CN102448057A

CN102448057A - 一种物联网系统及其组网方法

Info

Publication number: CN102448057A
Application number: CN2012100231064A
Authority: CN
Inventors: 李东方
Original assignee: XIAMEN XINJIALANG OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: XIAMEN XINJIALANG OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明涉及一种利用WIFI网络连接互联网服务器的物联网系统及其组网方法。本发明的物联网系统组网方法，包括以下步骤：设置末端设备的步骤：将需要接入网络的每个末端设备上设置单芯片模块；在远程服务器搭建管理末端设备的管理平台的步骤：在远程服务器上搭建管理平台；组建WIFI网络的步骤；末端设备连接远程服务器的步骤：当单芯片模块处于开启状态时，该单芯片模块自动通过AP接入点和WIFI设备连接远程服务器的管理平台，向管理平台发送信息；远程服务器对末端设备进行管理的步骤：远程服务器的管理平台接收到末端设备发来的信息时，根据预先设置的程序对末端设备进行应答操作。本发明应用于物联网组网。

Description

一种物联网系统及其组网方法

技术领域

本发明涉及一种利用WIFI网络连接互联网服务器的物联网系统及其组网方法。

背景技术

物联网指的是将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”的如贴上RFID的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通、应用大集成、以及基于云计算的SAAS营运等模式，在内网、专网、和/或互联网环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

目前的物联网系统，主要是通过RFID技术实现采购供应环节的管理分配、生产环节的识别跟踪、运输环节的监管调度、仓储环节的存储管理、销售环节的识别溯源，尚未对销售后的产品继续跟踪维护、随时解决客户疑难、对产品定期远程升级等服务，并没有真正实现物联网中对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种物联网系统，通过将末端设备和设施中植入加载WIFI传输协议的单芯片模块，进而通过现有铺设的WIFI网络连接到远程服务器，真正实现物联网中对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

为了解决上述技术问题，本发明的一种物联网系统组网方法，包括以下步骤：

设置末端设备的步骤：将需要接入网络的每个末端设备上设置单芯片模块，所述单芯片模块加载WIFI传输协议以接入WIFI网络、向远程服务器发送信息、并接收远程服务器的控制或操作指令；

在远程服务器搭建管理末端设备的管理平台的步骤：在远程服务器上搭建管理平台，所述管理平台上预先设置与末端设备互相应答的程序，用以接收管理末端设备的信息，并对接收到的信息进行自动处理；

组建WIFI网络的步骤：在远程服务器和该末端设备之间，使用AP接入点和协同AP接入点工作的WIFI设备建立WIFI网络；

末端设备连接远程服务器的步骤：当单芯片模块处于开启状态时，该单芯片模块自动通过AP接入点和WIFI设备连接远程服务器的管理平台，向管理平台发送信息；

远程服务器对末端设备进行管理的步骤：远程服务器的管理平台接收到末端设备发来的信息时，根据预先设置的程序对末端设备进行应答操作。

进一步的，为了网络安全方面的考虑，所述远程服务器对末端设备进行管理的步骤还包括远程服务器对末端设备的身份进行验证的步骤。所述身份进行验证的步骤具体是：在末端设备的单芯片模块内植入密钥，并通过算法将该密钥和末端设备的地址码混算得到该末端设备的身份信息；同时，远程服务器预先对末端设备的密钥进行登记；当远程服务器第一次收到末端设备的身份信息时，首先保存该末端设备的身份信息，并通过算法将该身份信息进行解混算，得到末端设备的密钥，然后将该密钥与预先登记的密钥进行比对，如果比对成功，则远程服务器对末端设备的身份验证成功，如果比对失败，则远程服务器对末端设备的身份验证失败；当远程服务器再次收到末端设备的身份信息，直接将该身份信息与远程服务器上保存的身份信息进行比对得到验证结果。

进一步的，为了更好的对末端设备进行服务，所述远程服务器对末端设备进行管理的步骤还包括远程服务器对末端设备进行远程自动升级的步骤。

基于上述组网方法的物联网系统，包括：末端设备、设置于末端设施中的加载WIFI传输协议的单芯片模块、用于构成WIFI网络的AP接入点、用以协同AP接入点之间工作的WIFI设备、以及连接互联网的服务器，所述单芯片模块至少包括用以接入WIFI网络的第一网络模块、用以发送不同信息和接收不同指令的第一控制模块、用以存储信息的第一存储模块，所述第一网络模块、所述第一控制模块和所述第一存储模块顺序电性连接；所述服务器至少包括用以连接互联网的第二网络模块、用以接收并管理末端设备信息的管理模块、用以对末端设备进行远程控制的第二控制模块、用以存储信息的第二存储模块，所述第二网络模块、管理模块和第二存储模块电性连接于所述第二控制模块；所述单芯片模块通过AP接入点以及WIFI设备将末端设备连接到服务器的管理平台。

进一步的，为了网络安全方面的考虑，所述单芯片模块还包括标识身份信息的标识模块，所述标识模块至少包括密钥模块、地址码解析模块，所述标识模块和所述末端设备的第一控制模块电性连接，所述服务器还包括验证末端设备身份信息的验证模块，所述验证模块和所述服务器的第二控制模块电性连接；所述单芯片模块还包括对发送的信息进行加密的加密模块，所述加密模块和所述末端设备的第一控制模块电性连接，所述服务器还包括对接收到的信息进行解密的解密模块，所述解密模块和所述服务器的第二控制模块电性连接；所述服务器还包括用于拦截恶意攻击的防火墙模块，所述防火墙模块和所述服务器的第二控制模块电性连接。

进一步的，为了更好的对末端设备进行服务，所述服务器还包括用以远程升级末端设备的升级模块，所述升级模块和所述服务器的第二控制模块电性连接。

进一步的，为了方便客户查询，所述服务器还包括用以查询信息的查询模块，所述查询模块和所述服务器的第二控制模块电性连接。

进一步的，所述WIFI设备在网络中可以将不同的无线信道用于同一AP接入点。

本发明采用上述方法和系统，与现有技术相比，具有如下优点：

1. 本发明中，只需要将待接入网络的末端设备加入一个单芯片模块，则将末端设备变为无线可以寻址、既可以与外界连接获得信息、又可以被外界合法控制和集中管理的一个节点，即该加入单芯片模块的末端设备通过目前正在逐渐普及的WIFI网络接入远程服务器，并通过服务器上预先设置的程序，接收管理末端设备的信息并对接收到的信息进行自动处理，从而实现对售后的产品继续跟踪维护、随时解决客户疑难、对产品定期远程升级等服务，真正的实现了物联网中对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化；

2. 因为本发明是基于目前大多数办公环境、家庭都在使用的WIFI无线局域网,是利用现成正在使用的网络,把网络内的各种末端设备插入一个廉价的单芯片模块,完成设备末端的无线连接,实现各种管理控制，其成本低廉，容易实现；而在一些没有普及WIFI网络的地区，只需要铺设AP接入点以及WIFI设备即可实现网络的铺设，实现难度不高，可操作性强；

3. 本发明中，考虑到网络安全方面，末端设备的单芯片模块植入了密钥模块，并通过算法将该密钥和末端设备的地址码混算得到该末端设备的身份信息；同时，远程服务器预先对末端设备的密钥进行登记；当远程服务器收到末端设备的身份信息时，通过算法将该身份信息进行解混算，得到末端设备的密钥，然后通过该密钥与预先登记的密钥的比对结果来判断身份验证是否成功。上述方法中，末端设备采用硬件密钥进行加密验证的方法，保障了验证的可靠性。另外远程服务器第一次收到末端设备的身份信息，进行上述的解混算，并将该身份信息保存于数据库中，在第二次连接时，即可直接比对，而不需要再进行解混算，加快了连接速度；

4. 本发明的服务器还包括用于拦截恶意攻击的防火墙模块，增强了网络安全；另外，末端设备的单芯片模块和服务器分别设有加密解密模块，对待发送的信息进行加密，对接收的信息进行解密，增强了网络安全。

附图说明

图1是本发明的物联网系统的结构框图。

图2是本发明的物联网系统的单芯片模块的结构框图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明的一种物联网系统组网方法，包括以下步骤：

一设置末端设备的步骤：将需要接入网络的每个末端设备上设置单芯片模块，所述单芯片模块加载WIFI传输协议以接入WIFI网络、向远程服务器发送信息、并接收远程服务器的控制或操作指令；

一在远程服务器搭建管理末端设备的管理平台的步骤：在远程服务器上搭建管理平台，所述管理平台上预先设置与末端设备互相应答的程序，用以接收管理末端设备的信息，并对接收到的信息进行自动处理；

一组建WIFI网络的步骤：在远程服务器和该末端设备之间，使用AP接入点和协同AP接入点工作的WIFI设备建立WIFI网络；

一末端设备连接远程服务器的步骤：当单芯片模块处于开启状态时，该单芯片模块自动通过AP接入点和WIFI设备连接远程服务器的管理平台，向管理平台发送信息；

一远程服务器对末端设备进行管理的步骤：远程服务器的管理平台接收到末端设备发来的信息时，首先对末端设备的身份进行验证，验证成功后根据预先设置的程序对末端设备进行应答操作；并比对产品版本号和服务上的最新产品的版本，如果有新版本则自动启动对末端设备进行远程升级。具体的，所述身份进行验证的步骤包括：在末端设备的单芯片模块内植入密钥，并通过算法将该密钥和末端设备的地址码混算得到该末端设备的身份信息；同时，远程服务器预先对末端设备的密钥进行登记；当远程服务器收到末端设备的身份信息时，通过算法将该身份信息进行解混算，得到末端设备的密钥，然后将该密钥与预先登记的密钥进行比对，如果比对成功，则远程服务器对末端设备的身份验证成功，如果比对失败，则远程服务器对末端设备的身份验证失败。远程服务器第一次收到末端设备的身份信息，进行上述的解混算，并将该身份信息保存于数据库中，在第二次连接时，即可直接比对，不需要再进行解混算。

如图1和图2所示，基于上述组网方法的物联网系统，包括：末端设备1、设置于末端设施中的加载WIFI传输协议的单芯片模块11、用于构成WIFI网络2的AP接入点21、用以协同AP接入点21之间工作的WIFI设备22、以及连接互联网的服务器3，所述单芯片模块11至少包括用以接入WIFI网络的第一网络模块111、用以发送不同信息和接收不同指令的第一控制模块112、用以存储信息的第一存储模块113，所述第一网络模块111、所述第一控制模块112和所述第一存储模块113顺序电性连接；所述服务器3至少包括用以连接互联网的第二网络模块31、用以接收并管理末端设备信息的管理模块32、用以对末端设备进行远程控制的第二控制模块33、用以存储信息的第二存储模块34，所述第二网络模块31、管理模块32和第二存储模块34电性连接于所述第二控制模块33；所述单芯片模块11通过AP接入点21以及WIFI设备22将末端设备1连接到服务器3。所述WIFI设备在网络中可以将不同的无线信道用于同一AP接入点。

为了网络安全方面的考虑，所述单芯片模块11还包括标识身份信息的标识模块114，所述标识模块114和所述末端设备1的第一控制模块112电性连接，所述标识模块114至少包括密钥模块、地址码解析模块，所述服务器3还包括验证末端设备1身份信息的验证模块35，所述验证模块35和所述服务器3的第二控制模块33电性连接；所述单芯片模块11还包括对发送的信息进行加密的加密模块115，所述加密模块115和所述末端设备1的第一控制模块112电性连接，所述服务器3还包括对接收到的信息进行解密的解密模块36，所述解密模块36和所述服务器3的第二控制模块33电性连接；所述服务器3还包括用于拦截恶意攻击的防火墙模块37，所述防火墙模块37和所述服务器3的第二控制模块33电性连接。

为了方便客户查询，所述服务器3还包括用以查询信息的查询模块38，所述查询模块38和所述服务器3的第二控制模块33电性连接。

为了更好的对末端设备进行服务，所述服务器3还包括用以远程升级末端设备的升级模块39，所述升级模块39和所述服务器3的第二控制模块33电性连接。

本发明可应用于以下场景：

场景一：家庭运用

冰箱、电视、电饭煲等家电可通过家庭无线WIFI网络连接到厂家的远程服务器,实现家电的无线控制及厂家的故障自动诊断及软件升级。

例如，将冰箱的内部设置单芯片模块，当单芯片模块开启时，该冰箱可通过WIFI网络连接到冰箱厂家的远程服务器的管理平台。该单芯片模块预先设置有控制程序，通过该控制程序使冰箱与冰箱厂家处于连接状态，向远程服务器发送信息并接收远程服务器的控制或操作指令。具体的，用户可通过该控制程序与冰箱厂家求助，冰箱厂家可通过该控制程序对冰箱进行硬件维护和软件升级。例如冰箱厂家要对某一批次的冰箱进行软件升级，首先对连接到服务器上该批次的冰箱进行身份验证，验证成功后比对该批次的冰箱的软件版本，如果版本低于服务器上的软件版本，则向冰箱发送命令，如发送升级命令“update –all –version 3.04.005”，冰箱接收到命令后，单芯片模块的控制程序执行该命令，即升级所有的软件的版本到3.04.005。

再例如，将家庭所有电力插座的内部设置单芯片模块，单芯片模块开启时，通过WIFI网络连接用户的个人电脑或者手机终端，用户可随时随地对家庭所有电力插座进行负荷检测和开关控制。

二：工业运用

同样的，也可以将各种工业装置设置单芯片模块，通过WIFI网络简便连接实现远程中心进行监控管理。

也可将单芯片模块安装于电力控制空气开关上，实现远程负载电流检测异常报警，防止空气开关跳闸造成生产损失。

三：城市公共设施管理

同样的，上述系统也可以应用于城市景观灯及路灯等公共设施的集中管理及远程诊断控制，例如将一条景观灯线路铺设WIFI网络,每个景观灯设置单芯片模块，将该条景观灯线路上的景观灯组成群组后再接入公网,实现远程连接管理。具体方法同上。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims

1.一种物联网系统组网方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的物联网系统组网方法，其特征在于：所述远程服务器对末端设备进行管理的步骤还包括远程服务器对末端设备的身份进行验证的步骤。

3.根据权利要求2所述的物联网系统组网方法，其特征在于：所述身份进行验证的步骤具体是：在末端设备的单芯片模块内植入密钥，并通过算法将该密钥和末端设备的地址码混算得到该末端设备的身份信息；同时，远程服务器预先对末端设备的密钥进行登记；当远程服务器第一次收到末端设备的身份信息时，首先保存该末端设备的身份信息，并通过算法将该身份信息进行解混算，得到末端设备的密钥，然后将该密钥与预先登记的密钥进行比对，如果比对成功，则远程服务器对末端设备的身份验证成功，如果比对失败，则远程服务器对末端设备的身份验证失败；当远程服务器再次收到末端设备的身份信息，直接将该身份信息与远程服务器上保存的身份信息进行比对得到验证结果。

4.根据权利要求1所述的物联网系统组网方法，其特征在于：所述远程服务器对末端设备进行管理的步骤还包括远程服务器对末端设备进行远程自动升级的步骤。

5.一种运用上述组网方法的物联网系统，其特征在于：包括：末端设备、设置于末端设施中的加载WIFI传输协议的单芯片模块、用于构成WIFI网络的AP接入点、用以协同AP接入点之间工作的WIFI设备、以及连接互联网的服务器，所述单芯片模块至少包括用以接入WIFI网络的第一网络模块、用以发送不同信息和接收不同指令的第一控制模块、用以存储信息的第一存储模块，所述第一网络模块、所述第一控制模块和所述第一存储模块顺序电性连接；所述服务器至少包括用以连接互联网的第二网络模块、用以接收并管理末端设备信息的管理模块、用以对末端设备进行远程控制的第二控制模块、用以存储信息的第二存储模块，所述第二网络模块、管理模块和第二存储模块电性连接于所述第二控制模块；所述单芯片模块通过AP接入点以及WIFI设备将末端设备连接到服务器。

6.根据权利要求5所述的物联网系统，其特征在于：所述单芯片模块还包括标识身份信息的标识模块，所述标识模块和所述末端设备的第一控制模块电性连接，所述服务器还包括验证末端设备身份信息的验证模块，所述验证模块和所述服务器的第二控制模块电性连接。

7.根据权利要求6所述的物联网系统，其特征在于：所述单芯片模块的标识模块至少包括密钥模块、地址码解析模块。

8.根据权利要求5所述的物联网系统，其特征在于：所述单芯片模块还包括对发送的信息进行加密的加密模块，所述加密模块和所述末端设备的第一控制模块电性连接，所述服务器还包括对接收到的信息进行解密的解密模块，所述解密模块和所述服务器的第二控制模块电性连接。

9.根据权利要求5所述的物联网系统，其特征在于：所述服务器还包括用以远程升级末端设备的升级模块，所述升级模块和所述服务器的第二控制模块电性连接。

10.根据权利要求5所述的物联网系统，其特征在于：所述WIFI设备在网络中将不同的无线信道用于同一AP接入点。