一种控制设备、无线通信方法和系统与流程

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种控制设备、无线通信方法和系统。

背景技术：

随着智能家居生活的兴起，很多智能家电内部都嵌入了无线通信模块(例如，WIFI模块)。这样，用户可通过使用用户终端在一定空间内实时控制这些家电，而摆脱了有线的束缚，例如，用户可通过使用手机来控制灯具。

如图1中所示，图1是示出根据现有技术的无线通信系统1000的示意图。虽然附图中未示出，但是无线通信系统1000可包括一个或更多个控制设备100以及一个或更多个包括无线通信模块的电子装置200。无线通信系统1000可按照802.11协议标准在控制设备100与电子装置200之间进行操作。

假设无线通信系统1000包括一个控制设备100和一个电子装置200，图2示出了根据现有技术的无线通信系统1000的无线接入过程的具体流程图。

无线接入过程分为扫描、身份验证和连接。具体流程图如图2所示：

扫描过程如下：

控制设备在加入网络之前，首先需要在所处区域搜索网络，搜索的方式即是通过主动扫描或被动扫描。

(1)控制设备100发送探测请求(Probe Request)帧；

(2)响应于接收到的探测请求帧，电子装置200发送探测响应(Probe Response)帧。

身份验证过程如下：

当控制设备100接收到电子装置200的探测响应帧时，与电子装置200进行连接。但在连接之前，需要对电子装置200进行身份认证，身份认证包括开放系统验证和共享密钥验证。

(3)响应于接收到的探测响应帧，控制设备100向电子装置200发送身份验证请求(Authentication Request)帧；

(4)响应于接收到的身份验证请求帧，电子装置200向控制设备100发送身份验证响应(Authentcation Response)帧。

认证通过后，控制设备100可与电子装置200建立连接。

连接过程如下：

(5)控制设备100向电子装置200发送连接请求(Association Request)帧；

(6)响应于接收到的连接请求帧，电子装置200向控制设备100发送连接响应(Association Request)帧。

无线局域网(WLAN)是有线网络与无线通信相结合的网络，其中，无线电子装置200的无线接口与控制设备100耦合，采用802.11协议标准的帧进行无线通信；电子装置200的以太网口与有线网络耦合，采用802.3协议标准的帧进行有线通信。

由此可以看出，控制设备与电子装置在正常通信之前需要花费很长时间建立连接，这种方式不仅会影响二者之间通信的及时性还会导致控制设备的功耗很大。特别对于低功耗控制设备，由于低功耗控制设备在不工作时会迅速进入睡眠状态，工作时才会被唤醒，所以如果每次唤醒后都需要花费很长时间建立连接，则通信的及时性和功耗会更受影响。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种控制设备、无线通信方法和系统。根据本发明的示例性实施例的一方面，提供一种控制设备的无线通信方法，所述方法包括：获取控制信息；对控制信息进行编码；将编码后的控制信息插入到探测请求帧的帧主体中；发送所述探测请求帧。

根据本发明的示例性实施例的另一方面，提供一种控制设备，所述设备包括：获取单元，用于获取控制信息；编码单元，用于对控制信息进行编码；处理单元，用于将编码后的控制信息插入到探测请求帧的帧主体中；发送单元，用于发送所述探测请求帧。

根据本发明的示例性实施例的另一方面，提供一种电子装置，包括：接收单元，用于接收帧主体中包括编码后的控制信息的探测请求帧；处理单元，用于对所述探测请求帧进行解码并获取所述控制信息，基于控制信息来控制所述电子装置。

根据本发明的示例性实施例的另一方面，提供一种无线通信系统，包括：控制设备，包括：获取单元，用于获取控制信息；编码单元，用于对控制信息进行编码；处理单元，用于将编码后的控制信息插入到探测请求帧的帧主体中；发送单元，用于发送所述探测请求帧，以及电子装置，包括：接收单元，用于接收所述探测请求帧；处理单元，用于对所述探测请求帧进行解码并获取所述控制信息，基于控制信息来控制所述电子装置。

根据本发明的示例性实施例的控制设备、无线通信方法和系统将编码后的控制信息插入到探测请求帧的帧主体中，从而在最初的扫描阶段即可将控制信息从控制设备直接传送到电子装置，无需完成整个无线接入过程，缩短通信建立时间，提高通信及时性并减少功耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是示出根据现有技术的无线通信系统的示意图；

图2是示出根据现有技术的无线通信系统的无线接入过程的具体流程图；

图3是示出根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的帧的基本结构的示图；

图4是示出根据本发明示例性实施例的无线通信系统的无线接入过程的流程图；

图5是示出根据本发明的示例性实施例的编码后的控制信息的基本结构的示图；

图6是示出根据本发明示例性实施例的控制设备的框图；

图7是示出根据本发明示例性实施例的电子装置的框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明公开的各种实施例的电子装置可以包括智能手机、平板个人计算机(PC)、移动电话、视频电话、电子书阅读器、台式PC、膝上型PC、上网本计算机、工作站、服务器、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、MP3播放器、移动医疗器械、相机或可穿戴设备(例如，智能眼镜、头戴式设备(HMD)、电子服装、电子手镯、电子项链，电子配饰、电子纹身、智能镜子或智能手表)中的至少一个。

根据本公开的实施例，电子装置可以是智能家电。例如，智能家电可以包括电视机、数字多功能盘(DVD)播放器、立体声、冰箱、空调、吸尘器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气清洁器、机顶盒、家庭自动化控制面板、安全控制面板、电视盒、游戏控制台、电子词典、电子钥匙、摄像机或电子相册中的至少一个。

根据另一实施例，电子装置可包括各种医疗器械(例如，各种便携式医疗测量设备(血糖监测器、心率监测器、血压测量设备或温度计)、磁共振血管造影(MRA)、磁共振成像(MRI)、电脑断层扫描(CT)、断层扫描、超声波机等)、导航设备、全球定位系统(GPS)接收器、事件数据记录器(EDR)、飞行数据记录器(FDR)、汽车信息娱乐设备、船舶的电子设备(例如，船舶的导航设备、陀螺仪罗盘等)、航空电子设备、安全设备、汽车的头单元，工业或家用机器人、金融机构的自动取款机(ATM)、商店的销售点(POS)设备或物联网(例如，灯、各种传感器、电表或燃气表、喷水器、火灾报警器、恒温器、路灯、烤面包机、健身器、热水箱、加热器、锅炉等)中的至少一个。

根据示例性实施例，控制设备是用于控制电子装置的电子装置。

以下结合附图，详细说明本发明的实施例提供的技术方案。

图3是示出根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的帧的基本结构的示图。

针对帧的不同功能，可将802.11协议标准中的帧的媒体访问控制(MAC)帧划分为三类：控制帧、管理帧和数据帧，其中，控制帧用于竞争期间的握手通信和正向确认、结束非竞争期等；管理帧用于用户终端与接入点之间协商、关系的控制，(例如关联、认证、同步等)；数据帧用于在竞争期和非竞争期传输数据。

参照图3，在无线通信系统中的帧的基本结构包括MAC头(MAC Header)和帧主体(Frame Body)。其中，MAC头包括帧控制字段、生存周期/ID字段、序列控制字段及地址字段。帧控制字段用于指示数据帧的格式，是否分片等信息。而帧控制字段中包括协议版本域和帧类型域，其中，控制帧的帧类型域为01，而管理帧的帧类型域为00。

帧主体(Frame Boby)也可被称为数据位，负责在工作站间传送上层数据(payload)。在最初制定的规格中，802.11帧最多可以传送2304个比特(bit)的上层数据。比特也可以称为位，位是计算机中存储数据的最小单位，指二进制数中的一个位数，其值为“0”或“1”。

图4是示出根据示例性实施例的无线通信系统的无线接入过程的流程图。

参照图4，控制设备100可获取控制信息，其中，可从用户输入或外部装置接收控制信息。所述用户输入包括但不限触摸输入、笔输入、按键输入、语音输入、超声波输入、指纹输入等。随后控制设备100可对控制信息进行编码，并将编码后的控制信息插入到探测请求帧的帧主体中。应注意，以上已经对探测请求帧的相关内容进行了详细描述，为了清楚和简明起见，我们在此将省略重复内容。如图5所示，可将编码后的控制信息插入到帧主体的CMD-DATA440。可通过多个比特来表示编码后的控制信息，

控制设备100发送包括编码后的控制信息的探测请求帧。

随后，电子装置200接收到来自控制设备100的探测请求帧，并对接收到的探测请求帧进行解码，从而获得控制信息，然后，电子装置200基于获得控制信息进行控制。

举例来说，当电子装置是具有无线通信模块的照明装置时，控制设备(例如，遥控器)可接收到来自用户的控制信息(例如，照明装置关、照明装置关)，随后控制设备对控制信息进行编码，然后编码后的控制信息插入到探测请求帧的帧主体中，其中，可使用多个比特来表示编码后的控制信息，应注意，在下文中将参照图5对编码后的控制信息的相关内容进行详细描述，因此在此省略相关内容。

随后，照明装置接收到来自控制设备的探测请求帧，并对接收到的探测请求帧进行解码，从而获得控制信息“照明装置关”，然后，照明装置关闭。

由此看来，在根据本发明的实施例的无线通信方法中，控制设备100仅通过扫描阶段向电子装置200传输控制信息，从而缩短了无线通信时间，并且提高通信及时性并减少功耗，特别对于控制设备100是低功耗设备的情况。随后，控制设备100可以重新进入休眠状态，降低了功耗提高了使用寿命。

图5示出了根据本发明的示例性实施例的编码后的控制信息的基本结构的示图。

参照图5，根据本发明的示例性实施例的编码后的控制信息可包括PACK_HEAD、PkgDataLen、Command、CMD_DATA、CRC和PACK_END。其中，PACK_HEAD指示编码后的控制信息的帧头并且由4个比特来表示，PkgDataLen指示编码后的控制信息的帧长度并且由2个比特来表示，Command指示命令类型并且由4个比特来表示(例如，“0100”表示关灯，“0101”表示灯调暗)，CMD_DATA指示根据不同的命令类型的不同控制参数(例如，在Command是“0101”的情况下CMD_DATA指示灯的变暗程度)并且由多个比特来表示，CRC指示CRC校验的数值并且由2个比特来表示，PACK_end指示编码后的控制信息的帧尾并且由4个比特来表示。例如，

图6是示出根据示例性实施例的控制设备100的框图。根据示例性实施例，控制设备100包括获取单元610、编码单元620、处理单元630和发送单元640。

图6中的控制设备100仅示出了与本示例性实施例相关的组件。因此，本领域普通技术人员将理解：在控制设备100中还包括除了图6中示出的组件之外的通用组件。

获取单元610获取控制信息。然后，编码单元620对控制信息进行编码。处理单元630将编码后的控制信息插入到探测请求帧的帧主体中。发送单元640发送所述探测请求帧。

图7是示出根据示例性实施例的电子装置200的框图。

所述电子装置200可包括接收单元710和处理单元720。

图7中的电子装置200仅示出了与本示例性实施例相关的组件。因此，本领域普通技术人员将理解：在电子装置200中还包括除了图7中示出的组件之外的通用组件。

接收单元710接收帧主体中包括编码后的控制信息的探测请求帧。处理单元720对所述探测请求帧进行解码并获取所述控制信息，基于控制信息来控制所述电子装置。

所述电子装置可以是具有无线通信模块的照明装置。其中，无线通信模块包括接收单元和处理单元。通过所述无线通信模块，可在电子装置与控制设备之间建立通信连接。

根据示例性实施例的控制设备、无线通信方法和系统通过将编码后的控制信息插入到探测请求帧的帧主体中，从而在最初的扫描阶段即可将控制信息从控制设备直接传送到电子装置，无需完成整个无线接入过程，缩短通信建立时间，提高通信及时性并减少功耗。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。