型号的设备)只要同一个引导二维码就可以WiFi配网并认证，解决了微信AIRKISS技术带来的不便，更利于设备通过微信配网。
发明内容
为了解决用户不用下载APP，所有设备(甚至包括不同型号的设备)只需要用同一个引导二维码就可以实现WiFi配网并认证，本发明采取微信小程序结合硬件单片机编程来一起实现WiFi配网及认证，本发明采取的单片机为乐鑫的 ESP8266系列，具有成本低，性能强的优点，当然也可以用其他WiFi芯片，原理都一样。特征是所有设备用同一个引导二维码。
实现步骤：1、设备上电开启AP模式；2、所有设备用同一个引导二维码；3、用户微信扫引导二维码进入微信小程序，小程序获取用户OpenID保存并打开手机WiFi，与设备连接；4、设备搜索附近可用的WiFi推送给小程序；5、用户在小程序选择WiFi名，输WiFi密码，与OpenID一起推送给设备；6、设备通过 WiFi名和密码联网，成功后保存WiFi名和密码，并将OpenID与设备Mac推送给服务器；7、服务器将设备Mac与用户OpenID绑定并通知设备；8、设备通知小程序成功；9、小程序通知设备结束并进入设备列表页；10、设备关闭AP模式；11、以后设备上电将自动联网。
与现有技术相比，本发明有如下特点和进步：
1.由于不用下载APP，大大降低用户的使用和操作门槛，提升用户配网体验；
2.由于所有设备，甚至是不同型号的设备都只要印同一个引导二维码，将大大降低企业生产制造的成本，不用为每个设备单独生成二维码，减少出错；
3.由于所有设备都是同一个引导二维码，用户再次配网和更新的时候不容易出现因丢失二维码而无法继续使用的情况，传统的一物一码，只要设备二维码出现损伤，基本设备报废；
4.由于不用下载不同的APP，都是基于微信操作，用户操作智能设备也将更加简单；
5.由于所有设备都基于微信操作，不用下载不同的APP，未来不同厂家不同型号的设备形成联动将变得更加简单；
附图说明
图1是本发明的系统结构方框图。
图1中：1、微信小程序，2、WiFi智能设备，3、家庭无线网关(AP)，4、微信服务器，5、物联网服务器，6、互联网。
图2是本发明的实现具体步骤。
图2中：1、设备上电，无法联网开启AP模式，2、所有设备相同的引导二维码，3、微信扫引导二维码，进入微信小程序，获取OpenID保存并连上设备， 4、设备搜索可用无线网关推送给小程序，5、用户小程序选择WiFi，输入WiFi 密码，与保存的OpenID发送给设备，6、设备通过WiFi名和密码联网，成功后保存WiFi名密码，并将OpenID和MAC地址推送给物联网服务器，7、物联网服务器将设备MAC和用户的OpenID绑定并通知设备，8、设备通知小程序，9、小程序通知设备结束配网，并进入设备列表页，10、设备关闭AP模式，11、以后设备上电后将自动联网。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
设计出通过微信小程序给设备WiFi配网并认证的系统，包括：1、微信小程序， 2、WiFi智能设备，3、无线网关(AP)，4、微信服务器，5、物联网服务器，6、互联网；
其中，WiFi智能设备可以包括各种需要通过WiFi联网的智能设备，例如：智能WiFi开关，智能WiFi加湿器，智能WiFi电饭煲，智能WiFi空气净化器等只要通过WiFi联网的设备都属于智能设备。这些所有的智能设备都只需要印同样一个引导二维码即可完成配网和认证，不需要一个设备一个二维码，也不需要不同种类的设备不同的二维码，这样可以极大的降低制造成本，在下文中，WiFi 智能设备简称设备；
其中，无线网关(AP)，可以是将光纤转换为WiFi信号的设备(目前家庭用户大多数是这种)，也可以是将移动网络，2G、3G、4G及未来的5G转换成WiFi 网络的设备(户外组网可以采取这种方式)。
其中，物联网服务器是与设备通信的服务器，采取TCP/IP协议，与WiFi智能设备建立长连接，并且每隔一段时间WiFi智能设备会与服务器发送心跳包。
具体实施方式如下：
1、设备上电，如果无法联网，则开启AP(无线接入点)模式，如果能联网则直接联网；设备开启AP模式，需要单片机编程实现，作为AP的WiFi名和WiFi密码事先和微信小程序协商好，并且WiFi名最好是处于隐藏状态，让一般手机无法搜索到，只有打开微信小程序才可以连接此AP，这里关键是附近的设备一次配网只能上电一台设备，多台容易引起冲突，配网结束后，可以多台一起上电使用；
2、所有WiFi智能设备印同一个引导二维码，此引导二维码包含但不限于以下三种形式：公众号二维码，小程序二维码，H5网页URL二维码；其特征在于：所有设备，包括不同型号的设备可以使用相同的引导二维码；
3、用户用微信扫引导二维码，如果二维码是公众号二维码，则用户先关注公众号，关注后点击弹出消息或点公众号菜单进入配网微信小程序，如果二维码是小程序二维码，则用户扫码后直接进入配网微信小程序，如果二维码是H5网页URL二维码，则用户扫码后点击(腾讯推文内可以带小程序图标)或长按识别 H5页面的二维码进入配网微信小程序，还有可以通过上述3种方式组合进入微信配网小程序的方法，都属于此步骤，进入微信小程序后，微信小程序通过互联网与微信服务器相连，获得用户的OpenID(用户在微信里和此微信小程序之间的唯一ID，如果通过第三方开发者平台，也可以是相关一组公众号或小程序的UnionID)保存后，微信小程序打开手机WiFi，通过微信小程序与设备协商的 WiFi名和密码，微信小程序让用户手机与设备相连，设备作为AP(无线接入点)，用户手机作为无线客户端。其特征在于：微信小程序需要把用户的OpenID(如果有多个小程序和公众号，也可以是UnionID)推送给设备，这个OpenID是在进入微信小程序的时候就要获得的，因为微信小程序和设备连接后，微信小程序是无法上互联网的，既然无法上互联网，就无法获取用户OpenID，所以需要提前获取，获取完毕后，再打开手机的WiFi，和作为AP的设备相连
4、设备在作为AP(无线接入点)的同时，本身也作为无线客户端搜索附近可用的WiFi无线接入点，并把搜索到的结果推送给微信小程序。其特征在于：设备在配网模式的时候即做为AP(无线接入点)，又作为无线客户端搜索附近的可用WiFi，因为此时用户手机已经和设备相连，手机已经不能搜索附近可用WiFi，而用户通常很难记住WiFi名，所以需要设备来搜索附近可用的WiFi；
5、用户在微信小程序里选择可用的WiFi无线接入点名称，并输入WiFi密码，微信小程把保存的OpenID，WiFi名，WiFi密码推送给设备。其特征在于：用户是在微信端选择设备推送过来的可用WiFi，而不是用户输入WiFi名，是选择而非输入，可以降低用户使用难度并提高配网成功率；
6、设备接收到微信小程序推送过来的WiFi名，WiFi密码，OpenID后，通过WiFi名和WiFi密码连上无线网关(AP)，并通过此无线网关(AP)接入互联网连接物联网服务器，能连物联网服务器，则将WiFi名和WiFi密码保存，并将用户的OpenID和设备的Mac地址(设备无线接入客户端的全球唯一地址)推送给物联网服务器。其特征在于：设备联网后，将设备自身的Mac地址(设备无线接入客户端的全球唯一地址)和用户的OpenID推送给物联网服务器，从而完成设备绑定，正是因为这步才可以做到全部设备(也可以是不同型号的设备)用一个相同的引导二维码完成用户认证绑定；设备联网和物联网服务器相连后，则设备本地保存WiFi名和密码，完成这步，设备WiFi配网完成，本地保存的意义在于配网后，只要设备上电将会通过WiFi名和密码自动联网；
7、物联网服务器收到设备发出的注册指令后，将设备的Mac地址和用户的 OpenID进行绑定，并将成功结果通知设备，如果已经绑定过且绑定用户的OpenID 与发送的OpenID一致，则返回成功，如果未绑定过，则绑定并返回成功，如果已经绑定过且绑定的OpenID与发送的不一致，则返回失败。其特征在于：物联网服务器在收到设备发送的OpenID和Mac后，会判断设备是否绑定过，如果设备被他人提前绑定，则会提示错误，从而保证第一个使用设备的人拥有远程控制的权限；
8、设备将接到的物联网服务器通知(不论是成功还是失败)，都通知微信小程序。其特征在于：设备将服务器返回的信息推送给微信小程序，因为此时微信小程序是无法联网的，只能和设备相连，所以不通过WiFi智能设备和物联网服务器通信并返回给微信小程序，用户会收不到任何提示信息，对用户界面不友好；
9、微信小程序收到成功通知，通知WiFi智能设备结束配网，微信小程序收到失败通知，则显示给用户无法绑定，设备已被他人绑定请解绑的提示，并通知设备结束配网，通知完设备后，微信小程序进入设备列表页面。其特征在于：微信小程序收到消息后，向设备推送“结束配网”的消息，如果不推送“结束配网”的消息，设备将不会关闭AP模式，设备不关闭AP模式如果有多个设备将造成 AP冲突，微信小程序推送“结束配网”的消息后，由于设备AP模式关闭，微信小程序将断开与设备的连接，从而连接互联网(通过WiFi连互联网或通过手机网络连互联网)，微信小程序将检测是否连接到了互联网，连接到了才跳转到设备列表页面。因为断开与设备的连接后，会处于短暂的无法联网状态，需要微信小程序检测联网状态才能跳转。
10、设备关闭AP配网模式。其特征在于：设备配网完成后，在收到微信小程序明确的配网成功信号后，会关闭AP模式，因为不关闭AP模式，如果用户有多个设备，会造成AP的WiFi名重名的冲突；
11、以后设备上电将自动通过保存的WiFi账号及WiFi密码联网，并到物联网服务器注册认证。其特征在于：设备重启或重新上电，不需要再次WiFi配网，设备会自动用已保存的WiFi名和WiFi密码联网，从而让用户可以通过互联网控制设备。

Claims (15)

1.一种通过微信小程序给设备WiFi配网并认证的技术，所属技术领域是物联网，其特征在于所有设备共用同一个引导二维码(此引导二维码包含但不限于以下三种形式：公众号二维码，小程序二维码，H5网页URL二维码)，包括如下步骤：
S1、设备上电，如果无法联网，则开启AP(无线接入点)模式，如果能联网则直接联网；
S2、所有设备印同一个引导二维码；
S3、用户用微信扫引导二维码，如果二维码是公众号二维码，则用户先关注公众号，关注后点击弹出消息或点公众号菜单进入配网微信小程序，如果二维码是小程序二维码，则用户扫码后直接进入配网微信小程序，如果二维码是H5网页URL二维码，则用户扫码后点击(腾讯推文内可以带小程序图标)或长按识别H5页面的二维码进入配网微信小程序，还有可以通过上述3种方式组合进入微信配网小程序的方法，都属于此步骤，进入微信小程序后，微信小程序获得用户的OpenID(用户在微信里和此微信小程序之间的唯一ID，如果通过第三方开发者平台，也可以是相关一组公众号或小程序的UnionID)保存后，微信小程序打开手机WiFi，通过微信小程序与设备协商的WiFi名和密码，微信小程序让用户手机与设备相连，设备作为AP(无线接入点)，用户手机作为无线客户端；
S4、设备在作为AP(无线接入点)的同时，本身也作为无线客户端搜索附近可用的WiFi无线接入点，并把搜索到的结果推送给微信小程序；
S5、用户在微信小程序里选择可用的WiFi无线接入点名称，并输入WiFi密码，微信小程把保存的OpenID，WiFi名，WiFi密码推送给设备；
S6、设备接收到微信小程序推送过来的WiFi名，WiFi密码，OpenID后，通过WiFi名和WiFi密码连上此无线网关，并通过此无线网关接入互联网并连接物联网服务器，能连物联网服务器，则将WiFi名和WiFi密码保存，并将用户的OpenID和设备的Mac地址(设备无线接入客户端的全球唯一地址)推送给物联网服务器；
S7、物联网服务器收到设备发出的注册指令后，将设备的Mac地址和用户的OpenID进行绑定，并将成功结果通知设备，如果已经绑定过且绑定用户的OpenID与发送的OpenID一致，则返回成功，如果未绑定过，则绑定并返回成功，如果已经绑定过且绑定的OpenID与发送的不一致，则返回失败；
S8、设备将接到的物联网服务器通知(不论是成功还是失败)，都通知微信小程序；
S9、微信小程序收到成功通知，通知设备结束配网，微信小程序收到失败通知，则显示给用户无法绑定，设备已被他人绑定请解绑的提示，并通知设备结束配网，通知完设备后，微信小程序进入设备列表页面；
S10、设备关闭AP配网模式；
S11、以后设备上电将自动通过保存的WiFi账号及WiFi密码联网，并到物联网服务器注册认证。
2.根据权利要求1所述的引导二维码，其特征在于：所有设备，包括不同型号的设备可以使用相同的引导二维码，此引导二维码包含但不限于以下三种形式：公众号二维码，小程序二维码，H5网页URL二维码，只要用户通过微信扫二维码可以引导进微信小程序都属于这种引导二维码。
3.根据权利要求1的S1所述，其特征在于：设备上电后无法联网，则开启AP(无线接入点)模式，设备会根据联网状态同时处于AP和AC模式，AP模式用于等待小程序配网，而AC模式用于联网，如果联网成功，会自动关闭AP模式，因为所有的设备进入AP模式的时候，都会使用一个和微信小程序协商好的相同的WiFi名，如果不关闭AP模式，会与其他设备引起冲突，作为AP的WiFi名处于隐藏状态，一般手机无法搜索到此WiFi，但通过微信小程序可以直接让手机连接到此WiFi。
4.根据权利要求1的S2所述，其特征在于：所有设备(可以是不同型号)的引导二维码都是同一个二维码，很多其他配网的技术都需要一物一码(一个设备一个独立二维码)来解决用户和设备绑定的问题，而本发明的技术可以做到所有设备(不同型号)都用同一个引导二维码，这样可以大大降低生产成本，降低用户使用成本。
5.根据权利要求1的S3所述，其特征在于：微信小程序需要把用户的OpenID(如果有多个小程序和公众号，也可以是UnionID)推送给设备，这个OpenID是在进入微信小程序的时候就要获得的，因为微信小程序和设备连接后，微信小程序是无法上互联网的，既然无法上互联网，就无法获取用户OpenID，所以需要提前获取，获取完毕后，再打开手机的WiFi，和作为AP的设备相连。
6.根据权利要求1的S4所述，其特征在于：设备在配网模式的时候即做为AP(无线接入点)，又作为无线客户端搜索附近的可用WiFi，因为此时用户手机已经和设备相连，手机已经不能搜索附近可用WiFi，而用户通常很难记住WiFi名，所以需要设备来搜索附近可用的WiFi。
7.根据权利要求1的S5所述，其特征在于：用户是在微信端选择设备推送过来的可用WiFi，而不是用户输入WiFi名，是选择而非输入，可以降低用户使用难度并提高配网成功率。
8.根据权利要求1的S6所述，其特征在于：设备联网后，将设备自身的Mac地址(设备无线接入客户端的全球唯一地址)和用户的OpenID推送给物联网服务器，从而完成设备绑定，正是因为这步才可以做到全部设备(也可以是不同型号的设备)用一个相同的引导二维码完成用户认证绑定。
9.根据权利要求1的S6所述，其特征在于：设备联网和物联网服务器相连后，则设备本地保存WiFi名和密码，完成这步，设备WiFi配网完成，本地保存的意义在于配网后，只要设备上电将会通过WiFi名和密码自动联网。
10.根据权利要求1的S7所述，其特征在于：服务器在收到设备发送的OpenID和Mac后，会判断设备是否绑定过，如果设备被他人提前绑定，则会提示错误，从而保证第一个使用设备的人拥有远程控制的权限。
11.根据权利要求1的S8所述，其特征在于：设备将服务器返回的信息推送给微信小程序，因为此时微信小程序是无法联网的，只能和设备相连，所以不通过设备和物联网服务器通信并返回给小程序，用户会收不到任何提示信息，对用户界面不友好。
12.根据权利要求1的S9所述，其特征在于：微信小程序收到消息后，向设备推送“结束配网”的消息，如果不推送“结束配网”的消息，设备将不会关闭AP模式，设备不关闭AP模式如果有多个设备将造成AP冲突。
13.根据权利要求1的S9所述，其特征在于：微信小程序推送“结束配网”的消息后，由于设备AP模式关闭，微信小程序将断开与设备的连接，从而连接互联网(通过WiFi连互联网或通过手机网络连互联网)，微信小程序将检测是否连接到了互联网，连接到了才跳转到设备列表页面。因为断开与设备的连接后，会处于短暂的无法联网状态，需要微信小程序检测联网状态才能跳转。
14.根据权利要求1的S10所述，其特征在于：设备配网完成后，在收到小程序明确的配网成功信号后，会关闭AP模式，因为不关闭AP模式，如果用户有多个设备，会造成AP的WiFi名重名的冲突。
15.根据权利要求1的S11所述，其特征在于：设备重启或重新上电，不需要再次WiFi配网，设备会自动用已保存的WiFi名和WiFi密码联网，从而让用户可以通过互联网控制设备。
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