CN106888464B - 实现无线物联网络自组网的方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种实现无线物联网络自组网的方法，应用于网络技术领域。方法包括所述主控节点与感控节点进行初始认证互联，认证互联后进行协商配置，配置各感控节点工作模式，协商配置完成后进行协商测试，测试各感控节点工作模式是否正常，协商测试完成后进行组网协商确认，主控节点更改自组网认证信息，并与感控节点进行重新组网的认证互联和感控节点真实性的验证，向所有感控节点发送心跳包，激活感控节点。本发明能够在无IT专业技术人员介入的情况下，自行协商并组建一个满足用户需求的无线物联网络，提高无线网联网组网的便捷性。

Description

实现无线物联网络自组网的方法

技术领域

本发明涉及网络技术领域，尤其是涉及一种能够实现无线物联网络自组网的方法。

背景技术

随着网络技术的不断发展，无线物联网的应用日益深入人们的生活，用户通常在家里部署一些网络设备。

但这些网络设备的部署和使用具有一定的技术门槛，终端用户需要通过供应商为其设计的解决方案来部署这些网络设备，通常普通用户不具备专业的技术知识，因此，无法脱离专业技术人员的介入，需要专业技术人员根据解决方案对网络设备进行部署。

如何在部署网络设备时，无需专业技术人员或者第三方技术人员介入而自动进行组网是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种实现无线物联网络自组网的方法，能够在无IT专业技术人员介入的情况下，自行协商并组建一个满足用户需求的无线物联网络，提高无线网联网组网的便捷性。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种实现无线物联网络自组网的方法，所述无线物联网络包括至少一个主控节点和至少一个感控节点，所述方法包括如下步骤：

步骤1，所述主控节点与所述感控节点进行初始认证互联；

步骤2，所述主控节点与所述感控节点进行协商配置；

步骤3，所述主控节点与感控节点进行协商测试；

步骤4，所述主控节点与所述感控节点进行组网协商确认。

优选地，所述初始认证互联包括所述主控节点发送组网信号，所述感控节点识别所述组网信号，并与主控节点建立连接。

优选地，所述感控节点与主控节点建立连接包括如下步骤：

步骤101，感控节点对所述组网信号解码，获得信号特征值；

步骤102，感控节点判断所述信号特征值与预设组网信号的信号特征值是否相匹配，若匹配，则通过预设的登陆密钥与主控节点进行认证和连接。

优选地，所述协商配置包括所述主控节点发送工作模式控制字至感控节点，并判断感控节点是否接收到正确的工作模式控制字，若接收到正确的工作模式控制字，所述感控节点配置成与所述工作控制控制字相对应的工作模式，否则，主控节点停止协商并上报错误的感控节点至用户。

优选地，所述工作模式控制字的发送包括如下步骤：

步骤201a，感控节点向主控节点发送标志信息；

步骤201b，主控节点根据所述标志信息判断感控节点是否为真，若为真，则发送感控节点名称和工作模式控制字至感控节点，并将感控节点的节点信息存储至本地存储。

优选地，所述工作模式控制字是否正确接收的判断包括如下步骤：

步骤202a，感控节点对接收到的工作模式控制字解析，获得工作参数，并将所述工作参数加密后发送至主控节点；

步骤202b，主控节点对加密后的工作参数进行解密并与本地存储的工作参数相匹配，若匹配，则感控节点接收到正确的工作模式控制字，否则执行步骤202c；

步骤202c，主控节点向未接收到正确工作模式控制字的感控节点发送工作模式控制字，并判断向同一感控节点发送工作模式控制字的次数是否大于预设阀值，若是，则与所有感控节点停止协商配置，并向用户发送出现错误的感控节点的节点信息。

优选地，所述标志信息用于记录感控节点的初始化信息，所述标志信息包括MAC地址，所述感控节点的节点信息包括感控节点的MAC地址、IP地址、用户指定助记符名称、工作模式控制字，以及根据所述工作模式控制字生成的测试用例。

优选地，所述协商测试被配置为所述主控节点与感控节点针对工作模式是否正常进行协商测试，若存在工作模式异常的感控节点，则上报异常的感控节点至用户。

优选地，所述协商测试包括如下步骤：

步骤301，主控节点发送所述测试用例至感控节点；

步骤302，感控节点根据所述测试用例进行仿真运行，发送仿真结果至主控节点；

步骤303，主控节点将仿真运行结果与存储在本地的测试用例相匹配，若两者相匹配，则感控节点工作模式正常，否则，中断协商，将上报未通过测试的感控节点至用户。

优选地，所述组网协商确认包括主控节点更改自组网认证信息，并与感控节点进行重新组网的认证互联和感控节点真实性的验证，若验证通过，则自协商成功，向所有感控节点发送心跳包，否则，上报错误的感控节点至用户。

优选地，所述自组网认证信息包括组网信号服务集标识和相应的登陆密钥，所述心跳包用于激活感控节点，使其按照设定的工作模式进行工作。

本发明的有益效果是：

本发明所揭示的一种实现无线物联网自组网的方法，能够在无IT专业技术人员介入的情况下，自行协商并组建一个满足用户需求的无线物联网络，提高无线网联网组网的便捷性。

附图说明

图1是本发明的实现无线物联网络自组网的方法流程图；

图2是本发明的感控节点与主控节点建立连接流程图；

图3是本发明的工作模式控制字的发送流程图；

图4是本发明的判断工作模式控制字是否正确接收的流程图；

图5是本发明的协商测试流程图；

图6是本发明的无线物联网络自组网的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

本发明所揭示的一种实现无线物联网自组网的方法，能够在无IT专业技术人员介入的情况下，自行协商并组建一个满足用户需求的无线物联网络，提高无线网联网组网的便捷性。

如图1所示，一种实现无线物联网络自组网的方法，所述无线物联网络包括至少一个主控节点和至少一个感控节点，所述方法包括如下步骤：

步骤1，所述主控节点与所述感控节点进行初始认证互联包括所述主控节点发送组网信号，所述感控节点识别所述组网信号，并与主控节点建立连接；

具体的，在无线物联网络中，包括至少一个主控节点和至少一个感控节点，所述主控节点被配置为以AP(Access Point，无线接入点)模式进行工作，能够向用户提供人机交互界面，用于设置自组网时各感控节点的工作模式；所述主控节点能够将用户设定的工作模式转换成协议指令，所述协议指令用于控制感控节点的工作模式，所述感控节点根据接收到的协议指令进一步配置其工作模式；主控节点还能够将用户设定的工作模式转换成测试用例控制指令，所述测试用例控制指令用于测试感控节点的工作模式是否正常。

所述感控节点被配置为以STA(Station，无线终端)模式进行工作，所述感控节点能够接收和处理主控节点发出的各种指令，还能够向自组网内的其他感控节点发送指令，控制相应的感控节点执行相应的操作；感控节点还能够输出用于控制与其相连接的外设执行相应操作的模拟/数字信号。所述感控节点还可以根据需求进行其他功能的配置，如配置显示器，用于显示接收到的信息或者处理结果，又或配置麦克风，用于录音，又或配置GPS模块，用于接收/发送短信息，拨打电话等，又或配置音频模块，用于播放语音。

如图2所示，自组网时，所述主控节点与感控节点首先进行初始认证互联，所述主控节点被配置为AP模式，提供无线接入服务，允许其他感控节点的接入，并与用户终端相通信，向用户提供人机交互界面。主控节点作为自组网的信号源，向感控节点发送组网信号，感控节点接收所述组网信号并进行解析处理，并根据解析处理的结果进一步判断所述组网信号是否与预设的组网信号相匹配，若两者相匹配，则与主控节点建立连接。具体的，感控节点对接收到的组网信号进行信号解码处理，获得信号特征值，若信号特征值与预设组网信号的信号特征值相一致，则通过预设的登陆密钥与主控节点进行认证和连接。

主控节点对与之建立连接的感控节点进行数量统计，并对每个感控节点的节点类型进行分析，当所有感控节点均与其建立连接且感控节点的节点类型与用户在主控节点中预设的节点类型相匹配时，开始进行协商配置。

结合图1和图3所示，步骤2，所述主控节点与所述感控节点进行协商配置包括所述主控节点将工作模式控制字发送至所述感控节点，并判断感控节点是否接收到正确的工作模式控制字，若感控节点接收到正确的工作模式控制字，则所述感控节点配置成与所述工作控制控制字相对应的工作模式，否则，主控节点停止协商并上报错误的感控节点至用户。

具体的，感控节点与主控节点建立连接后，向主控节点发送标志信息，所述标志信息用于记录感控节点的初始化信息，所述标志信息包括该感控节点的MAC地址等，主控节点接收所述标志信息并进一步判断感控节点的真实性，若为真，则将用户通过人机交互界面配置的感控节点名称和工作模式控制字发送至该感控节点，当然，在用户不进行配置时发送默认的感控节点名称和工作模式控制字至该感控节点，同时主控节点还将该感控节点相应的节点信息存储在本地，所述感控节点的节点信息包括该感控节点的MAC地址、IP地址、用户指定助记符名称、工作模式控制字，以及根据工作模式控制字生成的测试用例。

如图4所示，主控节点与感控节点建立连接并判定感控节点为真后进行协商配置，将用户设置的工作模式以工作模式控制字的方式发送至感控节点，感控节点接收到工作模式控制字后，对所述工作模式控制字进行解析，获得该感控节点的工作参数，并将获得的工作参数加密处理后发送至主控节点，主控节点对加密后的工作参数进行解密并与本地存储的工作参数进行对比，进一步判断感控节点是否接收到了正确的工作模式控制字。若两者相匹配，则判定感控节点接收了正确的工作模式控制字，此时，感控节点配置成与所述工作控制控制字相对应的工作模式，本实施例中，所述感控节点通过将工作参数写入自身运行配置文件中进而配置其工作模式，否则，再次向该感控节点发送工作模式控制字。若主控节点向同一感控节点发送工作模式控制字的次数大于预设阀值时，则与所有感控节点停止协商配置，并向用户发送出现错误的感控节点信息。主控节点向未接收到正确工作模式控制字的感控节点发送工作模式控制字，并判断向同一感控节点发送工作模式控制字的次数是否大于预设阀值时，若是，则与所有感控节点停止协商配置，并向用户发送出现错误的感控节点信息。

另外，若主控节点自确定第一个协商配置成功的感控节点后的一定时间内，未确定所有的感控节点都协商配置成功，则终止协商，并向用户上报仍在协商中的感控节点。

步骤3，所述主控节点与感控节点进行协商测试包括主控节点与感控节进行工作模式是否正常的协商测试，若存在工作模式异常的感控节点，则上报用户，否则，执行步骤4；

步骤4，所述主控节点与所述感控节点进行组网协商确认包括主控节点更改自组网认证信息，并与感控节点进行重新组网的认证互联和感控节点真实性的验证，若验证通过，则自协商成功，向所有感控节点发送心跳包，否则，上报错误的感控节点。

如图5所示，具体的，主控节点根据用户设定的工作模式，生成测试用例，并将其发送至感控节点，感控节点接收到所述测试用例进行仿真运行，并将仿真运行结果发送至主控节点，主控节点根据仿真运行结果与存储在本地的测试用例相比较，若两者相匹配，则测试通过，表示感控节点的工作模式正常，否则测试不通过，中断协商，将未通过测试的感控节点上报至用户。

全部测试通过后，主控节点生成新的SSID(Service Set Identifier，服务集标识)，以及相应的登陆密钥，将新的登陆密钥发送至所有的感控节点中，重新进行认证互联。主控节点进一步控制感控节点进行重启，并在重启后根据新的登陆密钥与主控节点进行认证互联，建立连接。主控节点确认所有节点建立连接后，为了防止在自组网过程中被入侵，主控节点再次核查与其建立连接的所有感控节点的真实性，确认无误后，向所有感控节点发送心跳包，所述心跳包用于激活感控节点，使其按照设定的工作模式进行工作。预设时间后，若存在未收到心跳包的感控节点，则向用户上报出现错误的节点。

如图6所示，以拥有X个节点的网络为例，对实现无线物联网自组网的方法进行详细说明，其中，所述主控节点用Node_main表示，若干个感控节点用Node_i表示，i为正整数，X为大于1的整数。

主控节点Node_main与感控节点Node_i进行初始认证互联：主控节点Node_main发送组网信号，感控节点Node_i接收组网信号并对所述组网信号进行解码，获得信号特征值，并判断信号特征值与预设组网信号的信号特征值是否相一致，则通过预设的登陆密钥与主控节点Node_main进行认证连接。主控节点Node_main对感控节点Node_i的数量进行统计，并对每个感控节点的节点类型进行分析，当感控节点Node_i的个数等于X-1且感控节点的节点类型与主控节点Node_main中存储预设的信息一致时，开始进行协商配置。

主控节点Node_main与感控节点Node_i进行协商配置：主控节点Node_main向所有感控节点Node_i发出上报标志信息的通知，标志信息包括该感控节点的MAC地址等，Node_i将MAC地址等上报至主控节点Node_main，主控节点Node_main进一步验证信息的真实性，若识别出伪造的感控节点，则停止自组网，并上报用户，否则，将感控节点的节点信息存储在本地。

如果感控节点全部真实，则将用户设定的工作模式以工作模式控制字的方式按照MAC地址发送至指定的感控节点Node_i。

感控节点Node_i接收到工作模式控制字后，从中解析出工作参数，加密后发送至主控节点Node_main。Node_main对加密后的工作参数进行解密并与自身存储的工作参数进行对比，验证感控节点解码的正确性，进一步判断感控节点Node_i是否接收到正确的工作模式，若正确，则向Node_i发送“正确”的消息，否则，向感控节点Node_i重新发送工作模式控制字。若Node_main向同一个Node_i发送相同工作模式控制字的次数超过第一预设阀值，本实施例中，所述第一预设阀值为5次，则向所有感控节点发送“停止协商”的消息，并向用户上报出错的感控节点。

Node_i收到Node_main发送的“正确”的消息后，通过将工作参数写入运行配置文件的方式配置其工作模式，并向Node_main发送“设置完成”的消息。

Node_main确认收到所有Node_i发出的“设置完成”消息后，确认第一段协商结束。若自Node_main发出第一条正确消息后，超过了第二预设阀值的时间后还未收齐设置完成消息，则认为第一轮协商失败，终止协商，并向用户上报仍在协商中的节点。本实施例中，第二预设阀值为(X-1)*5+α，其中，X为节点数量，α为可变量时间值，α为整数。

主控节点Node_main与感控节点Node_i进行协商测试：全部协商完成之后，Node_main向所有Node_i发出测试消息，对感控节点Node_i的工作模式是否正常进行测试。Node_main将与工作模式相对应的测试用例发送至指定的Node_i，Node_i根据测试用例进行仿真测试，并将测试结果返回至主控节点Node_main，Node_main根据测试结果判定感控节点是否通过测试，若存在未通过测试的节点，则中断自协商流程，上报未通过测试的感控节点至用户。

主控节点Node_min与感控节点Node_i进行组网协商确认：若Node_main中所有测试用例都通过测试，则Node_main向所有节点发送“测试完成”消息。

所有收到“测试完成”消息的Node_i修改自身的工作状态，修改好向Node_main发送“修改完毕”消息。

Node_main收齐“修改完毕”消息，重新生成SSID(Service Set Identifier，服务集标识)，以及相应的登陆密钥，将登陆密钥，以及控制所有感控节点重启的指令发送至所有Node_i。

Node_i收到控制重启的指令后，向Node_main发送“收到”消息，并进一步解析出无线网络认证用的登陆密钥，使用新的登陆密钥替换旧的登陆密钥，并进行重启。若Node_main收齐“收到”消息后，从收到最后一个“收到”消息开始，等待α秒，向Node_i发送心跳包，如果从收到第一个“收到”消息开始后，经过(X-1)*5+α秒后，还未收齐“收到”消息，则自协商过程失败，上报出错节点。

所有Node_i向Node_main回复确认收到心跳包，当Node_main收齐所有心跳包，对所述心跳包进行解析和比对，若无错误，则向用户上报自协商成功，主控节点与感控节点以设定的工作模式进行正常工作，否则，自协商失败，上报失败节点至用户。

本发明所述的实现无线物联网自组网的方法，能够实现在无IT专业技术能力人员介入的情况下，终端用户通过手机终端或者PC终端等，简单设置各节点工作模式后，能够自行协商并组建一个满足用户需求的无线物联网络，降低了组建无线物联网的技术门槛，提高了无线物联网组网的便捷性。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种实现无线物联网络自组网的方法，其特征在于，所述无线物联网络包括至少一个主控节点和至少一个感控节点，所述方法包括如下步骤：

步骤1，所述主控节点与感控节点进行初始认证互联；

步骤2，所述主控节点与感控节点进行协商配置，所述协商配置包括所述主控节点发送工作模式控制字至感控节点，并判断感控节点是否接收到正确的工作模式控制字，若是，则所述感控节点配置成与所述工作控制控制字相对应的工作模式，否则，主控节点停止协商并上报错误的感控节点至用户；

步骤3，所述主控节点与感控节点进行协商测试；

步骤4，所述主控节点与感控节点进行组网协商确认，所述组网协商确认包括主控节点更改自组网认证信息，并与感控节点进行重新组网的认证互联和感控节点真实性的验证，若验证通过，则自协商成功，向所有感控节点发送用于激活感控节点，使感控节点按照设定的工作模式进行工作的心跳包，否则，上报错误的感控节点至用户，所述自组网认证信息包括组网信号服务集标识和相应的登陆密钥。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始认证互联包括所述主控节点发送组网信号，所述感控节点识别所述组网信号，并与主控节点建立连接。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述感控节点与主控节点建立连接包括如下步骤：

步骤101，感控节点对所述组网信号解码，获得信号特征值；

步骤102，感控节点判断所述信号特征值与预设组网信号的信号特征值是否相匹配，若匹配，则通过预设的登陆密钥与主控节点进行认证和连接。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作模式控制字的发送包括如下步骤：

步骤201a，感控节点向主控节点发送标志信息；

步骤201b，主控节点根据所述标志信息判断感控节点是否为真，若为真，则发送感控节点名称和工作模式控制字至感控节点，并将感控节点的节点信息存储至本地存储。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作模式控制字是否正确接收的判断包括如下步骤：

步骤202a，感控节点对接收到的工作模式控制字解析，获得工作参数，并将所述工作参数加密后发送至主控节点；

步骤202b，主控节点对加密后的工作参数进行解密并与本地存储的工作参数相匹配，若匹配，则感控节点接收到正确的工作模式控制字，否则执行步骤202c；

步骤202c，主控节点向未接收到正确工作模式控制字的感控节点发送工作模式控制字，并判断向同一感控节点发送工作模式控制字的次数是否大于预设阀值，若是，则与所有感控节点停止协商配置，并向用户发送出现错误的感控节点的节点信息。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述标志信息用于记录感控节点的初始化信息，所述标志信息包括MAC地址，所述感控节点的节点信息包括感控节点的MAC地址、IP地址、用户指定助记符名称、工作模式控制字，以及根据所述工作模式控制字生成的测试用例。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述协商测试包括所述主控节点与感控节点针对工作模式是否正常进行协商测试，若存在工作模式异常的感控节点，则上报异常的感控节点至用户。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述协商测试包括如下步骤：

步骤301，主控节点发送所述测试用例至感控节点；

步骤302，感控节点根据所述测试用例进行仿真运行，发送仿真结果至主控节点；

步骤303，主控节点将仿真运行结果与存储在本地的测试用例相匹配，若两者相匹配，则感控节点工作模式正常，否则，中断协商，将上报未通过测试的感控节点至用户。

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