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

摘要

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。

说明书

[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Cortex^TM-M3/Cortex^TM-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。