一种使用Wi-Fi标签监测目标对象的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域，更具体地，涉及一种使用W1-Fi标签监测目标对象的方法。
【背景技术】
[0002]针对现实生活中的物品丢失和失窃等问题，现有技术主要采用蓝牙、RFID及W1-Fi等协议来监控目标对象，现有技术的方案具体如下:
(1) 一种基于手机蓝牙的个人物品监控系统，其中，监控设备定期与安装在目标对象上的蓝牙标签进行握手通信来判断目标对象是否在监控范围内。
[0003](2) —种基于蓝牙的物品监控方法及装置，其中，安装在目标对象上的蓝牙标签与监控设备通过预定义的唯一配对码来相互识别。监控设备定期与蓝牙标签进行握手通信来判断目标对象是否在监控范围内。监控设备可同时监控多个对象。
[0004](3)—种使用无源RFID标签的物品防丢器，其中，监控设备定期扫描附着在目标对象上的无源RFID标签来判断目标对象是否在监控范围内。
[0005](4) 一种使用W1-Fi模块防止移动终端丢失的方法及系统，其中，搭载有W1-Fi模块的监控设备分别在tl和t2(>tl)时刻获取同一热点的信号强度si和s2。假设热点在[tl, t2)时间内位置保持不变，若sl/s2小于预设阀值，则监控设备判定目标对象超出监控范围并启动报警程序。
[0006]以上方案的缺陷在于:蓝牙和无源RFID标签的有效通信距离一般不超过10米，监控范围小；监控设备在长期监控过程中需定期与蓝牙标签建立点对点通信连接来确认标签是否存在，电量开销大；W1-Fi热点信号强度的采样准确性易受环境影响，可行性低。
【发明内容】
[0007]为解决上述问题，本发明提出一种使用W1-Fi标签监控目标对象的方法，该方法具有监控范围大、电量开销小、安全性高和兼容性好的优点。
[0008]为实现以上发明目的，采用的技术方案是:
一种使用W1-Fi标签监测目标对象的方法，通过搭载有W1-Fi模块的监控设备Μ监控安装在目标对象上的标签L来实现对目标对象的监控，包括以下步骤:
5101:标签L在其信号覆盖范围内广播自身的SSID ;
5102:监控设备Μ通过个人登录模式请求登录标签L ;
5103:标签L和监控设备Μ进行四次握手，并对监控设备Μ输入的个人登录模式的预共享密钥Ρ进行验证；若验证成功，则记录握手过程中产生的ANonce和SNonce ;若验证失败，则跳转执行步骤S106 ；
5104:标签L和监控设备Μ根据ANonce、SNonce和预共享密钥ρ生成一个相同的随机数序列R并分别在本地保存R的副本R1和R2 ；
5105:标签L循环广播R1中的随机数，监控设备Μ定期扫描标签L广播的随机数并将扫描到的随机数与R2中的随机数进行比较来确认标签L的存在和真伪；
S106:结束。
[0009]上述方案中，使用ANonce、SNonce和预共享密钥来生成随机数序列，从而只有W1-Fi标签和与其成功四次握手的监控设备能够生成相同的随机数序列，所以该方法的安全性较高；且在具体使用的时候用户无需修改W1-Fi协议便可将方法部署在现有W1-Fi设备上，其兼容性较好；而由于监控设备在初始监控阶段通过个人登录模式访问W1-Fi标签来确认其真伪，在此后监控设备定期扫描W1-Fi标签广播的随机数来长期监控标签的存在与真伪，在此过程中，监控设备无需与标签重新建立通信连接，因此其所需的电量开销大大降低；同时由于W1-Fi标签的通信距离可达百米，所以本发明提供的方法的监控范围与现有技术相比，得到了较大的扩展。
[0010]优选地，步骤S105中，标签L循环广播R1中的随机数的步骤具体如下:
5201:标签L循环地选取随机数X在R1中的后继rl，随机数x初始为R1中位于最右端的随机数；
5202:标签L将随机数rl嵌入SSID并广播该SSID ；
5203:标签L判断是否继续广播下一个随机数；若是，则将X更新为rl并跳转执行步骤
S201；
5204:返回。
[0011]优选地，步骤S202中，标签L可按如下方式在SSID中嵌入随机数rl:将rl嵌入SSID的左端，或者将rl嵌入SSID的右端。
[0012]优选地，步骤S105中，监控设备Μ确认标签L的存在和真伪的具体过程如下:
5301:监控设备Μ扫描标签L广播的嵌有随机数的SSID并从中提取随机数rl ;
5302:监控设备Μ按照标签L循环选取随机数X在Rl中的后继rl的方式循环选取随机数y在R2中的后继r2，随机数y初始为R2中位于最右端的随机数；
5303:监控设备Μ判断rl是否等于r2 ;若否，则监控设备Μ启动报警程序并跳转执行步骤S305 ；
5304:监控设备Μ判断是否继续扫描标签L广播的随机数；若是，则将y更新为r2并跳转执行步骤S301 ;
5305:返回。
[0013]优选地，步骤S105中，监控设备Μ确认标签L的存在和真伪的具体过程如下:
5401:监控设备Μ扫描标签L广播的嵌有随机数rl的SSID并从SSID中提取rl ;
5402:监控设备Μ按一定方式从R2中选取d个随机数组成一个子序列W ；
5403:监控设备Μ判断rl是否与W中的某个随机数相等；若否，则监控设备Μ启动报警程序并跳转执行步骤S405 ;
S404:监控设备Μ判断是否继续扫描标签L广播的随机数；若是，则跳转执行步骤S401 ；
S405:结束。
[0014]优选地，步骤S104中，生成随机数序列R的具体过程如下:标签L和监控设备Μ将预共享密钥Ρ的字符编码与ANonce和SNonce相加来得到一个整数m，然后通过平方取中法计算m为随机种子的随机数序列R。
[0015]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
(1)安全性高:使用ANonce、SNonce和预共享密钥来生成随机数序列，从而只有Wi_Fi标签和与其成功四次握手的监控设备能够生成相同的随机数序列。
[0016](2)兼容性好:无需修改W1-Fi协议便可将所述方法部署在现有W1-Fi设备上。
[0017](3)电量开销小:监控设备在初始监控阶段通过个人登录模式访问W1-Fi标签来确认其真伪，此后，监控设备定期扫描W1-Fi标签广播的随机数来长期监控标签的存在与真伪，在此过程中，监控设备无需与标签重新建立通信连接。
[0018](4)范围广:Wi_Fi标签的通信距离可达百米。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的系统结构图；
图2为本发明提供的方法的流程图；
图3为WPA-PSK/WPA2-PSK个人登录模式的四次握手时序图；
图4为本发明的W1-Fi标签循环广播随机数序列的【具体实施方式】的流程图；
图5为本发明的监控设备定期扫描W1-Fi标签广播的随机数来确认标签的存在和真伪的【具体实施方式】的流程图；
图6为本发明的监控设备定期扫描W1-Fi标签广播的随机数来确认标签的存在和真伪的另一种【具体实施方式】的流程图；
图7为本发明的W1-Fi标签循环广播随机数序列的【具体实施方式】的示例图；
图8为本发明的监控设备定期扫描W1-Fi标签广播的随机数来确认标签的存在和真伪的【具体实施方式】的示例图。
【具体实施方式】
[0020]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
实施例1
图1为本发明的系统结构图，其中W1-Fi标签安装在目标对象上，监控设备Μ是一台搭载有W1-Fi通信模块的手机、平板或笔记本电脑等智能设备。
[0021]如图2所示，监控设备Μ使用W1-Fi标签L监控目标对象的一种【具体实施方式】S10为:
5101:标签L在其信号覆盖范围内广播自身的SSID ;
5102:监控设备Μ以个人登录模式向标签L提交登录请求；
5103:标签L和监控设备Μ进行四次握手来验证监控设备Μ输入的预共享密钥ρ是否正确(图3);若是，则标签L和监控设备Μ分别在本地记录随机数ANonce和SNonce ;若否，则跳转执行步骤S106 ；
5104:标签L和监控设备Μ使用同一种随机数生成方法根据ANonce、SNonce和预共享密钥P来生成一个相同的随机数序列R并分别在本地保存R的副本R1和R2 ；
在该步骤，标签L和监控设备Μ可将预共享密钥ρ的字符编码与ANonce和SNonce相加来得到一个整数m，然后通过平方取中法计算以m为随机种子的随机数序列R。
[0022]S105:标签L和监控设备Μ分别执行过程S20和S30 (或S40)；
S106:结束。
[0023]W1-Fi标签