CN109309608B - 一种智能家居物联网络广域动态解锁系统 - Google Patents

一种智能家居物联网络广域动态解锁系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种智能家居物联网络广域动态解锁系统，通过云端验证的方式获得临时的许可指令，然后将许可指令配置到智能用电端，这样控制端通过控制指令就可以控制智能用电端，当前时刻的控制指令会根据实际情况作出改变，所以这样一来控制指令无法被窃取，当许可条件达到时，需要重新获取许可条件，进行重复验证，而通过智能用电端的时间参数的干预，提高加密安全性。

Description

一种智能家居物联网络广域动态解锁系统
技术领域
本发明涉及解锁系统,更具体地说，涉及一种智能家居物联网络广域动态解锁系统。
背景技术
智能家居（smart home, home automation）是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、 安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。家庭自动化系指利用微处理电子技术，来集成或控制家中的电子电器产品或系统，例如：照明灯、咖啡炉、电脑设备、保安系统、暖气及冷气系统、视讯及音响系统等。家庭自动化系统主要是以一个中央微处理机（Central Processor Unit，CPU）接收来自相关电子电器产品（外界环境因素的变化，如太阳初升或西落等所造成的光线变化等）的讯息后，再以既定的程序发送适当的信息给其它电子电器产品。中央微处理机必须透过许多界面来控制家中的电器产品，这些界面可以是键盘，也可以是触摸式荧幕、按钮、电脑、电话机、遥控器等；消费者可发送信号至中央微处理机，或接收来自中央微处理机的讯号。
那么就会出现一个新的问题，由于家庭网络一般是通过一个集中的中央处理器或者终端发送信号至其他所有网络内部的设备中，这样一来，网络中的其他设备容易出现一个问题由于指令结构的简化，所以非常容易遭到指令信息被截取，而所以家庭物联网络中的安全性就比较低，而如果实际控制指令较为复杂，则影响对应的家用设备的响应效率，所以需要一种数据结构简单但是可对信息进行验证的解锁系统。
发明内容
有鉴于此，本发明目的是提供一种智能家居物联网络广域动态解锁系统，以解决上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种智能家居物联网络广域动态解锁系统，包括物联网络，所述物联网络包括若干智能用电端以及控制端，所述控制端通过移动通信连接于一解锁服务器；
所述控制端包括输入模块、指令发送模块以及反馈接收模块，用户通过所述输入模块输入用户信息、用户通过输入模块生成控制指令或解锁指令，所述指令发送模块用于发送所述控制指令或解锁指令，所述控制指令包括被控设备地址以及控制内容；
所述智能用电端包括数据收发模块以及响应模块，所述数据收发模块用于接收所述控制指令，所述响应模块用于响应所述控制指令，所述响应模块包括有状态配置单元，所述状态配置单元用于将所述响应模块配置为静态服务态或动态服务态；
当所述响应模块处于动态服务态并接收到所述控制指令时，通过验证策略验证所述控制指令，并将验证后的控制指令根据所述被控设备地址通过物联网络将所述控制指令发送至对应的智能用电端，并控制该智能用电端执行所述控制指令中的控制内容；
当所述响应模块处于静态服务态并接收到所述解锁指令时，通过该智能用电端的计时器获取第一基准时间值，并通过第一加密算法加密第一基准时间值以获得第一密文，并将第一密文发送至所述控制端；
所述反馈接收模块配置有反馈策略，所述反馈策略包括当所述反馈接收模块接收到第一密文时，根据第一密文以及输入模块获得的用户信息生成解锁请求并将所述解锁请求发送至所述解锁服务器；
所述解锁服务器配置有解锁服务模块，所述解锁服务模块包括验证解析单元、解密单元以及许可单元；所述验证解析单元用于解析并验证所述解锁请求中的用户信息并将通过验证的解锁请求发送至解密单元，所述解密单元配置有与第一加密算法对应的第一解密算法解密所述第一密文以获得第一基准时间值并将第一基准时间值发送至所述控制端，所述许可单元用于生成对应的许可指令并将所述许可指令通过控制端发送至对应的智能用电端；
所述控制端将接收到的所述第一基准时间值发送至指令发送模块，所述指令发送模块发送控制指令时在被发送的控制指令中加入所述第一基准时间值；
所述许可指令包括许可条件，所述智能用电端接收许可指令时，将第一基准时间值作为验证策略验证所述控制指令的参数，状态配置单元将所述响应模块配置为动态服务态；
所述智能用电端满足所述许可条件后，状态配置单元将响应模块从动态服务态配置为静态服务态。
进一步地，所述输入模块包括指纹输入单元、声音输入单元、键入单元以及图像输入单元，所述指纹输入单元用于输入用户信息中的用户指纹信息，所述声音输入单元用于输入用户信息中的用户声音信息，所述键入单元用于输入用户信息中的用户文字信息，所述图像输入单元用于输入所述用户信息中的用户图像信息。
进一步地，所述控制端配置为移动终端。
进一步地，所述控制端配置有辨识编号值，所述指令发送模块发送控制指令时在被发送的控制指令中加入所述辨识编号值；
当所述控制端向对应的智能用电端发送许可指令时同时发送所述辨识编号值，当所述智能用电端接收所述辨识编号值时，将所述辨识编号值作为验证策略验证所述控制指令的参数。
进一步地，所述辨识编号值的大小在在8比特到16比特之间。
进一步地，所述控制端和所述智能用电端分别配置有相同的运算策略，所述指令发送模块通过运算策略处理辨识编号值以及第一基准时间值以生成第一运算值，所述指令发送模块将所述第一运算值作为所述辨识编号值和所述第一基准时间值的替代加入被发送的控制指令中；
所述智能用电端通过运算策略处理辨识编号值以及第一基准之间值以生成第一运算值，将所述第一运算值替代所述辨识编号值以及第一基准时间值作为验证策略中验证所述控制指令的参数。
进一步地，所述第一基准时间值的大小在8比特到16比特之间。
进一步地，所述智能用电端通过在所述计时器上建立位置戳记存储第一基准时间值，所述位置戳记反映所述计时器的实际时间与所述第一基准时间值的相对关系，当所述计时器中的实际时间被修改时，所述智能用电端的所述第一基准时间值对应改变。
进一步地，所述许可条件包括配置第一预设时间，当对应的智能用电端未接收到控制指令超过第一预设时间时，智能用户端判断为满足许可条件。
进一步地，所述许可条件包括配置第一预设次数，当对应的智能用电端接收到控制指令的次数超过第一预设次数时，智能用户端判断为满足许可条件。
本发明技术效果主要体现在以下方面：通过这样设置，通过云端验证的方式获得临时的许可指令，然后将许可指令配置到智能用电端，这样控制端通过控制指令就可以控制智能用电端，当前时刻的控制指令会根据实际情况作出改变，所以这样一来控制指令无法被窃取，当许可条件达到时，需要重新获取许可条件，进行重复验证，而通过智能用电端的时间参数的干预，提高加密安全性。
附图说明
图1：本发明的智能家居物联网络广域动态解锁系统的系统拓扑图；
图2：本发明的智能家居物联网络广域动态解锁系统的控制简化图。
附图标记：100、智能用电端；110、数据收发模块；120、响应模块；200、控制端；210、输入模块；220、指令发送模块；230、反馈接收模块；300、解锁服务器；310、验证解析单元；320、解密单元；330、许可单元。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
一种智能家居物联网络广域动态解锁系统，包括物联网络，所述物联网络包括若干智能用电端100以及控制端200，所述控制端200通过移动通信连接于一解锁服务器300；首先智能用电端100包括可以包括智能家居系统中的所有智能单元，只要智能单元具备信号收发功能并可以通过指令进行嵌入式控制就可以作为智能用电单元，例如开关、电视、冰箱、灯光等用电设备，而需要说明的是，物联网络是只通过任意一个智能用电端100就可以将数据转发至其他的智能用电端100进行通讯，也就是说，一般的物联网络是可以通过一个智能用电设备控制其他的任意的智能用电设备，这种物联网络的优势是在房间的任意一个地方就可以控制任意位置的智能用电端100工作，控制端200一般而言选择为移动终端，移动终端通过嵌入式程式定义各个模块。而控制端200是通过移动网络的方式与解锁服务器300通讯，而解锁服务器300可以对通过控制端200上传的用户信息进行验证，较为简单便利。
所述控制端200包括输入模块210、指令发送模块220以及反馈接收模块230，用户通过所述输入模块210输入用户信息、用户通过输入模块210生成控制指令或解锁指令，所述指令发送模块220用于发送所述控制指令或解锁指令，所述控制指令包括被控设备地址以及控制内容；所述输入模块210包括指纹输入单元、声音输入单元、键入单元以及图像输入单元，所述指纹输入单元用于输入用户信息中的用户指纹信息，所述声音输入单元用于输入用户信息中的用户声音信息，所述键入单元用于输入用户信息中的用户文字信息，所述图像输入单元用于输入所述用户信息中的用户图像信息。输入模块210不做赘述，可以输入用户信息，用户对用户的身份进行验证，而也可以通过控制端200呈现的界面或预设的控制策略输入控制指令或解锁指令，而所有的智能用电端100在正常情况下均是处于静态，也就是待机状态，只有通过发送解锁指令才能解锁对应的智能用电端100，而反馈接收模块230用于接收智能用电端100反馈的信息以确认智能用电端100接收到这个解锁指令。例如智能用电端100A接收到控制指令，而控制指令指向的是智能用电端100X的地址信息，所以A就要通过物联网络将信息转发到智能用电端100X，就可实现通过智能用电端100A对所有其他智能用电端100进行控制。
所述智能用电端100包括数据收发模块110以及响应模块120，所述数据收发模块110用于接收所述控制指令，所述响应模块120用于响应所述控制指令，所述响应模块120包括有状态配置单元，所述状态配置单元用于将所述响应模块120配置为静态服务态或动态服务态；而数据收发模块110有两个作用，一个是和控制端200通讯用于接收解锁指令或控制指令，而另一个作用是将控制指令以转发的方式发送到物联网内部，需要说明的是这样的发送方式具有两个优点：1、避免了中心化的控制方式造成的控制空间的局限性，也就是说，在任意一个空间，只要和最近的智能用电端100进行连接，就可以通过这个智能用电端100控制物联网内的所有设备工作；2、保证了物联网络的安全性，优势在于在控制的过程中其它的所有智能用电端100是不会接受到除了被选择的智能用电端100发送的指令的，这样就避免了外部控制（包括控制端200）；3、当一个智能用电端100被选择时，控制指令足够简化，所以可以实现高速、高效控制。而响应模块120的目的是根据情况将智能用电端100配置为动态服务态或静态服务态，需要说明的是，只有被控制端200“激活”的智能用电端100处于动态服务态，而其它的智能用电端100均处于静态服务态。
当所述响应模块120处于动态服务态并接收到所述控制指令时，通过验证策略验证所述控制指令，并将验证后的控制指令根据所述被控设备地址通过物联网络将所述控制指令发送至对应的智能用电端100，并控制该智能用电端100执行所述控制指令中的控制内容；在动态服务态的响应模块120接收控制指令动作，原理非常简单，如果接受到的控制指令不是指向这个智能用电端100的，就转发这个控制指令至对应的智能用电端100，只有智能用电端100的地址信息与被控设备地址信息对应时，智能用电端100执行对应指令，就形成了物理空间上的远程控制。
当所述响应模块120处于静态服务态并接收到所述解锁指令时，通过该智能用电端100的计时器获取第一基准时间值，并通过第一加密算法加密第一基准时间值以获得第一密文，并将第一密文发送至所述控制端200；而静态服务态是不会接受控制指令的，仅仅只会接受解锁指令，而当接收到解锁指令时，通过获取第一基准时间值（每个时刻获取到的第一基准时间值不同），而优选的取秒后小数点后4位，对获得的数据进行简化处理后得到第一基准时间值，较为简单便利，起到一个控制的效果。而再通过第一加密算法进行加密得到第一密文，同时响应模块120是会存储第一基准时间值的，这个第一基准时间值可以理解为一个独立的随机值，所述智能用电端100通过在所述计时器上建立位置戳记存储第一基准时间值，所述位置戳记反映所述计时器的实际时间与所述第一基准时间值的相对关系，当所述计时器中的实际时间被修改时，所述智能用电端100的所述第一基准时间值对应改变。所述第一基准时间值的大小在8比特到16比特之间。也就是说，如果通过修改智能用电端100的计时器也无法实现对智能用电端100的数据入侵，而同时由于每个计时器的时间值不同，这个理论上的随机数保证了即使激活同一个智能用电单元后，需要的控制指令也是不同的，即使通讯数据被截获也无法对智能用电端100进行控制。
所述反馈接收模块230配置有反馈策略，所述反馈策略包括当所述反馈接收模块230接收到第一密文时，根据第一密文以及输入模块210获得的用户信息生成解锁请求并将所述解锁请求发送至所述解锁服务器300；首先要“激活”智能用电端100需要对用户身份进行验证，而验证是通过发送解锁请求到网络的解锁服务器300，而解锁服务器300对应的数据库预先输入了用户信息，通过比对的方式进行解锁。
所述解锁服务器300配置有解锁服务模块，所述解锁服务模块包括验证解析单元310、解密单元320以及许可单元330；所述验证解析单元310用于解析并验证所述解锁请求中的用户信息并将通过验证的解锁请求发送至解密单元320，所述解密单元320配置有与第一加密算法对应的第一解密算法解密所述第一密文以获得第一基准时间值并将第一基准时间值发送至所述控制端200，所述许可单元330用于生成对应的许可指令并将所述许可指令通过控制端200发送至对应的智能用电端100；验证解析单元310用于验证用户信息，而验证通过后通过解锁第一密文获得对应的第一时间基准值，而将这个第一时间基准值反馈到控制端200，而同时根据用户的需求、权限或是预先定义的策略生成许可指令。
所述控制端200将接收到的所述第一基准时间值发送至指令发送模块220，所述指令发送模块220发送控制指令时在被发送的控制指令中加入所述第一基准时间值；而每次控制器发送控制指令前需要将第一基准时间加入到控制指令中。而处于动态服务态的智能用电端100接收到控制指令时，先需要验证控制指令中是否有这个第一基准时间值，如果有，才执行后续步骤，而验证位数很短，保证效率。
作为优选的实施例，所述控制端200配置有辨识编号值，所述指令发送模块220发送控制指令时在被发送的控制指令中加入所述辨识编号值；当所述控制端200向对应的智能用电端100发送许可指令时同时发送所述辨识编号值，当所述智能用电端100接收所述辨识编号值时，将所述辨识编号值作为验证策略验证所述控制指令的参数。所述辨识编号值的大小在在8比特到16比特之间。所述控制端200和所述智能用电端100分别配置有相同的运算策略，所述指令发送模块220通过运算策略处理辨识编号值以及第一基准时间值以生成第一运算值，所述指令发送模块220将所述第一运算值作为所述辨识编号值和所述第一基准时间值的替代加入被发送的控制指令中；所述智能用电端100通过运算策略处理辨识编号值以及第一基准之间值以生成第一运算值，将所述第一运算值替代所述辨识编号值以及第一基准时间值作为验证策略中验证所述控制指令的参数。提高系统的安全性。
所述许可指令包括许可条件，所述智能用电端100接收许可指令时，将第一基准时间值作为验证策略验证所述控制指令的参数，状态配置单元将所述响应模块120配置为动态服务态；而智能用电端100接收许可指令时，说明完成了验证，所以可以进行指令之间的切换。
所述智能用电端100满足所述许可条件后，状态配置单元将响应模块120从动态服务态配置为静态服务态。所述许可条件包括配置第一预设时间，当对应的智能用电端100未接收到控制指令超过第一预设时间时，智能用户端判断为满足许可条件。所述许可条件包括配置第一预设次数，当对应的智能用电端100接收到控制指令的次数超过第一预设次数时，智能用户端判断为满足许可条件。而许可条件可以是另一个智能用户端被激活时，这个智能用户端关闭，以及时间、次数等等信息，具体不做局限。
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种智能家居物联网络广域动态解锁系统，其特征在于，包括物联网络，所述物联网络包括若干智能用电端以及控制端，所述控制端通过移动通信连接于一解锁服务器；
所述控制端包括输入模块、指令发送模块以及反馈接收模块，用户通过所述输入模块输入用户信息、用户通过输入模块生成控制指令或解锁指令，所述指令发送模块用于发送所述控制指令或解锁指令，所述控制指令包括被控设备地址以及控制内容；
所述智能用电端包括数据收发模块以及响应模块，所述数据收发模块用于接收所述控制指令，所述响应模块用于响应所述控制指令，所述响应模块包括有状态配置单元，所述状态配置单元用于将所述响应模块配置为静态服务态或动态服务态；
当所述响应模块处于动态服务态并接收到所述控制指令时，通过验证策略验证所述控制指令，并将验证后的控制指令根据所述被控设备地址通过物联网络将所述控制指令发送至对应的智能用电端，并控制该智能用电端执行所述控制指令中的控制内容；
当所述响应模块处于静态服务态并接收到所述解锁指令时，通过该智能用电端的计时器获取第一基准时间值，并通过第一加密算法加密第一基准时间值以获得第一密文，并将第一密文发送至所述控制端；
所述反馈接收模块配置有反馈策略，所述反馈策略包括当所述反馈接收模块接收到第一密文时，根据第一密文以及输入模块获得的用户信息生成解锁请求并将所述解锁请求发送至所述解锁服务器；
所述解锁服务器配置有解锁服务模块，所述解锁服务模块包括验证解析单元、解密单元以及许可单元；所述验证解析单元用于解析并验证所述解锁请求中的用户信息并将通过验证的解锁请求发送至解密单元，所述解密单元配置有与第一加密算法对应的第一解密算法解密所述第一密文以获得第一基准时间值并将第一基准时间值发送至所述控制端，所述许可单元用于生成对应的许可指令并将所述许可指令通过控制端发送至对应的智能用电端；
所述控制端将接收到的所述第一基准时间值发送至指令发送模块，所述指令发送模块发送控制指令时在被发送的控制指令中加入所述第一基准时间值；
所述许可指令包括许可条件，所述智能用电端接收许可指令时，将第一基准时间值作为验证策略验证所述控制指令的参数，状态配置单元将所述响应模块配置为动态服务态；
所述智能用电端满足所述许可条件后，状态配置单元将响应模块从动态服务态配置为静态服务态。
2.如权利要求1所述的一种智能家居物联网络广域动态解锁系统，其特征在于，所述输入模块包括指纹输入单元、声音输入单元、键入单元以及图像输入单元，所述指纹输入单元用于输入用户信息中的用户指纹信息，所述声音输入单元用于输入用户信息中的用户声音信息，所述键入单元用于输入用户信息中的用户文字信息，所述图像输入单元用于输入所述用户信息中的用户图像信息。
3.如权利要求1所述的一种智能家居物联网络广域动态解锁系统，其特征在于，所述控制端配置为移动终端。
4.如权利要求1所述的一种智能家居物联网络广域动态解锁系统，其特征在于，所述控制端配置有辨识编号值，所述指令发送模块发送控制指令时在被发送的控制指令中加入所述辨识编号值；
当所述控制端向对应的智能用电端发送许可指令时同时发送所述辨识编号值，当所述智能用电端接收所述辨识编号值时，将所述辨识编号值作为验证策略验证所述控制指令的参数。
5.如权利要求4所述的一种智能家居物联网络广域动态解锁系统，其特征在于，所述辨识编号值的大小在在8比特到16比特之间。
6.如权利要求4所述的一种智能家居物联网络广域动态解锁系统，其特征在于，所述控制端和所述智能用电端分别配置有相同的运算策略，所述指令发送模块通过运算策略处理辨识编号值以及第一基准时间值以生成第一运算值，所述指令发送模块将所述第一运算值作为所述辨识编号值和所述第一基准时间值的替代加入被发送的控制指令中；
所述智能用电端通过运算策略处理辨识编号值以及第一基准之间值以生成第一运算值，将所述第一运算值替代所述辨识编号值以及第一基准时间值作为验证策略中验证所述控制指令的参数。
7.如权利要求1所述的一种智能家居物联网络广域动态解锁系统，其特征在于，所述第一基准时间值的大小在8比特到16比特之间。
8.如权利要求1所述的一种智能家居物联网络广域动态解锁系统，其特征在于，所述智能用电端通过在所述计时器上建立位置戳记存储第一基准时间值，所述位置戳记反映所述计时器的实际时间与所述第一基准时间值的相对关系，当所述计时器中的实际时间被修改时，所述智能用电端的所述第一基准时间值对应改变。
9.如权利要求1所述的一种智能家居物联网络广域动态解锁系统，其特征在于，所述许可条件包括配置第一预设时间，当对应的智能用电端未接收到控制指令超过第一预设时间时，智能用户端判断为满足许可条件。
10.如权利要求1所述的一种智能家居物联网络广域动态解锁系统，其特征在于，所述许可条件包括配置第一预设次数，当对应的智能用电端接收到控制指令的次数超过第一预设次数时，智能用户端判断为满足许可条件。
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