嵌入式智能硬件与上位机快速配置与交互方法设计与实现

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 嵌入式智能硬件与上位机快速配置 与交互方法设计与实现 摘要：在物联网的影响下， 目 前的智能家居可以说是物联化的体现， 智能家居通过物联网技术将家中的各种 设备连接在一起，提供从家电控制、防 盗报警、环境监测、家庭成员健康状况 监测等多种功能和手段1。但是目前存 在的智能家居设备与移动端之间的初始 化连接却存在着用户体验差，周期长等 缺点。本文提出了用多播的形式来进行 数据的传输的方法，传输效率高，用户 体验好。 中国论文网 /8/view-12898824.htm 关键词：物联网 智能家居 设备 连接 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中图分类号：TP274 文献标识码： A 文章编号： 1007-9416（2016）12- 0164-01 1 智能硬件与上位机交互系统存 在的问题 目前的智能家居的设计当中，家 居网络与外界的通信大多以路由器为媒 介加入到互联网当中，略微传统的交互 方式中，由智能硬件开启 AP，手机客 户端连入家居网络当中进行通信，或者 使用比较传统的 WPS 快速方式使得移 动设备加入到路由器的网络当中。目前， 这些交互方式均存在着用户体验差，周 期长，后期维护难等一系列的困难，不 利于用户的使用和整个的市场的推广。 2 智能硬件与上位机的交互设计 2.1 交互思路 智能家居系统中，家居的硬件需 要与移动端进行一定的数据交互2，而 路由器是两者连接的媒介，还负责与互 联网进行连接。但是智能硬件在初始化 的过程中需要得到路由器的连接信息才 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 能加入路由器网络。与传统的 PC 或者 移动端相比，智能硬件无法进行输入， 因此连入路由器的网络是一个巨大的问 题。 利用嵌入式设备和移动端交互中 的网络协议，在组播网络帧头中，有一 部分是保留的，我们可以把有效信息放 置于 802.11 帧头中我们可以利用这部分 来保存路由器信息和控制信息，然后不 断的进行广播，嵌入式设备收取广播帧 得到需要的信息，连接路由器，然后根 据其中的控制信息可以来进行硬件控制。 802.11 帧中 Address1 或 Address3 是目的 MAC 地址，可以使用 MAC 地址的后 1 个或 2 个字节进行有 效信息的传递。例如传输“AP_NAME” 需要 4 个 802.11 帧，帧的编号可以通过 报文长度来确定，如图 1 所示。 本文创新性的提出了一种利用多 播方式来实现嵌入式硬件与移动端进行 交互的设计方法。主要思想是基于 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 802.11 帧头的信息嵌入机制，具有很强 的灵活性以及可移植性。通过将路由器 信息嵌入到多播帧当中，嵌入式智能设 备能够快速的得到路由器信息并加入其 中。 2.2 数据传输 报文采用 UDP 的多播，传递到 智能硬件上的信息包括 SSID 长度， SSID，密码和密码的长度。长度的传输 和内容的传输应该分开。首先向固定的 IP 地址发送多播报文，IP 地址当中嵌入 SSID 和密码的长度。然后向另外一个 IP 地址中发送多播报文，IP 地址内嵌 SSID 和密码。考虑到 SSID 的长度，需 要修改 IP 地址，在其中加入一个顺序 位。智能硬件收到报文后，根据顺序位 组装收到的内容，然后根据 SSID 和密 码长度切分，最后就得到完整的 SSID 和密码。根据 SSID 和密码就可以去连 接路由器。 例如 SSID 为 test，密码为 12345678，前两位设置为 224 和 88，则 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 配置过程中手机 APP当循环向下列 地址发送多播报文。建议频率为 1 秒发 送 100 个包。报文格式如表 1 所示。 3 结语 综上所述，随着智能家居的发展， 智