CN112672360B - 自适应的WiFi通讯模组配网方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应的WiFi通讯模组配网方法、装置、计算机设备及存储介质，所述方法包括一带WiFi通讯模组的待配网设备、一带WiFi功能的辅助配网设备，以及一目标路由器；其中，辅助配网设备在smartconfig配网模式和soft‑AP配网模式下来回切换，而待配网设备上与之相应的在soft‑AP配网模式和smartconfig配网模式下来回切换，两者共同配合，使待配网设备能与目标路由器快速配网、自动配网。本发明的技术方案增加了智能设备的配网成功率，优化单一配网模式下的问题，改善用户配网体验。

Description

自适应的WiFi通讯模组配网方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及无线网络数据处理领域，尤其涉及一种自适应的WiFi通讯模组配网方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

随着物联网IOT技术的快速发展，智能设备在组网过程中如何更加快捷高效的实现联网已成为当前重要的研究方向。现有的智能设备，如智能家电、家居等，通常通过其WiFi通讯模组进行配网连接，其过程主要包括：经过配置并连接到某个特定的路由器无线WiFi网络，并最终达到使用户可通过手机APP或其他移动终端实现控制，监控，访问该智能设备的目的。其中，WiFi通讯模组的配网方式主要soft-AP模式和smartconfig模式两种，而两者均存在待改进的地方：

在soft-AP模式下，智能设备的WiFi通讯模组通过产生一个WiFi热点AP(AccessPoint，无线网络访问的接入点)，供手机APP接入建立连接，获取目标路由器的SSID和密码信息，以配置到用户的路由器上。然而，该方式存在三个问题：其一，用户需要切换手机连接的AP，操作复杂而且耗时较长；其二，建立TCP连接需要占用资源，而WiFi模组通常为单片机系统，资源紧张；其三，由于每个通讯都需要一个独立的AP，造成信道拥挤、干扰严重的问题。

在Smartconfig模式下，WiFi通讯模组以混杂模式监听空间中的无线信号消息，并从数据链路层截取消息数据，发送方(手机APP端)可以通过改变其所需要发送数据包的长度进行很方便的控制，使用length字段或其他字段与WiFi通讯模组进行编码通信，将目标SSID和密码信息传输给WiFi通讯模组。然而，其问题在于：其一，频繁的广播，使网络处于超负荷状态下，性能不好的路由器容易出现广播风暴，造成性能下降或者直接瘫痪并拒绝服务；其二，信道锁定难度增大，获取不到空气包数据，导致配置成功率降低；其三，WiFi模组单片机贫乏的资源和低频无法处理高密度的广播数据，导致配置效率低下。

并且，现有的智能设备同时只能择一模式进行配网，当其中一种配网失败后，需要用户手动切换，给用户的使用带来不便，配网体验差。

发明内容

本发明实施例提供一种自适应的WiFi通讯模组配网方法、装置、计算机设备及存储介质，可以增加智能设备的配网成功率，优化上述问题，改善用户配网体验。

一种自适应的WiFi通讯模组配网方法，包括一带WiFi通讯模组的待配网设备、一带WiFi功能的辅助配网设备，以及一目标路由器，所述配网方法包括：

在所述辅助配网设备上，启动smartconfig配网模式，在所述smartconfig配网模式下以预设时间间隔向所述待配网设备广播所述目标路由器的接入信息；

若在预设时间内未接收到所述待配网设备的配网成功信息，则退出所述smartconfig配网模式并启动soft-AP配网模式；在所述soft-AP配网模式下以预设时间间隔向所述待配网设备广播所述辅助配网设备的热点信息；

若在预设时间内接收到所述待配网设备的配网成功信息，则结束配网过程；

在所述待配网设备上，启动soft-AP配网模式，在所述soft-AP配网模式下搜索服务集标识符信号，并从所述服务集标识符信号中检测所述热点信息；

若未检测到所述热点信息，则退出所述soft-AP配网模式并启动所述smartconfig配网模式，在所述smartconfig配网模式下监听接收所述目标路由器的接入信息；

若监听接收到目标路由器的接入信息，则根据所述目标路由器的接入信息连接所述目标路由器，并在成功连接所述目标路由器后向所述辅助配网设备返回所述配网成功信息。

一种自适应的WiFi通讯模组配网装置，其特征在于，所述配网装置用于辅助一带WiFi通讯模组的待配网设备与目标路由器连接；所述配网装置带有WiFi功能，并包括：

路由信息广播模块，用于启动smartconfig配网模式，在所述smartconfig配网模式下以预设时间间隔向所述待配网设备广播所述目标路由器的接入信息；

模式切换模块，用于若在预设时间内未接收到所述待配网设备的配网成功信息，则退出所述smartconfig配网模式并启动soft-AP配网模式；在所述soft-AP配网模式下以预设时间间隔向所述待配网设备广播所述配网装置的热点信息；

配网终结模块，用于若在预设时间内接收到所述待配网设备的配网成功信息，则结束配网过程。

一种自适应的WiFi通讯模组配网装置，其特征在于，所述配网装置用于通过一带WiFi功能的辅助配网设备与目标路由器连接：所述配网装置带有WiFi通讯模组，并包括：

第一配网模块，用于启动soft-AP配网模式，在所述soft-AP配网模式下搜索服务集标识符信号，并从所述服务集标识符信号中检测所述热点信息；

模式切换模块，用于若未检测到所述热点信息，则退出所述soft-AP配网模式并启动所述smartconfig配网模式，在所述smartconfig配网模式下监听接收所述目标路由器的接入信息；

配网终结模块，用于若监听接收到目标路由器的接入信息，则根据所述目标路由器的接入信息连接所述目标路由器，并在成功连接所述目标路由器后向所述辅助配网设备返回所述配网成功信息。

一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述自适应的WiFi通讯模组配网方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述自适应的WiFi通讯模组配网方法的步骤。

上述自适应的WiFi通讯模组配网方法、装置、计算机设备及存储介质，通过设置辅助配网设备和待配网设备的配网模式，在smartconfig配网模式和soft-AP配网模式下来回切换，两者互相配合，在辅助配网设备和目标路由器形成的双热点环境下，只要确保待配网设备的WiFi通讯模组能连接上其中任一热点即可完成配网，做到了：第一，相比于现有需要用户手动切换模式的配网方式，无需用户参与，自适应配网，尤其在智能家居设备连接领域，操作简单，优化用户体验；第二，从设计上考虑网络连接的冗余互补，借助双热点方式，提高了WiFi通讯模组配网连接的成功率；第三，采取了有效的搜索重试方式，对热点信息及目标路由器的接入信息进行循环遍历式搜索检测，以此能最大程度了增强了WiFi通讯模组连接的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中WiFi通讯模组配网方法的一应用环境示意图；

图2是本发明一实施例中辅助配网设备上的数据处理流程图；

图3是本发明一实施例中待配网设备上的数据处理流程图；

图4是本发明另一实施例中辅助配网设备的数据处理流程图；

图5是本发明另一实施例中待配网设备的数据处理流程图；

图6是本发明一实施例中计算机设备的示意图。

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。

本发明提供的自适应的WiFi通讯模组配网方法，可应用在如图1的应用环境中。其中，待配网设备是指带WiFi通讯模组的智能设备，包括但不限于智能电视、冰箱、热水器、音箱等，其主控IC多为单片机等，功能简单；辅助配网设备是指具有WiFi功能的智能设备，包括但不限于智能手机、平板电脑等，具备完整的计算机数据处理能力；目标路由器即是待配网设备需要通过配网接入的终端。

在自适应配网过程中，待配网设备和辅助配网设备是同时工作，各自按自己的处理流程进行互相通信的。在一实施例中，其工作流程如图1所示，包括如下步骤：

S1：启动smartconfig配网模式，在smartconfig配网模式下以预设时间间隔向待配网设备广播目标路由器的接入信息。

其中，smartconfig配网模式又称一键配网，即，WiFi通讯模组以混杂模式监听空间中的无线信号消息，并从数据链路层截取消息数据，发送方可以通过改变其所需要发送数据包的长度进行很方便的控制，使用length字段或其他字段与WiFi通讯模组进行编码通信，将目标路由器的接入信息传输给WiFi通讯模组的配网方式。目标路由器的接入信息主要包括目标SSID和登陆密码信息。

S2：若在预设时间内未接收到待配网设备的配网成功信息，则退出smartconfig配网模式并启动soft-AP配网模式；在soft-AP配网模式下以预设时间间隔向待配网设备广播辅助配网设备的热点信息。

当辅助配网设备开启smartconfig配网模式后，进入循环等待待配网设备返回消息的状态。其中，待配网设备的配网成功信息是与辅助配网设备通信时预先约定的数据格式内容。

soft-AP配网模式，是指带WiFi的智能设备，通过产生一个WiFi热点AP供其他智能设备接入，与智能设备建立连接，获取目标路由器的SSID和密码信息，以配置到目标路由器上的过程，最终达到智能设备能够通过路由器访问、控制其他智能设备的目的。其中，其他智能设备即对应待配网设备。

热点信息，主要包括辅助配网设备产生的无线热点名称和登陆密码。

S3：若在预设时间内接收到待配网设备的配网成功信息，则结束配网过程。

当辅助配网设备开启soft-AP配网模式后，进入循环等待待配网设备返回消息的状态，若成功接收到配网成功信息，即完成配网全过程。

在该实施例中，待配网设备的工作流程如图2所示，包括如下步骤：

S4：启动soft-AP配网模式，在soft-AP配网模式下搜索服务集标识符信号，并从服务集标识符信号中检测热点信息。

其中，soft-AP配网模式与前述相同，只是运行的主体改为待配网设备；服务集标识符信号即SSID信号；热点信息即对应辅助配网设备的无线热点名称和登陆密码。

S5：若未检测到热点信息，则退出soft-AP配网模式并启动smartconfig配网模式，在smartconfig配网模式下监听接收目标路由器的接入信息。

其中，smartconfig配网模式与前述相同，只是运行的主体改为待配网设备；目标路由器的接入信息即对应目标路由器的SSID和登陆密码信息。

S6：若监听接收到目标路由器的接入信息，则根据目标路由器的接入信息连接目标路由器，并在成功连接目标路由器后向辅助配网设备返回配网成功信息。

具体地，当监听接收到目标路由器的接入信息，待配网设备以此信息与目标路由器连接并进入STA模式。其中，STA模式是指Station,即，每一个连接到无线WiFi网络中的终端(如笔记本电脑、PDA及其它可以联网的用户设备)都可称为一个站点。当WiFi通讯模组已收到目标路由器SSID与密码，并连接到目标路由器WiFi网络后，即成为其中一个站点的状态。

在本实施例中，说明了在当辅助配网设备的smartconfig配网模式失败的情况下，进入soft-AP配网模式，待配网设备成功配网的过程；使得辅助配网设备和待配网设备在整个配网经过均切换了配网模式，完整体现了本自适应配网方法的特点。

在另一实施例中，完善了配网过程中各环节的防错及优化的步骤，具体地如下：

在辅助配网设备上，在smartconfig配网模式下以预设时间间隔向待配网设备广播目标路由器的接入信息之后，还包括步骤：

S21：若辅助配网设备在预设时间内接收到待配网设备的配网成功信息，则结束配网过程。

即，在未切换soft-AP配网模式的理想情况下，待配网设备已配网成功，即可结束配网过程。

辅助配网设备退出smartconfig配网模式并启动soft-AP配网模式的过程，包括步骤：

S22：在预设次数内重启smartconfig配网模式。

即，增加smartconfig配网模式的持续时间，以对待配网设备的配网过程进行容错，以节省频繁切换配网模式带来的时间和运算成本。

S23：若在重启smartconfig配网模式的期间内，未接收到待配网设备的配网成功信息，则退出smartconfig配网模式并启动soft-AP配网模式。

即，进一步限定和具体化退出smartconfig配网模式的条件，增强配网容错能力，提高配网模式的稳定性。

在待配网设备上，在从服务集标识符信号中检测热点信息之后，还包括步骤：

S31：若检测到热点信息，根据热点信息连接目标路由器并向辅助配网设备返回配网成功信息。

具体地，当检测到热点信息，待配网设备以此信息与目标路由器连接，进入STA模式，并按照与辅助配网设备之间的数据通信约定，向其发送配网成功信息。

在smartconfig配网模式下监听接收目标路由器的接入信息之后，还包括步骤：

S32：若未监听接收到目标路由器的接入信息，则切换至soft-AP配网模式，并在预设时间内对2.4G频段内信道逐个监听接收热点信息。

即，在待配网设备切换至soft-AP配网模式前，对2.4G无效信号频段内的13个信道进行逐一搜索监听，以防止过早退出smartconfig配网模式，从而保证当前smartconfig配网模式下的容错能力，提高配网模式的稳定性。

S33：在预设时间结束后，结束配网过程并发出信息提示。

即，当设定的超时时间结束后，若仍未监听到配网成功信息，说明配网失败，则结束配网过程并发出信息提示告知用户，以防止程序进入死循环。

在本实施例中，对辅助配网设备和待配网设备上的处理流程进行了优化，增加了防错和及时退出的功能，进一步完善整个配网过程。

为便于说明，以辅助配网设备为智能手机为例，手机端的处理流程如图4所示，与之对应的待配网设备端的处理流程如图5所示。具体地，智能手机上的APP与待配网设备上的软件进行配合，整个配网过程实施如下：

1、手机APP先启动smartconifg模式以开始配网，持续发送并保持一段时间1(如30秒，时长可配置)；超时结束，仍未收到模组的配网成功信息，手机退出smartconfig模式，并发出热点，名称mobileWiFi，密码12345678，保持一段时间2(如1分钟，时长可配置)。

2、待配网设备的WiFi模组进入soft-AP模式，从信道1开始，通过接收WiFi beacon包，搜索附近环境中的WiFi SSID列表。假如收到的SSID列表中不包含mobileWiFi，则切换模式，进入smartconfig模式，监听smartconfig广播包(持续10秒，进入步骤3，假如列表中包含mobileWiFi,进入步骤4；

3、若此时模组端接收smartconfig广播包成功，从数据包中获取目标路由器SSID：名称routerWiFi，密码666666；模组切换STA模式，去连接此路由器，进入步骤8；

4、步骤2中模组搜索到mobileWiFi信息，模组切换STA模式，去连接手机热点；

5、模组连接手机热点成功，与手机APP建立TCP SOCKET，并接收手机APP发送的目标路由器SSID：名称routerWiFi，密码666666。模组切换STA模式，去连接此路由器，进入步骤8；

6、若步骤1中的手机smartconfig 30秒超时结束和AP模式1分钟超时，手机APP进入重试机制，重试次数为3次(可配置)；

7、若步骤2模组接收smartconfig广播包失败(10秒)，则继续搜索下一信道的附近WiFi SSID列表，以此循环，直到信道13；

8、模组切换STA模式，去连接此路由器routerWiFi，连接成功，向APP发出配网成功消息，配网流程成功完成。若连接失败，则报失败，配网流程失败；

9、若步骤6中，手机APP重试3次，仍未收到模组配网成功消息，配网流程失败；

若步骤7，模组搜索信道1-13，SSID列表中都未包含mobileWiFi，配网流程失败。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

在一实施例中，提供一种自适应的WiFi通讯模组配网装置，用于辅助一带WiFi通讯模组的待配网设备与目标路由器连接；配网装置带有WiFi功能，并包括：

路由信息广播模块，用于启动smartconfig配网模式，在smartconfig配网模式下以预设时间间隔向待配网设备广播目标路由器的接入信息。

模式切换模块，用于若在预设时间内未接收到待配网设备的配网成功信息，则退出smartconfig配网模式并启动soft-AP配网模式；在soft-AP配网模式下以预设时间间隔向待配网设备广播配网装置的热点信息。

配网终结模块，用于若在预设时间内接收到待配网设备的配网成功信息，则结束配网过程。

在一实施例中，提供一种自适应的WiFi通讯模组配网装置，用于通过一带WiFi功能的辅助配网设备与目标路由器连接：配网装置带有WiFi通讯模组，并包括：

第一配网模块，用于启动soft-AP配网模式，在soft-AP配网模式下搜索服务集标识符信号，并从服务集标识符信号中检测热点信息。

模式切换模块，用于若未检测到热点信息，则退出soft-AP配网模式并启动smartconfig配网模式，在smartconfig配网模式下监听接收目标路由器的接入信息。

配网终结模块，用于若监听接收到目标路由器的接入信息，则根据目标路由器的接入信息连接目标路由器，并在成功连接目标路由器后向辅助配网设备返回配网成功信息。

关于自适应的WiFi通讯模组配网装置的具体限定可以参见上文中对于自适应的WiFi通讯模组配网方法的限定，在此不再赘述。上述自适应的WiFi通讯模组配网装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中自适应的WiFi通讯模组配网方法的步骤，例如图2、3所示的步骤S1至步骤S6。

在一实施例中，提供一计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中自适应的WiFi通讯模组配网方法，或者，该计算机程序被处理器执行时实现上述装置实施例中自适应的WiFi通讯模组配网装置中各模块/单元的功能。为避免重复，这里不再赘述。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自适应的WiFi通讯模组配网方法，其特征在于，包括一带WiFi通讯模组的待配网设备、一带WiFi功能的辅助配网设备，以及一目标路由器，所述配网方法包括：

在所述辅助配网设备上，启动smartconfig配网模式，在所述smartconfig配网模式下以预设时间间隔向所述待配网设备广播所述目标路由器的接入信息；

若在预设时间内未接收到所述待配网设备的配网成功信息，则退出所述smartconfig配网模式并启动soft-AP配网模式；在所述soft-AP配网模式下以预设时间间隔向所述待配网设备广播所述辅助配网设备的热点信息；

若在预设时间内接收到所述待配网设备的配网成功信息，则结束配网过程；

在所述待配网设备上，启动soft-AP配网模式，在所述soft-AP配网模式下搜索服务集标识符信号，并从所述服务集标识符信号中检测所述热点信息；

若检测到所述热点信息，根据所述热点信息连接所述目标路由器并向所述辅助配网设备返回配网成功信息；执行所述根据所述热点信息连接所述目标路由器并向所述辅助配网设备返回配网成功信息的步骤为：所述待配网设备连接所述热点信息成功，与所述辅助配网设备建立TCP SOCKET，并接收所述辅助配网设备发送的所述目标路由器SSID：名称，密码，所述待配网设备切换STA模式，去连接所述目标路由器；

若未检测到所述热点信息，则退出所述soft-AP配网模式并启动所述smartconfig配网模式，在所述smartconfig配网模式下监听接收所述目标路由器的接入信息；

若监听接收到目标路由器的接入信息，则根据所述目标路由器的接入信息连接所述目标路由器，并在成功连接所述目标路由器后向所述辅助配网设备返回所述配网成功信息。

2.如权利要求1所述的自适应的WiFi通讯模组配网方法，其特征在于，所述辅助配网设备，在所述smartconfig配网模式下以预设时间间隔向所述待配网设备广播所述目标路由器的接入信息之后，还包括：

若所述辅助配网设备在预设时间内接收到所述待配网设备的配网成功信息，则结束配网过程。

3.如权利要求1所述的自适应的WiFi通讯模组配网方法，其特征在于，所述辅助配网设备，退出所述smartconfig配网模式并启动soft-AP配网模式，包括：

在预设次数内重启所述smartconfig配网模式；

若在重启所述smartconfig配网模式的期间内，未接收到所述待配网设备的配网成功信息，则退出所述smartconfig配网模式并启动soft-AP配网模式。

4.如权利要求1所述的自适应的WiFi通讯模组配网方法，其特征在于，所述待配网设备，在所述smartconfig配网模式下监听接收所述目标路由器的接入信息之后，还包括：

若未监听接收到所述目标路由器的接入信息，则切换至所述soft-AP配网模式，并在预设时间内对2.4G频段内信道逐个监听接收所述热点信息；

在预设时间结束后，结束配网过程并发出信息提示。

5.如权利要求1至4任一项所述的自适应的WiFi通讯模组配网方法，其特征在于，所述目标路由器的接入信息包括：所述目标路由器的SSID标识和登录密码。

6.一种自适应的WiFi通讯模组配网装置，其特征在于，所述配网装置用于辅助一带WiFi通讯模组的待配网设备与目标路由器连接；所述配网装置带有WiFi功能，并包括：

路由信息广播模块，用于启动smartconfig配网模式，在所述smartconfig配网模式下以预设时间间隔向所述待配网设备广播所述目标路由器的接入信息；

模式切换模块，用于若在预设时间内未接收到所述待配网设备的配网成功信息，则退出所述smartconfig配网模式并启动soft-AP配网模式；在所述soft-AP配网模式下以预设时间间隔向所述待配网设备广播所述配网装置的热点信息；

配网终结模块，用于若在预设时间内接收到所述待配网设备的配网成功信息，则结束配网过程；

所述配网装置用于通过一带WiFi功能的辅助配网设备与目标路由器连接：所述配网装置带有WiFi通讯模组，并包括：

第一配网模块，用于启动soft-AP配网模式，在所述soft-AP配网模式下搜索服务集标识符信号，并从所述服务集标识符信号中检测热点信息；

模式切换模块，用于若未检测到所述热点信息，则退出所述soft-AP配网模式并启动smartconfig配网模式，在所述smartconfig配网模式下监听接收所述目标路由器的接入信息；若检测到所述热点信息，根据所述热点信息连接所述目标路由器并向所述辅助配网设备返回配网成功信息；执行所述根据所述热点信息连接所述目标路由器并向所述辅助配网设备返回配网成功信息的步骤为：所述待配网设备连接所述热点信息成功，与所述辅助配网设备建立TCP SOCKET，并接收所述辅助配网设备发送的所述目标路由器SSID：名称，密码，所述待配网设备切换STA模式，去连接所述目标路由器；

配网终结模块，用于若监听接收到目标路由器的接入信息，则根据所述目标路由器的接入信息连接所述目标路由器，并在成功连接所述目标路由器后向所述辅助配网设备返回配网成功信息。

7.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述自适应的WiFi通讯模组配网方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述自适应的WiFi通讯模组配网方法的步骤。