CN108391238A - 无线mesh网络的配网方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无线MESH网络的配网方法，该配网方法包含：未配网MESH智能设备通过向空中发送包含自身信息的探索请求数据，如预设时间内没有收到已配网设备发来的包含加密无线MESH网络信息的探索响应数据或探索响应数据的数据错误，设备则进入蓝牙配网模式；则否未配网MESH智能设备解密探索响应帧得到的信息，完成网络信息的配置自动加入MESH网络。通过本发明用户只需对购买的MESH智能设备中的任意一个设备进行配网，即可完成整个MESH网络设备的配网工作，配网快速安全，操作方便。

Description

无线MESH网络的配网方法

技术领域

本发明涉及了一种配网技术，具体涉及一种无线MESH网络的配网方法。

背景技术

随着物联网技术的迅速发展，智能设备也越来越普及，尤其是智能家电。WIFI模块作为智能设备的一部分，对智能设备的远程控制功能起着至关重要的作用。而对智能设备首要要解决的就是配网问题。智能设备的首次配网，其实就是对里面WIFI模块的配网。这个过程简单来讲就是把WIFI模块初始化后，连到家里的无线路由器上。

目前流行的WIFI配网模式一般有以下两种：

第一种是基于WIFI模块的SoftAP模式：让手机处于Station模式，然后手机去连接智能设备起的AP，二者组成局域网。然后手机会把需要连接的路由器的SSID及密码发送给智能设备，而后智能设备会主动去连接这个路由器，完成连接。

第二种是基于WIFI模块的Sniffer模式：让智能设备处于混杂模式下，监听网络中的所有报文。手机APP将SSID和密码编码到UDP报文中，通过广播或组播把报文发送出去，智能设备接收到UDP报文后会进行解码，得到正确的SSID和密码，然后主动连接该SSID对应的路由器，完成连接。

传统的一键配置(smartconfig)、SoftAP配网、蓝牙配网等方式，配网速度慢、安全性差，在面对同时给数百个智能设备配网的需求时，显得力不从心。其主要缺点如下：

1）用户体验差：基于SoftAP的方式可以保证配置成功，但是用户体验不友好。因为它要求手机先连接到SoftAP上，无论是手动的（iOS）还是自动的（Android），配置完成后再切换回来。在此期间，手机会中途断开原先所连着的路由器，失去与互联网的连接。

2）不安全，成功率低：智能配置虽然方便，但是在WiFi环境很复杂的情况下，还是有一定失败的概率。手机要把路由器的密码传送给WIFI模块，如果是明文的话，很容易被截取，从而给WIFI网络带来了极大的安全隐患。

3）速度慢：采用SoftAP和智能配置配网时，每个设备都需经过一一与云端交互，完成绑定等操作，配网时间通常需要10秒左右；而在智能设备高达数百个时，使用WIFI MESH技术只需要几十分钟就能完成对所有设备的配网。

4）距离近：采用SoftAP、智能配置和蓝牙配网等方式配网时，手机都必须靠近智能设备；而处于WIFI MESH中的叶子结点设备是通过MESH网络来完成数据通信的，因此与路由器相距很远时，用户可能就需要将所有远端设备配网成功后才能安装。

5）兼容性差：传统的配网方式需要借助手机、路由器等设备，但是由于手机、路由器产商多如牛毛，因此配网常常因为各种兼容性问题而导致配网失败。

发明内容

本发明提供一种无线MESH网络的配网方法，只需对MESH网络中一个设备进行配网，即可通过联网完成MESH网络中其余设备的配网。

为实现上述目的，本发明提供一种无线MESH网络的配网方法，其特点是，该配网方法包含：

初始智能设备在当前MESH网络环境的无线信道中预设时间内没有收到已配网设备的探索响应数据，则对该初始智能设备进行MESH网络蓝牙配网；

当前MESH网络环境中未配网设备通过已配网的初始智能设备完成MESH网络自动配网。

上述初始智能设备在当前MESH网络环境的无线信道中，预设时间内收到已配网设备的探索响应数据，则直接通过该已配网设备进行MESH网络自动配网。

上述MESH网络蓝牙配网的方法包含：

移动终端连接初始智能设备并进行防伪认证；

通过防伪认证后移动终端将MESH网络配置信息通过公钥加密后通过蓝牙发送至初始智能设备；

初始智能设备通过eFuse中的私钥解密并读取MESH网络配置信息进行配网。

上述初始智能设备配网完成后，移动终端蓝牙广播，让当前MESH网络环境中未配网设备进行MESH网络自动配网。

上述初始智能设备配网的方法包含：

初始智能设备通过解密的MESH网络配置信息连接路由器；

初始智能设备上报其设备状态至移动终端。

上述移动终端连接初始智能设备并进行防伪认证的方法包含：

移动终端扫描蓝牙广播包，获取初始智能设备的设备信息；

移动终端将初始智能设备的设备信息上传云端服务器，查询是否防伪认证和用户绑定；若是，则获取该初始智能设备的公钥；若否，则移动终端输出智能设备进行防伪认证及用户绑定的提示信息。

上述MESH网络自动配网的方法包含：

当前MESH网络环境中未配网的智能设备持续发送携带设备信息的探索请求数据包；

已配网的初始智能设备接收未配网的智能设备的探索请求数据包接收该未配网的智能设备的信息并进行防伪认证；

通过防伪认证后初始智能设备将MESH网络配置信息通过公钥加密后通过探索响应数据包发送至该未配网的智能设备；

未配网的智能设备通过eFuse中的私钥解密并读取MESH网络配置信息进行配网加入MESH网络。

上述未配网的智能设备进行防伪认证的方法包含：

初始智能设备连接云端服务器，解析出未配网的智能设备的设备信息；

在用户信息绑定的设备信息列表中查询是否与用户信息完成绑定；若是，则通过防伪认证；若否，则移动终端上输出智能设备防伪认证及用户绑定的提示信息。

上述智能设备建立防伪认证的方法包含：

在用户初次使用智能设备前，通过移动终端或扫描枪扫描智能设备上的二维码；

移动终端或扫描枪解析智能设备信息；

移动终端或扫描枪输入用户信息；

移动终端或扫描枪登陆云端服务器，通过设备信息进行防伪认证；

若设备信息通过防伪认证，则将设备与用户信息绑定，存储在云端服务器；

若设备信息未通过防伪认证，则提示该智能设备为假冒伪劣产品。

上述配网方法还包含智能设备的密钥烧录方法，其包含：

在智能设备生产过程中，密钥烧录设备接收智能设备的设备信息；

密钥烧录设备通过RSA加密算法得出该智能设备的公钥和私钥；

智能设备的公钥和设备信息存储于云端服务器；

智能设备的私钥存储于智能设备的eFuse内。

本发明无线MESH网络的配网方法和现有技术的配网方法相比，其优点在于，本发明配网过程中的数据交换都是加密的，只有设备能对数据解密，保证了配网的安全性；

本发明的配网方式，在用户购买前就完成了设备的绑定，所以用户只需要对无线MESH数百个设备之中的任意一个配网后，其余的设备均会由已配网的设备自动完成配网的过程，操作方便；

由于所有的智能设备购买时就进行了防伪认证和用户绑定，所以从根本上防止了假冒伪劣产品对用户造成的影响，防伪策略周全；

本发明由于设备配网过程省去了密钥的交换、设备的绑定，并且支持多个设备同时配网，因此配网速度极快；

本发明由于设备之间采用的智联配网方式不通过手机和路由器，因此不存在由于手机、路由器型号不同所引发的兼容性问题，极大的提高了配网的成功率；

本发明只要新设备周围存在已的设备就可以直接加入 WIFI MESH 网络之中，无需关心设备与手机、路由器之间的距离，配网范围大。

附图说明

图1为本发明无线MESH网络的配网方法中密钥烧录方法的流程图；

图2为本发明无线MESH网络的配网方法中防伪认证方法的流程图；

图3为本发明无线MESH网络的配网方法的配网流程图；

图4为本发明无线MESH网络的配网方法中MESH网络蓝牙配网方法的流程图；

图5为本发明无线MESH网络的配网方法中MESH网络自动配网方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。

无线Mesh网络，即WIFI MESH网络，无线网状网络，也称为“多跳（multi-hop）”网络，它是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。无线网状网是一种基于多跳路由、对等网络技术的新型网络结构，具有移动宽带的特性，同时它本身可以动态地不断扩展，自组网、自管理，自动修复、自我平衡。

如图1所示，本发明无线MESH网络的配网方法中在智能设备生产时对每一个智能设备进行唯一对应的密钥烧录，该密钥烧录方法具体包含以下步骤：

S101、在智能设备生产过程中，将需要烧录密钥的智能设备的设备信息录入密钥烧录工具。

其中，智能设备均特指符合 WIFI MESH 协议的智能设备

S102、密钥烧录工具通过RSA加密算法为每一个智能设备生成唯一的密钥。

其中，密钥包含用于加密的公钥和用于解密的私钥。

RSA加密算法是现今使用最广泛的公钥密码算法，这种非对称加密体系不要求通信双方事先传递密钥或有任何约定就能完成保密通信，并且密钥管理方便，可实现防止假冒和抵赖，因此，更适合网络通信中的保密通信要求。

S103、判断密钥烧录工具生成的密钥是公钥还是私钥；若是私钥，则跳转到S104，若是公钥则跳转到S105。

S104、智能设备的私钥存储于该智能设备的eFuse内。

其中， eFuse，即e-fuse，e-fuse初始都是1，当且仅能一次把1改成0。可以这么理解ROM的数据只能写一次，通常用于保护关键数据，出厂时写入一次，以后每次都是读取。

S105、智能设备的公钥和设备信息存储于云端服务器。

如图2所示，本发明无线MESH网络的配网方法中，在用户初次使用智能设备前，即完成了防伪认证流程。

本实施例中，当客户购买设备时，销售人员会根据用户提供的用户信息，完成用户与设备的绑定和设备的防伪校验，设备认证和绑定过程也可由用户自行完成。该防伪认证方法具体包含以下步骤：

S201、销售时，通过例如手机等移动终端或扫描枪扫描智能设备上的二维码。

S202、移动终端或扫描枪解析智能设备的设备信息。设备信息包含：型号、MAC地址等信息。

S203、移动终端或扫描枪通过相关的APP或应用输入用户信息。

S204、移动终端或扫描枪登陆云端服务器，将设备MAC地址与服务器上拥有的MAC进行防伪认证。

S205、判断是否通过防伪认证，若是则跳转到S206，若否则跳转到S207。

S206、若设备信息通过防伪认证，则将设备与用户信息绑定，存储在云端服务器。

S207、若设备信息未通过防伪认证，则提示该智能设备为假冒伪劣产品。

本发明公开了一种无线MESH网络的配网方法，如果用户当前环境中已存在智能设备，用户无需进行任何配网等操作，智能设备会从已经配网的设备中获取路由器和 WIFIMESH 信息，加入 WIFI MESH 中。如果用户为第一次购买智能设备，则只需输入路由器和WIFI MESH 信息，然后通过蓝牙完成 WIFI MESH 网络的配置。

如图3所示，该一种无线MESH网络的配网方法具体包含以下步骤：

S301、初始智能设备在当前MESH网络环境的无线信道中发送探索请求数据（proberequest数据）。

这里设移动终端在当前MESH网络环境中搜索到信号最强的智能设备，将其作为第一个进行蓝牙配网的智能设备，该智能设备定义为初始智能设备。

S302、初始智能设备判断在当前MESH网络环境的无线信道中，在预设时间内，是否有收到已配网设备的探索响应数据（probe response数据）或探索响应数据的数据错误，其中探索响应数据也称探索响应帧。若是则跳转到S303，若否则跳转到S304。

S303、说明当前MESH网络环境中已经有初始智能设备完成配网，则当前MESH网络环境中未配网智能设备通过已配网的初始智能设备完成MESH网络自动配网。

S304、说明当前MESH网络环境中还没有智能设备完成配网，该初始智能设备进行MESH网络蓝牙配网，在初始智能设备完成配网后再通过MESH网络自动配网对当前MESH网络环境中的未配网智能设备进行配网。

如图4所示，上述MESH网络蓝牙配网的方法，其流程具体包含以下步骤：

S410、移动终端通过APP在当前MESH网络环境中扫描蓝牙广播包，获取信号强度最强的初始智能设备的设备信息。

S420、移动终端将初始智能设备的设备信息上传云端服务器，查询是否通过防伪认证和用户绑定；若是，则跳转到S430，若否则跳转到S421。

S421、移动终端输出智能设备进行防伪认证及用户绑定的提示信息。

S430、通过防伪认证和用户绑定，则获取该初始智能设备的公钥。

S440、移动终端上输入无线MESH网络路由器及无线MESH配置信息。

S450、移动终端通过公钥对路由器及无线MESH配置信息进行加密，并通过蓝牙发送至初始智能设备。

S460、初始智能设备获取信息后，读取eFuse中的私钥，通过eFuse中的私钥对加密的路由器及无线MESH配置信息解密。

S470、初始智能设备通过获取的路由器信息，连接路由器，并向移动终端上报其设备状态。

S480、移动终端收到初始智能设备的设备状态，发送蓝牙广播，让当前无线MESH网络环境中未配网设备的进行MESH网络自动配网。

如图5所示，为上述MESH网络蓝牙配网的方法，其具体包含以下步骤：

S510、当前MESH网络环境中未配网的智能设备持续发送携带设备信息的探索请求数据包（Probe Request 数据包）。

S520、已配网的初始智能设备接收未配网的智能设备的探索请求数据包，并解析智能设备的设备信息。

S530、初始智能设备连接云端服务器，解析出未配网的智能设备的设备信息；在用户信息绑定的设备信息列表中查询是否与用户信息完成绑定和防伪认证。若是，则跳转到S540，若否则跳转到S531。

S531、移动终端上输出智能设备防伪认证及用户绑定的提示信息。

S540、通过防伪认证后初始智能设备或者该未配网智能设备的公钥。

S550、初始智能设备使用公钥对路由器及无线MESH网络信息进行加密，并通过探索响应数据包发送至该未配网的智能设备。

S560、未配网的智能设备获取探索响应数据包后，通过其eFuse中的私钥对路由器及无线MESH网络信息解密。

S570、未配网的智能设备读取MESH网络配置信息进行配网，加入MESH网络。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种无线MESH网络的配网方法，其特征在于，该配网方法包含：

初始智能设备在当前MESH网络环境的无线信道中预设时间内没有收到已配网设备的探索响应数据，则对该初始智能设备进行MESH网络蓝牙配网；

当前MESH网络环境中未配网设备通过已配网的初始智能设备完成MESH网络自动配网。

2.如权利要求1所述的无线MESH网络的配网方法，其特征在于，所述初始智能设备在当前MESH网络环境的无线信道中，预设时间内收到已配网设备的探索响应数据，则直接通过该已配网设备进行MESH网络自动配网。

3.如权利要求1所述的无线MESH网络的配网方法，其特征在于，所述MESH网络蓝牙配网的方法包含：

移动终端连接初始智能设备并进行防伪认证；

通过防伪认证后移动终端将MESH网络配置信息通过公钥加密后通过蓝牙发送至初始智能设备；

初始智能设备通过eFuse中的私钥解密并读取MESH网络配置信息进行配网。

4.如权利要求3所述的无线MESH网络的配网方法，其特征在于，所述初始智能设备配网完成后，移动终端蓝牙广播，让当前MESH网络环境中未配网设备进行MESH网络自动配网。

5.如权利要求3所述的无线MESH网络的配网方法，其特征在于，所述初始智能设备配网的方法包含：

初始智能设备通过解密的MESH网络配置信息连接路由器；

初始智能设备上报其设备状态至移动终端。

6.如权利要求3所述的无线MESH网络的配网方法，其特征在于，所述移动终端连接初始智能设备并进行防伪认证的方法包含：

移动终端扫描蓝牙广播包，获取初始智能设备的设备信息；

移动终端将初始智能设备的设备信息上传云端服务器，查询是否完成防伪认证和用户绑定；若是，则获取该初始智能设备的公钥；若否，则移动终端输出智能设备进行防伪认证及用户绑定的提示信息。

7.如权利要求1所述的无线MESH网络的配网方法，其特征在于，所述MESH网络自动配网的方法包含：

当前MESH网络环境中未配网的智能设备持续发送携带设备信息的探索请求数据包；

已配网的初始智能设备接收未配网的智能设备的探索请求数据包接收该未配网的智能设备的信息并进行防伪认证；

通过防伪认证后初始智能设备将MESH网络配置信息通过公钥加密后通过探索响应数据包发送至该未配网的智能设备；

未配网的智能设备通过eFuse中的私钥解密并读取MESH网络配置信息进行配网加入MESH网络。

8.如权利要求7所述的无线MESH网络的配网方法，其特征在于，所述未配网的智能设备进行防伪认证的方法包含：

初始智能设备连接云端服务器，解析出未配网的智能设备的设备信息；

在用户信息绑定的设备信息列表中查询是否与用户信息完成绑定；若是，则通过防伪认证；若否，则移动终端上输出智能设备防伪认证及用户绑定的提示信息。

9.如权利要求1至8中任意一项权利要求所述的无线MESH网络的配网方法，其特征在于，所述智能设备建立防伪认证的方法包含：

在用户初次使用智能设备前，通过移动终端或扫描枪扫描智能设备上的二维码；

移动终端或扫描枪解析智能设备信息；

移动终端或扫描枪输入用户信息；

移动终端或扫描枪登陆云端服务器，通过设备信息进行防伪认证；

若设备信息通过防伪认证，则将设备与用户信息绑定，存储在云端服务器；

若设备信息未通过防伪认证，则提示该智能设备为假冒伪劣产品。

10.如权利要求1至8中任意一项权利要求所述的无线MESH网络的配网方法，其特征在于，所述配网方法还包含智能设备的密钥烧录方法，其包含：

在智能设备生产过程中，密钥烧录设备接收智能设备的设备信息；

密钥烧录设备通过RSA加密算法得出该智能设备的公钥和私钥；

智能设备的公钥和设备信息存储于云端服务器；

智能设备的私钥存储于智能设备的eFuse内。