一種在無關聯(lián)的wifi環(huán)境下sta和ap快速連接的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在無關聯(lián)的WIFI環(huán)境下STA和AP快速連接的方法，包括：所述AP提取自身的設備信息；并將提取的設備信息加密為數(shù)據(jù)流；AP將數(shù)據(jù)流以內(nèi)嵌數(shù)據(jù)的形式嵌入到至少一個廣播幀中；然后將所有內(nèi)嵌數(shù)據(jù)的廣播幀按照順序周期性地廣播；所述STA周期性地切換工作信道，捕捉廣播幀；然后對廣播幀進行解析，提取其內(nèi)嵌的數(shù)據(jù)流信息，獲得所述AP的設備信息；最后STA根據(jù)獲得的AP設備信息發(fā)送鏈路認證請求；AP與STA進行關聯(lián)，完成快速連接。本發(fā)明利用了AP主動廣播加密的自身設備信息為STA探知并以此信息與AP建立連接，方便快捷，在整個過程中STA設備不需要任何輸入信息，特別方便了沒有串口沒有觸摸屏等沒有輸入裝置的智能設備進行與AP的關聯(lián)。
【專利說明】
一種在無關聯(lián)的WIFI環(huán)境下STA和AP快速連接的方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及無線通信技術領域，具體地講，是涉及一種在無關聯(lián)的WIFI環(huán)境下STA和AP快速連接的方法。
【背景技術】
[0002]隨著互聯(lián)網(wǎng)不斷興起，移動需求的日益凸顯，無線互聯(lián)的需求也越發(fā)強烈。在現(xiàn)有的無線通信技術中，藍牙通信技術覆蓋范圍小，紅外線通信技術受到環(huán)境影響大穿墻效果不理想。而WIFI通信技術由于應用廣泛，逐漸被企業(yè)、家庭接受。在傳統(tǒng)的基于標準的IEEE802.11定義了無線網(wǎng)絡的規(guī)范:一個無線點作為4?(々(^688 Point)模式，其他的無線點作為STA( Stat1n)模式，通過STA關聯(lián)到AP后，STA才能與AP之間進行通信，STA與STA之間的通信也依靠AP進行中轉(zhuǎn)，類似移動通信的基站與手機的模式。在沒有進行認證關聯(lián)并關聯(lián)成功之前，STA與AP、STA與STA這些設備之間是不能夠進行數(shù)據(jù)通信的。在通常的網(wǎng)絡通信中STA和AP提供認證、解除認證、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?，這種設計方案的安全性很高，在正常情況下，STA和AP建立連接的過程如圖1所示，即是人為地控制STA以主動或被動的方式掃描周圍的AP，獲得周圍AP的信息，然后STA通過手動或自動地輸入key，進行鏈路認證，建立與AP的關聯(lián)。
[0003]但是針對某些的特殊智能設備，如一些沒有輸入設備、沒有串口、沒有觸摸屏的智能設備STA，想要與AP進行關聯(lián)通信，現(xiàn)有的這種技術方案就無能為力了。另一方面，用戶在使用絕對安全可靠的STA設備連接AP時，希望獲得一種比現(xiàn)有技術方案更為快速高效的連接方案，而在目前的市場上暫時沒有合理快速高效的解決方案。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為克服現(xiàn)有技術中的上述問題，本發(fā)明提供一種構(gòu)思新穎、設計巧妙、安全性和可靠性高的在無關聯(lián)的WIFI環(huán)境下STA和AP快速連接的方法。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下:
一種在無關聯(lián)的WIFI環(huán)境下STA和AP快速連接的方法，包括如下步驟:
(51)所述AP提取自身的至少包含服務集標識SSID和密鑰Key的設備信息；
(52)所述AP將提取的設備信息加密為包含長度信息、數(shù)據(jù)主體和CRC校驗信息的數(shù)據(jù)流；
(53)所述AP將加密的數(shù)據(jù)流以內(nèi)嵌數(shù)據(jù)的形式嵌入到至少一個廣播幀中；
(54)所述AP將所有內(nèi)嵌數(shù)據(jù)的廣播幀在當前信道按照順序周期性地廣播；
(55)所述STA配置為監(jiān)聽模式，周期性地切換工作信道，捕捉當前信道內(nèi)的廣播幀；
(56)所述STA對捕捉到的廣播幀進行解析，提取其內(nèi)嵌的數(shù)據(jù)流信息，獲得所述AP的設備信息；
(57)所述STA根據(jù)獲得的AP設備信息向所述AP定向發(fā)送鏈路認證請求；
(58)所述AP接收到定向發(fā)送的鏈路認證請求后，與所述STA進行關聯(lián)，完成快速連接。
[0006]進一步地，所述A P的設備信息還包括帶寬信息B A N D WID T H、認證方式信息AUTHENTICAT1N、加解密方式信息ENCRYPT1N、信道信息CHANNEL和可選信息OPT1N。
[0007]具體地，所述AP的設備信息加密后儲存于所述數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)主體中。
[0008]為了保證數(shù)據(jù)的安全性，所述步驟(S3)中，當所述數(shù)據(jù)流嵌入到多個廣播幀構(gòu)成一組待發(fā)送的廣播幀時，對這些廣播幀的格式、順序以及嵌入方式進行約定；
相應地，在所述步驟(S6)中，所述STA根據(jù)約定從捕捉到的整組廣播幀中提取對應的數(shù)據(jù)流信息。其中具體的約定方式可以采用現(xiàn)有的編碼方式執(zhí)行，本發(fā)明不再贅述。
[0009]為了便于識別，當所述數(shù)據(jù)流嵌入到多個廣播幀時，在連續(xù)一定數(shù)目的廣播幀后插入連續(xù)的3個長度之差固定的廣播識別幀。
[0010]相應地，所述步驟(S5)中STA在捕捉到當前信道內(nèi)的廣播幀后，還對捕捉到的連續(xù)多個廣播幀進行驗證，判斷這些連續(xù)的廣播幀中是否存在廣播識別幀，若是，則所述STA停留在當前信道接收完整組廣播幀，否則所述STA在一設定時間后將工作信道切換至相鄰信道。驗證的方法即是檢驗這些連續(xù)的廣播幀中任意3個連續(xù)的廣播幀的長度之差是否符合廣播識別幀之間設定的固定差值。
[0011 ]進一步地，為了保證STA接收內(nèi)容的準確性，所述步驟(S6)中STA對捕捉的廣播幀進行解析后，通過驗證提取到的數(shù)據(jù)流信息內(nèi)的長度信息判斷一組廣播幀是否接收完整，若不完整，則丟棄所接收到的廣播幀，并重新接收。
[0012]并且，當所述一組廣播幀完整接收時，通過驗證提取到的數(shù)據(jù)流信息內(nèi)的CRC校驗信息判斷該組廣播幀的內(nèi)容是否完整，若不完整，則丟棄所接收到的廣播幀，并重新接收，若完整則執(zhí)行下一步。
[0013]進一步地，為了降低消耗，所述步驟(S8)中，在所述AP與STA關聯(lián)后，AP中止廣播幀的廣播。當有多個STA需要進行快速連接時，則在所有STA都與AP關聯(lián)后AP才中止廣播。
[0014]相應地，在所述STA與AP關聯(lián)后，所述STA切換為WIFI傳輸模式，并在與AP斷開連接后，切換為監(jiān)聽模式。以此避免STA—直監(jiān)聽信道廣播產(chǎn)生多余的消耗，并且也保證了連接的穩(wěn)定性。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明構(gòu)思巧妙，利用了AP主動廣播加密的自身設備信息為STA探知并以此信息與AP建立連接，方便快捷，在整個過程中STA設備不需要任何輸入信息，特別方便了沒有串口沒有觸摸屏等沒有輸入裝置的智能設備進行與AP的關聯(lián)，并且多次的編碼轉(zhuǎn)化有效的加強了設備信息在傳輸中的保密性，在沒有直接關聯(lián)的情況下使得AP和STA能夠安全可靠地傳輸數(shù)據(jù)，新穎獨特，具有廣泛的應用前景，適合推廣應用。
[0016]本發(fā)明旨在簡化現(xiàn)有技術中STA和AP建立連接的過程，尤其是其中的掃描過程和鏈路認證過程:現(xiàn)有技術中是在STA先掃描到AP的SSID后再進行手動或自動輸入對應的Key，在驗證成功后，二者建立連接;本發(fā)明則是在通過對AP進行處理，將AP的設備信息加密封裝嵌入廣播幀內(nèi)，然后廣播出去，在STA接收到廣播幀后能夠從中提取到關于AP的這些關鍵信息，并通過這些關鍵信息與AP直接進行關聯(lián)，簡化了STA的接入過程，縮短了接入時間，提高了接入效率，而且在整個接入過程中，STA設備既不需要已知AP的Key值，更不需要輸入AP的Key值，方便可靠。
【附圖說明】
[0017]圖1為現(xiàn)有技術中AP和STA建立連接的流程示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的流程示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明中數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)和設備信息組成示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明中廣播幀的封裝示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例
[0022]如圖2至圖4所示，該在無關聯(lián)的WIFI環(huán)境下STA和AP快速連接的方法，主要是為了解決現(xiàn)有技術中沒有串口、沒有觸摸屏等沒有輸入裝置的智能設備STA無法直接與AP建立連接的問題，以及加快安全可靠的STA設備與AP間的連接效率，可以適應各種復雜的無線網(wǎng)絡通信環(huán)境，包括AD-Hoc網(wǎng)絡、BSS網(wǎng)絡、ESS網(wǎng)絡;并且本方法是基于802.11標準設計，可以擴展兼容802.11協(xié)議族。
[0023]該方法的實現(xiàn)包括如下步驟:
(SI)所述AP提取自身的至少包含服務集標識SSID和密鑰Key的設備信息;具體地，所述AP的設備信息還包括帶寬信息BANDWIDTH、認證方式信息AUTHENTICAT1N、加解密方式信息ENCRYPT1N、信道信息CHANNEL和可選信息OPT1N。
[0024](S2)所述AP將提取的設備信息加密為包含長度信息、數(shù)據(jù)主體和CRC校驗信息的數(shù)據(jù)流;具體地，所述AP的設備信息加密后儲存于該數(shù)據(jù)主體中。
[0025](S3)所述AP將加密的數(shù)據(jù)流以內(nèi)嵌數(shù)據(jù)的形式嵌入到至少一個廣播幀中；當嵌入一個廣播幀時，需要對數(shù)據(jù)流的大小、嵌入廣播幀的位置進行提前約定；當嵌入到多個廣播幀構(gòu)成一組廣播幀時，則對數(shù)據(jù)流的整體大小無特別要求，但為了保證數(shù)據(jù)的安全性，需要對這些廣播幀的格式、順序以及嵌入方式進行約定。其中具體的約定方式可以采用現(xiàn)有的編碼方式執(zhí)行，本發(fā)明不再贅述。
[0026]為了便于識別，當所述數(shù)據(jù)流嵌入到多個廣播幀時，在連續(xù)一定數(shù)目的廣播幀后插入連續(xù)的3個長度之差固定的廣播識別幀。
[0027](S4)所述AP將所有內(nèi)嵌數(shù)據(jù)的廣播幀在當前信道按照順序周期性地廣播。
[0028](S5)所述STA配置為監(jiān)聽模式，周期性地切換工作信道，捕捉當前信道內(nèi)的廣播幀。在STA在捕捉到當前信道內(nèi)的廣播幀后，還對捕捉到的連續(xù)多個廣播幀進行驗證，判斷這些連續(xù)的廣播幀中是否存在廣播識別幀，若是，則所述STA停留在當前信道接收完整組廣播幀，否則所述STA在一設定時間后將工作信道切換至相鄰信道。驗證的方法即是檢驗這些連續(xù)的廣播幀中任意3個連續(xù)的廣播幀的長度之差是否符合廣播識別幀之間設定的固定差值。
[0029](S6)所述STA對捕捉到的廣播幀進行解析，提取其內(nèi)嵌的數(shù)據(jù)流信息，獲得所述AP的設備信息;所述STA根據(jù)約定從捕捉到的整組廣播幀中提取對應的數(shù)據(jù)流信息。
[0030]為了保證STA接收內(nèi)容的準確性，所述STA對捕捉的廣播幀進行解析后，通過驗證提取到的數(shù)據(jù)流信息內(nèi)的長度信息判斷一組廣播幀是否接收完整，若不完整，則丟棄所接收到的廣播幀，并重新接收。
[0031 ]并且，當所述一組廣播幀完整接收時，通過驗證提取到的數(shù)據(jù)流信息內(nèi)的CRC校驗信息判斷該組廣播幀的內(nèi)容是否完整，若不完整，則丟棄所接收到的廣播幀，并重新接收，若完整則執(zhí)行下一步。
[0032](S7)所述STA根據(jù)獲得的AP設備信息向所述AP定向發(fā)送鏈路認證請求。
[0033](S8)所述AP接收到定向發(fā)送的鏈路認證請求后，與所述STA進行關聯(lián)，完成快速連接。為了降低消耗，在所述AP與STA關聯(lián)后，AP中止廣播幀的廣播。當有多個STA需要進行快速連接時，則在所有STA都與AP關聯(lián)后AP才中止廣播。相應地，在所述STA與AP關聯(lián)后，所述STA切換為WIFI傳輸模式，并在與AP斷開連接后，切換為監(jiān)聽模式。以此避免STA—直監(jiān)聽信道廣播產(chǎn)生多余的消耗，并且也保證了連接的穩(wěn)定性。
[0034]在實際應用中，當用戶購買了應用本發(fā)明的智能設備，如智能路由器AP和智能燈STA，由于智能燈STA沒有觸摸屏、沒有串口、沒有任何輸入裝置，因此其無法直接通過操作連接AP，此時即可采用本發(fā)明方法通過AP將含有其自身設備信息的數(shù)據(jù)生成廣播幀并廣播，當智能燈STA接收到相應廣播幀后，通過提取出的AP設備信息與AP進行關聯(lián)，便能快速完成連接，從而實現(xiàn)對智能燈的控制。
[0035]上述實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非對本發(fā)明保護范圍的限制，但凡采用本發(fā)明的設計原理，以及在此基礎上進行非創(chuàng)造性勞動而作出的變化，均應屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種在無關聯(lián)的WIFI環(huán)境下STA和AP快速連接的方法，其特征在于，包括如下步驟: (51)所述AP提取自身的至少包含服務集標識SSID和密鑰Key的設備信息； (52)所述AP將提取的設備信息加密為包含長度信息、數(shù)據(jù)主體和CRC校驗信息的數(shù)據(jù)流； (53)所述AP將加密的數(shù)據(jù)流以內(nèi)嵌數(shù)據(jù)的形式嵌入到至少一個廣播幀中； (54)所述AP將所有內(nèi)嵌數(shù)據(jù)的廣播幀在當前信道按照順序周期性地廣播； (55)所述STA配置為監(jiān)聽模式，周期性地切換工作信道，捕捉當前信道內(nèi)的廣播幀； (56)所述STA對捕捉到的廣播幀進行解析，提取其內(nèi)嵌的數(shù)據(jù)流信息，獲得所述AP的設備信息； (S7 )所述STA根據(jù)獲得的AP設備信息向所述AP定向發(fā)送鏈路認證請求； (S8 )所述AP接收到定向發(fā)送的鏈路認證請求后，與所述STA進行關聯(lián)，完成快速連接。2.根據(jù)權利要求1所述的一種在無關聯(lián)的WIFI環(huán)境下STA和AP快速連接的方法，其特征在于，所述Ap的設備信息還包括帶寬信息BANDWIDTH、認證方式信息AUTHENTICAT1N、加解密方式信息ENCRYPT1N、信道信息CHANNEL和可選信息OPT1N。3.根據(jù)權利要求2所述的一種在無關聯(lián)的WIFI環(huán)境下STA和AP快速連接的方法，其特征在于，所述AP的設備信息加密后儲存于所述數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)主體中。4.根據(jù)權利要求1?3任一項所述的一種在無關聯(lián)的WIFI環(huán)境下STA和AP快速連接的方法，其特征在于，所述步驟(S3)中，當所述數(shù)據(jù)流嵌入到多個廣播幀構(gòu)成一組待發(fā)送的廣播幀時，對這些廣播幀的格式、順序以及嵌入方式進行約定； 相應地，在所述步驟(S6)中，所述STA根據(jù)約定從捕捉到的整組廣播幀中提取對應的數(shù)據(jù)流信息。5.根據(jù)權利要求4所述的一種在無關聯(lián)的WIFI環(huán)境下STA和AP快速連接的方法，其特征在于，當所述數(shù)據(jù)流嵌入到多個廣播幀時，在連續(xù)一定數(shù)目的廣播幀后插入連續(xù)的3個長度之差固定的廣播識別幀。6.根據(jù)權利要求5所述的一種在無關聯(lián)的WIFI環(huán)境下STA和AP快速連接的方法，其特征在于，所述步驟(S5)中STA在捕捉到當前信道內(nèi)的廣播幀后，還對捕捉到的連續(xù)多個廣播幀進行驗證，判斷這些連續(xù)的廣播幀中是否存在廣播識別幀，若是，則所述STA停留在當前信道接收完整組廣播幀，否則所述STA在一設定時間后將工作信道切換至相鄰信道。7.根據(jù)權利要求6所述的一種在無關聯(lián)的WIFI環(huán)境下STA和AP快速連接的方法，其特征在于，所述步驟(S6 )中STA對捕捉的廣播幀進行解析后，通過驗證提取到的數(shù)據(jù)流信息內(nèi)的長度信息判斷一組廣播幀是否接收完整，若不完整，則丟棄所接收到的廣播幀，并重新接收。8.根據(jù)權利要求7所述的一種在無關聯(lián)的WIFI環(huán)境下STA和AP快速連接的方法，其特征在于，當所述一組廣播幀完整接收時，通過驗證提取到的數(shù)據(jù)流信息內(nèi)的CRC校驗信息判斷該組廣播幀的內(nèi)容是否完整，若不完整，則丟棄所接收到的廣播幀，并重新接收，若完整則執(zhí)行下一步。9.根據(jù)權利要求5?8任一項所述的一種在無關聯(lián)的WIFI環(huán)境下STA和AP快速連接的方法，其特征在于，所述步驟(S8)中，在所述AP與STA關聯(lián)后，AP中止廣播幀的廣播。10.根據(jù)權利要求9所述的一種在無關聯(lián)的WIFI環(huán)境下STA和AP快速連接的方法，其特征在于，在所述STA與AP關聯(lián)后，所述STA切換為WIFI傳輸模式，并在與AP斷開連接后，切換為監(jiān)聽模式。
【文檔編號】H04W48/16GK105979512SQ201610287908
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】汪宇, 崔營, 葉柯
【申請人】深圳市蜂聯(lián)科技有限公司