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CN103529793A - 一种基于wifi的sta模式与ap模式的物联网控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种基于wifi的sta模式与ap模式的物联网控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于WIFI的STA模式与AP模式物联网控制系统及其控制方法，所述控制器内加载有AP软件控制模块和STA软件控制模块，所述AP软件控制模块控制WIFI模块通过AP信道与用户控制终端连接而实现AP直连控制，所述STA软件控制模块控制WIFI模块通过STA信号与无线路由器连接而实现STA跨互联网连接。用户可同时对物联网电器进行STA模式的互联网控制和AP模式的直连控制，也可以实现STA模式的互联网控制和AP模式的直连控制之间的自动切换功能。

Description

一种基于WIFI的STA模式与AP模式的物联网控制系统及其控制方法
[技术领域]
本发明涉及一种基于WIFI的STA模式与AP模式的物联网控制系统及其控制方法。
[背景技术]
目前的基于WIFI的物联网应用于智能家居，智能工业等领域，WIFI只能启用STA模式或AP模式。当控制设备的WIFI模块处于STA模式时，控制设备的WIFI模块是直接连接路由器，通过路由器连接到互联网进而与服务器进行通讯，用户即可通过可联网控制终端（智能手机，PC）进行跨互联网控制；当控制设备的WIFI模块处于AP模式时，具有WIFI功能控制终端可接入此设备AP，并且可以通过直连方式进行点对点控制。
目前，这种方式局限性在于当用户需要直连控制时，必须切换到AP模式，因此控制器设备的WIFI模块必须断开与路由器的连接，即也断开与网络服务器的连接，从而让具有WIFI功能的控制终端可接入此设备AP进行直连控制。同样，当用户需要进行跨互联网控制时，必须断开直连状态，进入STA模式，通过路由器接入互联网，使得可联网控制终端进行跨互联网控制。
物联网终端电器需要在STA模式与AP模式进行手动的切换时，导致终端产品只能选择一种工作状态或进行繁琐的操作，跨互联网连接或直连；并且无法同时启动以STA模式进行跨互联网和以AP模式进行直连控制。
[发明内容]
本发明克服了上述技术的不足，提供了一种基于WIFI的STA模式与AP模式物联网控制系统，用户可同时对物联网电器进行STA模式的互联网控制和AP模式的直连控制，也可以实现STA模式的互联网控制和AP模式的直连控制之间的自动切换功能。
为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种基于WIFI的STA模式与AP模式物联网控制系统，包括有控制器1，所述控制器1内加载有AP软件控制模块和STA软件控制模块，所述控制器1连接有物联网电器2、WIFI模块3，所述WIFI模块3内加载有AP信道和STA信道，所述WIFI模块3无线连接有用户控制终端4和无线路由器5，所述无线路由器5连接有用于记录物联网电器2信息的网络服务器6，所述网络服务器6与用户控制终端4进行无线连接，所述AP软件控制模块控制WIFI模块3通过AP信道与用户控制终端4连接而实现AP直连控制，所述STA软件控制模块控制WIFI模块3通过STA信号与无线路由器5连接而实现STA跨互联网连接，所述控制器1控制AP信道和STA信道同时启用或者相互间自动切换。
所述用户控制终端4为具有WIFI功能的智能手机或电脑。
一种基于WIFI的STA模式与AP模式同时启动的控制方法，其步骤如下：
第一步：在控制器1中加载AP软件控制模块和STA软件控制模块；
第二步：在WIFI模块3中加载AP信道和STA信道；
第三步：WIFI模块3对无线路由器5服务集标识进行扫描，并判断与控制器1历史记录中的服务集标识是否一致；
第四步：若为一致时，控制器1通过STA软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块3通过STA信道与无线路由器5建立跨互联网控制连接，否则控制器1检验无线路由器5服务集标识的身份是否正确；
第五步：当身份验证正确时，控制器1记录此无线路由器5服务集标识，并通过STA软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块3通过STA信道与无线路由器5建立跨互联网控制连接，重复第三步；
第六步：WIFI模块3对用户控制终端4的服务集标识进行扫描，并判断与控制器1历史记录中的服务集标识是否一致；
第七步：若为一致，控制器1通过AP软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块3通过AP信道与用户控制终端4建立直连控制连接，并且不关闭与无线路由器5STA信道连接，否则控制器1验证用户控制终端4服务集标识身份是否正确；
第八步：当控制器1验证用户控制终端4身份正确时，控制器1记录此用户控制器终端4服务集标识，通过AP软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块3通过AP信道与用户控制终端4建立直连控制连接，并且不关闭与无线路由器5STA信道连接，否则重复第五步；
一种基于WIFI的STA模式与AP模式相互间自动切换的控制方法，其步骤如下：
第一步：在控制器1中加载AP软件控制模块和STA软件控制模块；
第二步：在WIFI模块3中加载AP信道和STA信道；
第三步：控制器1检测是否收到网络服务器6的AP模式切换信号；
第四步：当控制器1没有检测到网络服务器6的AP模式切换信号时，WIFI模块3对无线路由器5服务集标识进行扫描，并判断是否与控制器1历史记录中的服务集标识一致；
第五步：若为一致，控制器1通过STA软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块3通过STA信道与无线路由器5建立跨互联网控制连接，否则控制器1验证无线路由器5服务集标识身份是否正确；
第六步：当身份验证正确时，控制器1记录此无线路由器5服务集标识，并通过STA软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块3通过STA信道与无线路由器4建立跨互联网控制连接，否则重复第三步；
第七步：当控制器1检测到网络服务器6的AP模式切换信号时，WIFI模块3扫描是否存在用户控制终端4的服务集标识；
第八步：若扫描到用户控制终端4的服务集标识，判断与控制器1历史记录中的服务集标识是否一致；
第九步：若为一致，控制器1通过AP软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块3通过AP信道与用户控制终端4建立直连控制连接，否则控制器1验证用户控制终端4的服务集标识身份是否正确；
第十步：当控制器1验证用户控制终端4身份正确时，控制器1记录此用户控制终端4服务集标识，并通过AP软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块3通过AP信道与用户控制终端4建立直连控制连接，否则重复第七步；
第十一步：若没有扫描用户控制终端4的服务集标识时，判断扫描时间是否为时间T；
第十二步：若扫描时间为时间T，则重复第二步，否则重复步骤第七步。
所述时间T为3分钟。
本发明的有益效果是：
1、本发明能同时对物联网电器进行STA模式的互联网控制和AP模式的直连控制，实现了终端状态、直连状态与跨互联网状态三者进行状态同步，使WIFI广泛应用在单个物联网电器中。
2、本发明实现了STA模式与AP模式同时连接，能直接对物联网电器进行控制，避免了跨互联网控制造成的延时，增强用户体现，同时能将物联网数据通过互联网存储到网络服务器中。
3、本发明实现了STA模式的互联网控制和AP模式的直连控制自动切换，代替了用户通过手动方式切换两种状态，提高了控制物联网电器的灵活性。
[附图说明]
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的STA模式与AP模式同时启动的控制方法流程图；
图3为本发明的STA模式与AP模式相互间自动切换的控制方法流程图。
[具体实施方式]
下面结合附图与本发明的实施方式作进一步详细的描述：
如图1所示，一种基于WIFI的STA模式与AP模式物联网控制系统，包括有控制器1，所述控制器1内加载有AP软件控制模块和STA软件控制模块，所述控制器1连接有物联网电器2、WIFI模块3，所述WIFI模块3内加载有AP信道和STA信道，所述WIFI模块3无线连接有用户控制终端4和无线路由器5，所述无线路由器5连接有用于记录物联网电器2信息的网络服务器6，所述网络服务器6与用户控制终端4进行无线连接，所述AP软件控制模块控制WIFI模块3通过AP信道与用户控制终端4连接而实现AP直连控制，所述STA软件控制模块控制WIFI模块3通过STA信号与无线路由器5连接而实现STA跨互联网连接，所述控制器1控制AP信道和STA信道用于同时启用或者相互间自动切换。
所述用户控制终端4为具有WIFI功能的智能手机或电脑。
一种基于WIFI的STA模式与AP模式同时启动的控制方法，其步骤如下：
步骤一、在控制器1中加载AP软件控制模块和STA软件控制模块；
步骤二、在WIFI模块3中加载AP信道和STA信道；
步骤三、WIFI模块3对无线路由器5服务集标识进行扫描，并判断与控制器1历史记录中的服务集标识是否一致；
步骤四、若为一致时，控制器1通过STA软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块3通过STA信道与无线路由器5建立跨互联网控制连接，否则检验无线路由器5服务集标识的身份是否正确；
步骤五、当身份验证正确时，控制器1记录此无线路由器5服务集标识，并通过STA软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块3通过STA信道与无线路由器5建立跨互联网控制连接，重复步骤三；
步骤六、WIFI模块3对用户控制终端4的服务集标识进行扫描，并判断与控制器1历史记录中的服务集标识是否一致；
步骤七、若为一致，控制器1通过AP软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块3通过AP信道与用户控制终端4建立直连控制连接，并且不关闭与无线路由器5STA信道连接，否则控制器1验证用户控制终端4服务集标识身份是否正确；
步骤八、当控制器1验证用户控制终端4身份正确时，控制器1记录此用户控制器终端4服务集标识，通过AP软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块3通过AP信道与用户控制终端4建立直连控制连接，并且不关闭与无线路由器5STA信道连接，否则重复步骤六；
控制器1与WIFI模块3通过UART主线进行连接与控制，实现WIFI模块3可同时在AP模式与STA模式状态下进行工作。
在控制器1中，同时启动AP控制软件模块和STA控制软件模块，两个控制软件模块同时工作，使得WIFI模块3建立AP通道和STA通道双通信信道。其中，AP通道，使WIFI模块3与用户控制终端进行直连控制的信道；STA通道，使WIFI模块3直接接入无线路由器5而与互联网连接的信道，通过互联网将物联网电器2的状态信息以及使用数据上传到网络服务器6中。
其中，控制器1为
Figure BDA0000398189410000071
CortexTM-M3/
Figure BDA0000398189410000072
CortexTM-M0或更高级别的ARM系列，并且控制器1设有预留接口（SPI/UART/GPIO/IIC等）与应用设备进行通讯。
当系统的状态发生一次改变时，WIFI模块3同时启用AP模式与STA模式时，系统的状态会通过无线路由器5将状态发送至网络服务器6后端进行同步。同时，系统的工作状态发送至正在与系统直连的用户控制终端4中，并且控制器1的工作状态也作出改变，使三者实现状态同步。
一种基于WIFI的STA模式与AP模式相互切换的控制方法，其步骤如下：
步骤一、在控制器1中加载AP软件控制模块和STA软件控制模块；
步骤二、在WIFI模块3中加载AP信道和STA信道；
步骤三、控制器1检测是否收到网络服务器6的AP模式切换信号；
步骤四、当控制器1没有检测到网络服务器6的AP模式切换信号时，WIFI模块3对无线路由器5服务集标识进行扫描，并判断是否与控制器1历史记录中的服务集标识一致；
步骤五、若为一致，控制器1通过STA软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块3通过STA信道与无线路由器5建立跨互联网控制连接，否则验证无线路由器5服务集标识身份是否正确；
步骤六、当身份验证正确时，控制器1记录此无线路由器5服务集标识，并通过STA软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块3通过STA信道与无线路由器4建立跨互联网控制连接，否则重复步骤三；
步骤七、当控制器1检测到网络服务器6的AP模式切换信号时，WIFI模块3扫描是否存在用户控制终端4的服务集标识；
步骤八、若扫描到用户控制终端4的服务集标识，判断与控制器1历史记录中的服务集标识是否一致；
步骤九、若为一致，控制器1通过AP软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块3通过AP信道与用户控制终端4建立直连控制连接，否则验证用户控制终端4的服务集标识身份是否正确；
步骤十、当控制器1验证用户控制终端4身份正确时，控制器1记录此用户控制终端4服务集标识，并通过AP软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块3通过AP信道与用户控制终端4建立直连控制连接，否则重复步骤七；
步骤十一、若没有扫描用户控制终端4的服务集标识时，判断扫描时间是否为时间T；
步骤十二、若扫描时间为时间T，则重复步骤三，否则重复步骤七。
其中，所述时间T为3分钟。
当WIFI模块3检测到用户控制终端4的服务集标识时，则发送命令让WIFI模块3从STA模式自动切换到AP模式。反之，若用户控制终端4离开此环境后，WIFI模块3在3分钟内检测不到用户控制终端4的服务集标识时，系统将从AP模式直连状态，自动切换到STA模式。

Claims (5)

1.一种基于WIFI的STA模式与AP模式物联网控制系统，其特征在于：包括有控制器（1），所述控制器（1）内加载有AP软件控制模块和STA软件控制模块，所述控制器（1）连接有物联网电器（2）、WIFI模块（3），所述WIFI模块（3）内加载有AP信道和STA信道，所述WIFI模块（3）无线连接有用户控制终端（4）和无线路由器（5），所述无线路由器（5）连接有用于记录物联网电器（2）信息的网络服务器（6），所述网络服务器（6）与用户控制终端（4）进行无线连接，所述AP软件控制模块控制WIFI模块（3）通过AP信道与用户控制终端（4）连接而实现AP直连控制，所述STA软件控制模块控制WIFI模块（3）通过STA信号与无线路由器（5）连接而实现STA跨互联网连接，所述控制器（1）控制AP信道和STA信道同时启用或者相互间自动切换。 
2.一种基于WIFI的STA模式与AP模式物联网控制系统，其特征在于：所述用户控制终端（4）为具有WIFI功能的智能手机或电脑。 
3.一种基于WIFI的STA模式与AP模式同时启动的控制方法，其步骤如下： 
a）在控制器（1）中加载AP软件控制模块和STA软件控制模块； 
b）在WIFI模块（3）中加载AP信道和STA信道； 
c）WIFI模块（3）对无线路由器（5）服务集标识进行扫描，并判断与控制器（1）历史记录中的服务集标识是否一致； 
d）若为一致时，控制器（1）通过STA软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块（3）通过STA信道与无线路由器（5）建立跨互联网控制连接，否则控制器（1）检验无线路由器（5）服务集标识的身份是否 正确； 
e）当身份验证正确时，控制器（1）记录此无线路由器（5）服务集标识，并通过STA软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块（3）通过STA信道与无线路由器（5）建立跨互联网控制连接，重复步骤c； 
f）WIFI模块（3）对用户控制终端（4）的服务集标识进行扫描，并判断与控制器（1）历史记录中的服务集标识是否一致； 
g）若为一致，控制器（1）通过AP软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块（3）通过AP信道与用户控制终端（4）建立直连控制连接，并且不关闭与无线路由器（5）STA信道连接，否则控制器（1）验证用户控制终端（4）服务集标识身份是否正确； 
h）当控制器（1）验证用户控制终端（4）身份正确时，控制器（1）记录此用户控制器终端（4）服务集标识，通过AP软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块（3）通过AP信道与用户控制终端（4）建立直连控制连接，并且不关闭与无线路由器（5）STA信道连接，否则重复步骤f。
4.一种基于WIFI的STA模式与AP模式相互间自动切换的控制方法，其步骤如下： 
i）在控制器（1）中加载AP软件控制模块和STA软件控制模块； 
j）在WIFI模块（3）中加载AP信道和STA信道； 
k）控制器（1）检测是否收到网络服务器（6）的AP模式切换信号； 
l）当控制器（1）没有检测到网络服务器（6）的AP模式切换信号时，WIFI模块（3）对无线路由器（5）服务集标识进行扫描，并判断是否与控 制器（1）历史记录中的服务集标识一致； 
n）若为一致，控制器（1）通过STA软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块（3）通过STA信道与无线路由器（5）建立跨互联网控制连接，否则控制器（1）验证无线路由器（5）服务集标识身份是否正确； 
m）当身份验证正确时，控制器（1）记录此无线路由器（5）服务集标识，并通过STA软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块（3）通过STA信道与无线路由器（4）建立跨互联网控制连接，否则重复步骤k； 
o）当控制器（1）检测到网络服务器（6）的AP模式切换信号时，WIFI模块（3）扫描是否存在用户控制终端（4）的服务集标识； 
p）若扫描到用户控制终端（4）的服务集标识，判断与控制器（1）历史记录中的服务集标识是否一致； 
q）若为一致，控制器（1）通过AP软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块（3）通过AP信道与用户控制终端（4）建立直连控制连接，否则控制器（1）验证用户控制终端（4）的服务集标识身份是否正确； 
r）当控制器（1）验证用户控制终端（4）身份正确时，控制器（1）记录此用户控制终端（4）服务集标识，并通过AP软件控制模块发送AT调制解调命令，控制WIFI模块（3）通过AP信道与用户控制终端（4）建立直连控制连接，否则重复步骤o； 
s）若没有扫描用户控制终端（4）的服务集标识时，判断扫描时间是否为时间T； 
t）若扫描时间为时间T，则重复步骤j，否则重复步骤o。 
5.根据权利要求4所述的一种基于WIFI的STA模式与AP模式相互切换的控制方法，其特征在于所述时间T为3分钟。 
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