用于实现智能终端设备的自动配网的方法和系统与流程

1.本发明涉及通信网络，更具体地，涉及用于实现智能终端设备的自动配网的方法和系统。


背景技术：

2.近年来，伴随着宽带中国、三网融合等国家战略推进，在智慧家庭业务探索过程中，智能终端设备和网关的网络配置(简称“配网”)问题已经成为行业发展的关注点，而配网的成功率、可靠性、安全性已经成为智能终端设备网络配置的技术改进需求。
3.目前智能终端设备接入网络常采用的方法是，终端设备(如手机、平板、智能家电等)先连接上无线路由器(access point，ap)，并在接入无线路由器所在网络后发送特殊格式的广播包或组播udp(user datagram protocol，用户数据报协议)包，进而由无线路由器转发该广播包或组播udp包到空中。待配网设备通过监听具有该特定格式的广播包或组播包的方式，来获取到无线路由的ssid(service set identifier，服务集标识)及密码，进而利用获取的ssid和密码接入网络。这些方式需要用户手动参与执行，步骤较复杂。并且无线环境复杂时会丢包严重，成功率不高，影响用户体验。
4.相应地，存在对于提高智能终端设备配网的便捷性、成功率、可靠性以及安全性的需要。本公开可提供一种终端接入方法和网关、云端服务器系统，能够实现自动实现配网并保证配网接入设备的合法性。


技术实现要素：

5.提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步的描述一些概念。本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
6.根据本发明的一个方面，提供了一种用于实现用户装备的自动配网的方法，该方法可由网络节点执行并且可包括：从该用户装备ue接收携带默认配网信息的probe request消息，该默认配网信息包括指示该ue支持自动配网的标志以及该ue将要自动连接的默认ssid；使用该默认ssid生成临时接入点ap；向该ue传送probe response消息；响应于该ue连接到该临时ap而与该ue建立临时通信链路；验证该ue的设备合法性；以及响应于确认该ue合法，经由该临时通信链路来向该ue传送该网络节点的配网信息。
7.根据本发明的进一步实施例，验证该ue的设备合法性可进一步包括：响应于经由该临时通信链路从该ue接收到唯一标识而向云服务器传送该唯一标识；以及从该云服务器接收设备合法性确认结果。根据本发明的进一步实施例，该方法还可包括：响应于该ue使用该网络节点的该配网信息来与该网络节点建立正式通信链路而关闭该临时ap。
8.根据本发明的一个方面，提供了一种用于实现用户装备的自动配网的方法，该方法可由该用户装备执行并且可包括：向网络节点传送携带默认配网信息的probe request消息，该默认配网信息包括指示该用户装备ue支持自动配网的标志以及该ue将要自动连接
的默认ssid；响应于从该网络节点接收到probe response消息而连接到该网络节点使用该默认ssid来生成的临时ap，以与该网络节点建立临时通信链路；经由该临时通信链路来向该网络节点传送该ue的唯一标识；以及响应于经由该临时通信链路从该网络节点接收到该网络节点的配网信息而使用该配网信息来连接到该网络节点，以与该网络节点建立正式通信链路。
9.根据本发明的进一步实施例，该方法还可包括：该默认配网信息被嵌入该probe request消息的厂商特定字段中。根据本发明的进一步实施例，该方法还可包括：该默认配网信息是本地随机生成的或者按照预定规律生成的。
10.根据本发明的一个方面，提供了一种用于实现用户装备的自动配网的系统，该系统包括：待自动配网的用户装备ue；云服务器；以及与该ue和该云服务器通信地耦合的网络节点，其中该ue、该网络节点以及该云服务器被配置成：该ue向该网络节点传送携带默认配网信息的probe request消息，该默认配网信息包括指示该ue支持自动配网的标志以及该ue将要自动连接的默认ssid；该网络节点响应于接收到该probe request消息而使用该默认ssid生成临时接入点ap；该网络节点向该ue传送probe response消息；该ue连接到该临时ap而与该临时ap建立临时通信链路；该ue经由该临时通信链路来向该网络节点传送该ue唯一标识；该网络节点将该ue的唯一标识传送给该云服务器；该云服务器至少部分地基于该唯一标识来确认该ue的设备合法性，并将设备合法性确认结果发送给该网络节点；响应于该ue被确认合法，该网络节点经由该临时通信链路来向该ue传送该网络节点的配网信息；以及该ue使用该配网信息与该网络节点建立正式通信链路。
11.根据本发明的进一步实施例，该默认配网信息是该ue本地随机生成的或者按照预定规律生成的。根据本发明的进一步实施例，该默认配网信息被嵌入该ue所传送的probe request消息的厂商特定字段中。根据本发明的进一步实施例，该ue传送给该网络节点的该默认配网信息被加密。
12.采用本发明的方法和系统，无需用户参与就能够实现智能终端设备的自动配网，降低了用户使用难度。同时交互使用单播数据，在保障用户体验的同时，成功率较高。
13.通过阅读下面的详细描述并参考相关联的附图，这些及其他特点和优点将变得显而易见。应该理解，前面的概括说明和下面的详细描述只是说明性的，不会对所要求保护的各方面形成限制。
附图说明
14.为了能详细地理解本发明的上述特征所用的方式，可以参照各实施例来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中示出。然而应该注意，附图仅示出了本发明的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为该描述可以允许有其它等同有效的方面。
15.图1解说了根据本发明的一实施例的网络系统的示例。
16.图2解说了根据本发明的一实施例的用于实现智能终端设备的自动配网的过程流的示例。
17.图3解说了根据本发明的一实施例的支持用于实现智能终端设备的自动配网的装置的框图。
具体实施方式
18.下面结合附图详细描述本发明，本发明的特点将在以下的具体描述中得到进一步的显现。
19.随着智慧家庭产业的不断发展，越来越多的智能终端设备能够接入家庭局域网，以实现互联互通(例如，实现智能终端设备的远程控制、上传智能终端设备采集的数据、等等)。为了使智能终端设备能够接入家庭局域网以便例如与外部网络内的其他设备通信，智能终端设备需要知晓家庭局域网的网关的(“上网”)ssid和密码。在本发明中，将网关的ssid和密码发送给智能终端设备，以使智能终端设备能够使用该ssid和密码来连接至网关的过程可以被称为“配网”。
20.如上所述，目前智能终端接入网络常采用的方法，只能终端设备(如手机、平板、智能家电等)先连接上无线路由器(access point，ap)，并在接入无线路由器所在网络后发送特殊格式的广播包或组播udp(user datagram protocol，用户数据报协议)包，进而由无线路由器转发该广播包或组播udp包到空中。待配网设备通过在各个信道监听具有该特定格式的广播包或组播包的方式，来获取到无线路由的ssid(service set identifier，服务集标识)及密码，进而利用获取的ssid和密码接入网络。这些方式需要用户手动参与执行，步骤较复杂。并且无线环境复杂时会丢包严重，成功率不高，影响用户体验。
21.图1解说了根据本发明的网络系统100的示例。网络系统100可以包括网关120。网关120也可被称为网间连接器、协议转换器等，并且可用于将一个网络与另一个网络相连接。在一个实施例中，例如在智慧家庭领域中，网关120可以是“光猫”和“路由器”的结合，并且负责连接家庭范围内的各类智能终端设备。在一个实施例中，接入点可支持ieee 802.11wi-fi标准协议。本领域技术人员可以理解，虽然图1中接入点与网关被示为集成在一起，但两者也可以是两个不同的硬件。应注意，本发明不限于智慧家庭领域，而是可应用于其中需要实现智能终端设备与网关之间的配网的任何其他领域。
22.网络系统100还可以包括一个或多个智能终端设备。应注意，虽然在图1中示出了一个智能终端设备(智能终端设备110)，但是本发明不限于一个智能终端设备，而是可以包括更多个智能终端设备。在本发明中，智能终端设备(也可被统称为用户装备ue)可以是指能够通过无线局域网协议(例如，wi-fi)连接到网关的任何设备(例如，智能摄像头、智能家居(智能音箱、智能电视、智能冰箱、智能洗衣机或其他智能家电)、智能插座、智能手机、平板电脑、笔记本电脑、移动单元、订户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动订户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手持机、用户代理、移动客户端、客户端、蜂窝电话、智能电话、会话发起协议(sip)电话、膝上型设备、个人数字助理(pda)、多媒体设备、平板设备、可穿戴设备、或任何其他类似的功能设备)。
23.此外，网络系统100可进一步包括云服务器130，该云服务器130负责确认智能终端设备的合法性。云服务器130可以例如是由网络运营商管理的网络实体(例如，服务器平台)，并且可以通过互联网来与网关120通信。
24.通过本发明的方法可实现智能终端设备的自动配网。智能终端设备在扫描网络(例如，开机自动扫描网络)时，利用ieee 802.11wi-fi标准协议中的probe request帧，将设备mac、默认配网信息等终端信息加密后通过vsie(vendor-specific information element，厂商特定信元)上报给网关。即，上述默认配网信息被嵌入所述probe request消
息的vsie字段中。此外，默认配网信息可以是本地随机生成的或者按照预定规律生成的，其例如可以包括指示智能终端设备支持自动配网的标志以及该智能终端设备自动连接的默认ssid。网关收到设备终端信息后，根据vsie是否具有指示该智能终端设备支持自动配网的标志来获得该智能终端设备自动连接的默认ssid，并且使用该ssid生成待配网终端设备默认连接的临时ap。随后网关回复probe response帧到待配网终端设备。待配网终端设备收到网关发出的probe response帧后发现临时ap创建成功，则待配网终端设备开始连接到网关创建的临时ap，打通网关和终端的连接通道。随后待配网终端设备和网关建立数据端口通信链路并协商通信密钥，待配网终端设备发送设备唯一标识到网关，网关收到后上报该待配网终端设备的唯一标识到云服务器以确认该待配网端设备的合法性。等云服务器确认该待配网终端设备的合法性后会发送正式上网ap的配网信息到待配网终端设备。例如，可通过ap的beacon帧，将wifi的ssid、password、加密方式、密钥交换信息等配网信息加密后通过vsie(vendor-specific information element，厂商特定信元)发送给智能终端设备。智能终端设备根据vsie中包含的ap下发的加密方式及密钥交换信息，对加密的配网信息解密后，获取wifi的ssid、密码，以连接到网络。
25.以上提到的probe/beacon帧是ieee 802.11wi-fi标准协议中所规定和使用的帧。beacon帧(即信标帧)是一种相当重要的维护机制，主要用于宣告某个网络的存在。定期发送的信标，可让移动工作站得知该网络的存在，从而调整加入该网络所必要的参数。在基础网络里，接入点负责发送beacon帧，beacon帧所及范围即为基本服务区域。在基础型网络里，所有沟通都必须通过接入点，因此工作站不能距离太远，否则无法接收到信标。
26.probe帧分为probe request帧(即探测请求帧)和probe response帧(即探测响应帧)。移动工作站将会利用probe request帧，扫描所在区域内目前有哪些802.11网络。如果probe request帧所探测的网络与之相容，该网络就会以probe response帧应答。
27.vsie(vendor-specific information element，厂商特定信元)是probe/beacon帧中常用的信息封装方式，例如无线多媒体(wmm)信息即是用的微软公司oui的vsie，可用来表示特定厂商扩展的信息。
28.本发明将自动配网所需的信息封装到vsie中，通过probe/beacon帧，完成家庭网关和智能终端设备之间的设备信息与配网信息的交互，实现智能终端自动配网。其中，自动配网所需的信息可包括设备id、bssid、mac地址、密钥、配网参数等信息。
29.在图1解说的示例中，例如，待配网终端设备110可能尚未连接至网关120并且希望加入该无线局域网。以下图2详细描述实现终端设备110与网关120之间的配网的过程流。
30.图2解说了根据本发明的一实施例的用于实现智能终端设备的自动配网的方法200的过程流的示例。该过程流200可以由待配网终端设备110、网关120、以及云服务器130来执行。
31.方法200可始于步骤205，待配网终端设备110将终端设备默认配网信息封装在probe request帧中发送给网关120。在本技术的一实施例中，根据ieee802.11wi-fi标准，智能终端设备可主动发送probe request帧来对周边网络进行扫描(例如，在该智能终端开机时主动发送probe request帧)。例如，终端设备默认配网信息可被封装在vsie内并添加到发送的probe request帧中。此外，终端设备默认配网信息可以是本地随机生成的或者按照预定规律生成的，并且可以经过加密在进行封装。终端设备默认配网信息可至少包括指
示该智能终端设备是否支持自动配网的标志(例如，一个比特的信息“0”指示智能终端设备支持自动配网，而“1”指示该智能终端设备不支持自动配网)以及该智能终端设备将要自动连接的默认ssid。因此，可基于来自智能终端设备的probe request帧中vsie封装信息中的该标志来判断终端设备是否支持自动配网。
32.在步骤210，网关120基于接收到的probe request帧中封装的终端设备默认配网信息来确定该待配网终端设备110是否支持自动配网。作为一个示例，网关的可启用vsie服务来解封装该probe request帧中用vsie封装的信息，并基于vsie中封装的具体数据(指示该智能终端设备是否支持自动配网的标志)来判断智能终端设备是否支持自动配网。进一步地，如果网关120确定待配网终端设备110支持自动配网，则使用vsie中所封装的默认ssid来生成临时接入点(ap)，并向该待配网终端设备110传送probe response消息。作为一个示例，临时ap是指该ap的创建和关闭不需用户感知，配网完成后即自动关闭。在本技术的一实施例中，网关可以同时创建多个临时ap，例如，16个临时ap可以支持16个智能终端设备同时接入。进一步地，可创建的临时ap的最大数量在资源足够的情况下可以增加。此外，该最大数量可以如本领域技术人员可领会地由用户/云端设备等根据实际网络情况来进行配置。
33.在步骤215，待配网能终端设备110响应于从网关120接收到probe response帧而接入临时ap。在步骤220，待配网终端设备110与网关120建立临时通信链路。作为一个示例，智能终端设备可经由临时通信链路来与网关协商加密方式、密钥等。附加地或替换地，probe response帧中也可以包括加密方式、密钥交换信息等等。例如，配网密钥可通过ecdh算法协商密钥或智能设备pin码与ecdh算法协商密钥组合加密生成的密钥作为配网密钥。
34.在步骤225，待配网终端设备110可经由该临时通信链路来向网关120传送设备唯一标识。作为示例，该设备唯一标识可以是设备mac、设备序列号(sn)、设备id、ctei码、或其他可唯一性地标识设备的字段。
35.在步骤230，网关120将该设备唯一标识传送给云服务器130。在步骤235，云服务器至少部分地基于该设备唯一标识来确认待配网终端设备110的合法性。作为一个示例，可以在云服务器平台录入智能终端设备的唯一标识和网关的映射关系，从而避免非法智能终端设备(例如，可盗取用户信息的非法设备)或不需要连接至该网关的智能终端设备(例如，邻居家的智能蓝牙音箱)进行配网。
36.在步骤240，网关120响应于云服务器130确认待配网终端设备110合法，而经由临时通信链路来向待配网终端设备110传送该网关120的配网信息。网关的配网信息可至少包括网关的ssid和密码。在本技术的一实施例中，网关可将配网信息封装在beacon帧中并发送给智能终端设备。可选地，配网信息可先经过加密再封装到beacon帧中。如之前提及的，配网信息也可通过vsie封装在beacon帧中进行发送。
37.在步骤245，待配网终端设备110基于所接收到的配网信息来接入网络。作为一个示例，智能终端设备可获取/解析beacon帧的vsie中封装的网关的ssid、密码、加密方式等配网信息，随后用该配网信息来连接至网关，以建立正式通信链路。此外，网关120还可响应于建立正式通信链路而关闭临时ap，从而结束自动配网过程。附加地或替换地，网关也可以按一定的周期关闭所创建的临时ap和/或在临时ap达到一定阈值之后关闭最早创建的一个或多个临时ap，以关闭由于智能终端设备配网失败而没有触发关闭临时ap，从而避免生成
的临时ap数目超出网关所支持的最大数目而影响后续待配网终端设备进行配网。
38.在本技术的另一实施例中，在网络密码修改的情况下，可以不执行特殊的重配网操作，而是由智能终端设备重新执行上述自动配网过程(触发智能终端设备执行步骤205至步骤245)，以使得网关将新配网信息以原方式发送给智能终端设备，使其能够快速重配网。
39.图3解说了支持用于实现智能终端设备的自动配网的装置300的框图。装置300可包括处理器320、存储器325、软件330、收发机335以及接口340。应当注意，装置300还可包括其他未示出的组件。上述组件可经由一条或多条总线(例如，总线310)处于电子通信。处理器320可包括智能硬件设备(例如，通用处理器、数字信号处理器(dsp)、中央处理单元(cpu)、微控制器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑组件、分立的硬件组件、或者其任何组合)。在一些情形中，处理器320可被配置成使用存储器控制器来操作存储器阵列。在其他情形中，存储器控制器可被集成到处理器320中。处理器320可被配置成执行存储器325中所储存的计算机程序以执行各种功能(例如，支持基于专用ssid来将智能终端设备接入网络的各功能或任务)。存储器325可包括随机存取存储器(ram)和只读存储器(rom)。存储器325可存储包括指令的计算机可读、计算机可执行软件330，这些指令在被执行时使得处理器执行本文中描述的各种功能。软件330可包括用于实现本公开的各方面的代码，包括用于支持基于专用ssid来将智能终端设备接入网络的代码。收发机335可经由接口340与外围设备进行通信(例如，向/从局域网内的智能终端设备传送/接收数据、与外部网络中的网络实体通信等)。接口340可以是有线接口(例如，网线接口、光纤接口等)。接口340也可以是无线接口(例如，wi-fi接口等)。
40.在一个实施例中，装置300可以是网关或网关的一部分。在此情形中，装置300的处理器320可被配置成：从该用户装备ue(诸如智能终端设备)接收携带默认配网信息的probe request消息，该默认配网信息包括指示该ue支持自动配网的标志以及该ue将要自动连接的默认ssid；使用该默认ssid生成临时接入点ap；向该ue传送probe response消息；响应于该ue连接到该临时ap而与该ue建立临时通信链路；验证该ue的设备合法性；以及响应于确认该ue合法，经由该临时通信链路来向该ue传送该网络节点的配网信息。
41.在另一个实施例中，装置300可以是智能终端设备或智能终端设备的一部分。在此情形中，装置300的处理器320可被配置成：向网络节点传送携带默认配网信息的probe request消息，该默认配网信息包括指示该用户装备ue(诸如智能终端设备)支持自动配网的标志以及该ue将要自动连接的默认ssid；响应于从该网络节点接收到probe response消息而连接到该网络节点使用该默认ssid来生成的临时ap，以与该网络节点建立临时通信链路；经由该临时通信链路来向该网络节点传送该ue的唯一标识；以及响应于经由该临时通信链路从该网络节点接收到该网络节点的配网信息而使用该配网信息来连接到该网络节点，以与该网络节点建立正式通信链路。
42.以上描述了根据本发明的实现智能终端设备自动配网的系统、方法和装置，相对现有技术而言，本发明的方法至少具有以下优点：
43.(1)对未配网智能终端设备的“探针”能力，即使未配网的智能终端设备，也能被侦测和定位；
44.(2)通过智能终端设备主动发起probe request配网请求实现待配网终端设备自动发现，实现用户无感配网的功能，即，网关自动发现智能终端设备，无需输入账号密码，该
智能终端设备即可自动配网；
45.(3)网关通过probe request帧携带的默认配网信息来生成临时ap并建立临时通信链路，在确认智能终端设备合法性后下发正式配网信息以建立正式通信链路，自动完成配网，降低了用户使用难度；
46.(4)交互使用单播数据，成功率较高，并且进行了智能终端设备信息的验证，保证了待配网终端设备的准确性及安全性；以及
47.(5)支持智能终端设备断网改密再次自动配网重连，实现了智能终端网络连接的稳定性。
48.尽管目前为止已经参考附图描述了本发明的各方面，但是上述方法、系统和装置仅是示例，并且本发明的范围不限于这些方面，而是仅由所附权利要求及其等同物来限定。各种组件可被省略或者也可被等同组件替代。另外，也可以在与本发明中描述的顺序不同的顺序实现所述步骤。此外，可以按各种方式组合各种组件。也重要的是，随着技术的发展，所描述的组件中的许多组件可被之后出现的等同组件所替代。对本公开的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且本文中所定义的普适原理可被应用于其他变形而不会脱离本公开的范围。由此，本公开并非被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文所公开的原理和新颖特征相一致的最广范围。