CN110022374A - 基于物联网的网络连接方法、装置、通信设备及存储介质 - Google Patents

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CN110022374A CN201910314613.5A CN201910314613A CN110022374A CN 110022374 A CN110022374 A CN 110022374A CN 201910314613 A CN201910314613 A CN 201910314613A CN 110022374 A CN110022374 A CN 110022374A
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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的网络连接方法、装置、通信设备及存储介质，属于物联网技术领域，本发明既实时监听其它设备的网络连接请求，又随时以客户端身份向与自身连接的通信设备发起网络连接请求，能够使物联网终端传感器和网关分别发起连接，解决了自动入网和数据传输数据完整性问题。

Description

基于物联网的网络连接方法、装置、通信设备及存储介质
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，特别涉及一种基于物联网的网络连接方法、装置、通信设备及存储介质。
背景技术
物联网的端点网通传输技术，有许多技术方案可以选择，除了lora以外，还有NB-IoT、WiFi、蓝牙、zigbee、Dustl和sub-1GHz等，不同的通讯技术有着不同的特点，也各有适合自己的应用场景。
物联网在逻辑上可以分为认知层、网络层、管理层和应用层。把它与传统的信息系统构架相比，多了一个认知层。认知层，即遍布在我们周边的各类传感器组成的传感器网络。它的作用是实现对物体的感知、识别、检测及数据采集，以及反应和控制等。这些作用改变了传统信息系统内部运算能力强，但是对外部感知能力弱的状况，因此认知层是物联网的基础，也是物联网与传统信息系统的最大区别所在。
目前认知层的终端传感器普通存在断网不能重新自动接入，无线数据传输数据丢包严重问题。
发明内容
为解决上述的全部或部分的技术问题，本发明提供了一种基于物联网的网络连接方法、装置、通信设备及存储介质。
本发明提供的一种基于物联网的网络连接方法，所述基于物联网的网络连接方法包括以下步骤：
在监听到物联网中的第一通信设备以客户端身份发送的第一网络连接请求时，以服务器身份接收所述第一网络连接请求，并根据所述第一网络连接请求与所述第一通信设备建立网络连接；
在需要与物联网中的第二通信设备进行网络连接时，以客户端身份发送第二网络连接请求，以使所述第二通信设备以服务器身份接收所述第二网络连接请求，并根据所述第二网络连接请求建立网络连接。
优选地，所述在监听到物联网中的第一通信设备以客户端身份发送的第一网络连接请求时，以服务器身份接收所述第一网络连接请求，并根据所述第一网络连接请求与所述第一通信设备建立网络连接之后，所述基于物联网的网络连接方法还包括：
通过数字证书进行双方认证；
在双方认证通过后进行数据交互。
优选地，所述通过数字证书进行双方认证，具体包括：
向所述第一通信设备发送本地存储的第二数字证书，以使所述第一通信设备对所述第二数字证书进行校验，并反馈第一校验信息；
接收所述第一通信设备发送的第一数字证书，并将所述第一数字证书与本地存储的第二数字证书进行比较，获得第二校验结果；
根据所述第一校验结果和第二校验结果进行双方认证。
优选地，所述向所述第一通信设备发送本地存储的第二数字证书，以使所述第一通信设备对所述第二数字证书进行校验，并反馈第一校验信息，具体包括：
根据LoRaWAN协议向所述第一通信设备发送本地存储的第二数字证书，以使所述第一通信设备对所述第二数字证书进行校验，并反馈第一校验信息。
优选地，所述在双方认证通过后进行数据交互，具体包括：
在所述第一校验结果和第二校验结果均为校验成功时，认定为双方认证通过；
在有数据需要发送时，对待发送数据按照预设数据报文格式进行封装，并将封装的待发送数据发送至所述第一通信设备；
在有数据需要接收时，对待接收数据进行解析，获得所述待接收数据的报文类型，根据所述报文类型进行相应处理。
优选地，所述在有数据需要发送时，对待发送数据按照预设数据报文格式进行封装，并将封装的待发送数据发送至所述第一通信设备，具体包括：
在有数据需要发送时，对待发送数据按照预设数据报文格式进行封装，根据所述第二数字证书中的公共密钥对封装的待发送数据加密，并将加密后的待发送数据发送至所述第一通信设备。
优选地，所述在有数据需要接收时，对待接收数据进行解析，获得所述待接收数据的报文类型，根据所述报文类型进行相应处理，具体包括：
在有数据需要接收时，根据所述第二数字证书中的公共密钥对待接收数据进行解密，对解密后的待接收数据进行解析，获得所述待接收数据的报文类型，根据所述报文类型进行相应处理。
本发明还公开了一种基于物联网的网络连接装置，所述基于物联网的网络连接装置包括：
第一连接模块，用于在监听到物联网中的第一通信设备以客户端身份发送的第一网络连接请求时，以服务器身份接收所述第一网络连接请求，并根据所述第一网络连接请求与所述第一通信设备建立网络连接；
第二连接模块，用于在需要与物联网中的第二通信设备进行网络连接时，以客户端身份发送第二网络连接请求，以使所述第二通信设备以服务器身份接收所述第二网络连接请求，并根据所述第二网络连接请求建立网络连接。
本发明还公开了一种通信设备，所述通信设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于物联网的网络连接程序，所述基于物联网的网络连接程序配置为实现如上所述的基于物联网的网络连接方法的步骤。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于物联网的网络连接程序，所述基于物联网的网络连接程序被处理器执行时实现如上所述的基于物联网的网络连接方法的步骤。
本发明既实时监听其它设备的网络连接请求，又随时以客户端身份向与自身连接的通信设备发起网络连接请求，能够使物联网终端传感器和网关分别发起连接，解决了自动入网和数据传输数据完整性问题。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的通信设备结构示意图；
图2为本发明基于物联网的网络连接方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明基于物联网的网络连接方法第二实施例的流程示意图；
图4为本发明基于物联网的网络连接装置一实施例的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的通信设备结构示意图。
如图1所示，该通信设备可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口，对于用户接口1003的有线接口在本发明中可为USB接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对通信设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及基于物联网的网络连接程序。
在图1所示的通信设备中，网络接口1004主要用于进行无线网络通信，以实现数据传输；用户接口1003主要用于连接外设；所述通信设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的基于物联网的网络连接程序，并执行本发明实施例提供的基于物联网的网络连接方法。
基于上述硬件结构，提出本发明基于物联网的网络连接方法的实施例。
参照图2，图2为本发明基于物联网的网络连接方法一实施例的流程示意图。
在本实施例中，所述基于物联网的网络连接方法包括：
S10：在监听到物联网中的第一通信设备以客户端身份发送的第一网络连接请求时，以服务器身份接收所述第一网络连接请求，并根据所述第一网络连接请求与所述第一通信设备建立网络连接。
需要说明的是，本实施例的方法的执行主体为物联网中的终端传感器或网关等通信设备，本实施例对此不加以限制，为便于进行区分，下面将本方法的执行主体称为当前通信设备。
可理解的是，为便于获得所述第一网络连接请求，可预先监听物联网中的预设通信设备的网络连接请求，也就是说，在当前通信设备可预先设置并存储通信对象(即预设通信设备)的身份信息，即预先部署了通信范围，以及与通信范围内的通信设备时，当前通信设备的身份信息(做客户端还是服务器端)。
S20：在需要与物联网中的第二通信设备进行网络连接时，以客户端身份发送第二网络连接请求，以使所述第二通信设备以服务器身份接收所述第二网络连接请求，并根据所述第二网络连接请求建立网络连接。
在具体实现中，所述第一通信设备和第二通信设备可为同一设备，也可不为同一设备，本实施例对此不加以限制。
对于步骤S20而言，是由当前通信设备主动与第二通信设备进行网络连接，故而，对于网络连接的判断基本由第二通信设备完成，而第二通信设备的处理流程与当前通信设备的处理流程基本一致，因此，所述第二通信设备的处理流程可参照当前通信设备的处理流程进行，在此不再赘述。
本实施例既实时监听其它设备的网络连接请求，又随时以客户端身份向与自身连接的通信设备发起网络连接请求，能够使物联网终端传感器和网关分别发起连接，解决了自动入网和数据传输数据完整性问题。
进一步地，如图3所示，基于第一实施例提出本发明基于物联网的网络连接方法第二实施例，在本实施例中，步骤S10之后，所述基于物联网的网络连接方法还包括：
S30：通过数字证书进行双方认证。
在具体实现中，为便于进行双方认证，本实施例中，先可向所述第一通信设备发送本地存储的第二数字证书，以使所述第一通信设备对所述第二数字证书进行校验，并反馈第一校验信息；然后接收所述第一通信设备发送的第一数字证书，并将所述第一数字证书与本地存储的第二数字证书进行比较，获得第二校验结果；最后根据所述第一校验结果和第二校验结果进行双方认证。
也就是说，在各通信设备自身保存认证服务器端分配的数字证书，即用于鉴权的数字签名，以进行安全认证。每个设备根据实际需要，可以定制不同的服务功能和不同的请求服务功能。客户端和服务器端设备运行时，在主动发起网络连接的同时，会实时检测是否有其他设备向自身发起网络连接。
为保证数据传输距离，本实施例中，可根据LoRaWAN协议向所述第一通信设备发送本地存储的第二数字证书，以使所述第一通信设备对所述第二数字证书进行校验，并反馈第一校验信息。
其中，LoRaWAN是一个开放标准，它定义了基于LoRa芯片的LPWAN技术的通信协议。LoRaWAN在数据链路层定义媒体访问控制(MAC)，由LoRa联盟维护。
由于对于长距离，低功耗，只有少量数据需要传输的应用场景，目前还没有能更满足上述需求的无线通信技术，这也就是LoRa技术诞生的原因。LoRa则适合用在小数据量、定期、大范围、低功耗需求的管理。它是应用在物联网的低功耗广域网传输技术，目前有3种模式可以应对不同的使用目的，分别是Class A(Baseline，基本定时传输用，强调省电)、Class B(Beacon，除基本传输功能外，增加触发性传输能力)、Class C(提供持续传输功能)。
S40：在双方认证通过后进行数据交互。
在具体实现中，在所述第一校验结果和第二校验结果均为校验成功时，认定为双方认证通过；在有数据需要发送时，对待发送数据按照预设数据报文格式进行封装，并将封装的待发送数据发送至所述第一通信设备；在有数据需要接收时，对待接收数据进行解析，获得所述待接收数据的报文类型，根据所述报文类型进行相应处理。
由于将数据封装为统一格式，添加了表示数据包类型的数据，使所有的设备可以根据数据包类对数据包进行相应的操作，省去了现有技术中需要根据不同的协议实现不同功能的数据处理
需要说明的是，所述预设数据报文格式可采用表一所示：
表一
Type Seq_num Length Data
表一中，Type表示数据包的类型，Seq_num表示数据包的序号，Length表示数据包长度，Date就是数据包的内容。
Type占用两个字节，类型包括：报警信息、系统状态信息、通信配置文件数据、响应、探测引擎配置文件数据、规则屏蔽命令、会话文件建立命令、会话处理配置文件数据、连接状态数据、会话文件建立命令、会话文件数据、会话处理命令文件数据、流量统计数据、地址解析协议、与控制台时钟同步命令、报警代理配置文件数据；Seq_num占用4个字节；Length占用4个字节。
当然，所述第一校验结果和第二校验结果中有一个校验不成功时，认定为双方认证不通过，不进行后续数据交互过程。
为防止黑客注入或窜改网络流量，使得数据不是明文传输，本实施例中，可采用自身存储的数字证书中的公共密钥对封装后的数据进行加密或解密，使得黑客无从下手，提高数据传输的安全性，也就是说，在有数据需要发送时，可对待发送数据按照预设数据报文格式进行封装，根据所述第二数字证书中的公共密钥对封装的待发送数据加密，并将加密后的待发送数据发送至所述第一通信设备。
在有数据需要接收时，可根据所述第二数字证书中的公共密钥对待接收数据进行解密，对解密后的待接收数据进行解析，获得所述待接收数据的报文类型，根据所述报文类型进行相应处理。
本实施例中，在建立网络连接后，通常需要进行数据交互，但不法人员容易通过伪通信设备来获得数据，导致数据安全性难以得到保证，本实施例中，可通过数据证书进行双方认证，在双方认证通过后进行数据交互，而不法人员难以通过安全认证，从而提高了数据安全性。
为便于对以本发明进行理解，下面给出具体的两个例子：
第一个例子为通信设备A终端向通信设备B发起网络连接：
1)通信设备A以客户端的身份主动向通信设备B发起网络连接请求；
2)通信设备A判断主动连接是否成功，如果连接成功，则执行步骤3)，否则，结束当前网络连接流程；
3)根据传输层加密套接字SSL协议，通信设备A向通信设备B发送自身存储的数字证书，请求通信设备B认证身份，同时，通信设备A也要接收通信设备B发来的数字证书，认证通信设备B的身份是否合法；
4)判断通信设备A与通信设备B是否都通过对方的认证，如果通过对方认证，则执行步骤5)，否则说明有通信设备可能不合法，结束当前网络连接流程；
5)判断是否有数据需要发送，如果需要发送数据，则执行步骤6)，否则，执行步骤7)；
6)通信设备A对要发送的数据按照表1的数据报文格式进行封装，然后根据自身存储的数字证书中的公共密钥对封装后的数据进行加密并发送；
7)判断是否有数据需要接收，如果需要接收数据，进行步骤8)，否则，结束当前网络连接流程；
8)通信设备A根据自身存储的数字证书中的公共密钥，对接收到的数据进行解密，然后分析该收到的数据，解析出数据中的报文类型，根据报文类型作相应处理。例如：解析出报文类型是防火墙联动配置文件，则将该文件保存等等。
第二个例子为通信设备A监听其它设备向自身发起网络连接的过程：
1)通信设备A实时监听其他设备向自身发起的网络连接；
2)判断是否有网络连接请求，如果有请求，执行3)，否则返回1)继续监听；
3)根据LoRaWAN协议，向监听到的发起网络连接的通信设备发送自身存储的数字证书，请求对方进行身份认证，同时接收对方设备发来的数字证书，认证对方设备的身份；
4)判断对方设备是否都通过认证，如果通过认证，则执行步骤5)，否则返回继续监听；
5)判断是否有数据需要发送，如果需要发送数据，则执行步骤6)，否则，执行步骤7)；
6)通信设备A对要发送的数据按照表一所示的数据报文格式进行封装，然后根据自身存储的数字证书中的公共密钥对封装后的数据进行加密并发送；
7)判断是否有数据需要接收，如果需要接收数据，执行步骤8)；否则，返回步骤3)继续监听；
8)通信设备A根据自身存储的数字证书中的公共密钥，对接收到的数据解密，然后分析该接收到的数据，解析出数据中的报文类型，根据报文类型作相应处理。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有基于物联网的网络连接程序，所述基于物联网的网络连接程序被处理器执行时实现如上文所述的基于物联网的网络连接方法的步骤。
此外，参照图4，本发明实施例还提出一种基于物联网的网络连接装置，所述基于物联网的网络连接装置包括：
第一连接模块10，用于在监听到物联网中的第一通信设备以客户端身份发送的第一网络连接请求时，以服务器身份接收所述第一网络连接请求，并根据所述第一网络连接请求与所述第一通信设备建立网络连接；
第二连接模块20，用于在需要与物联网中的第二通信设备进行网络连接时，以客户端身份发送第二网络连接请求，以使所述第二通信设备以服务器身份接收所述第二网络连接请求，并根据所述第二网络连接请求建立网络连接。
需要说明的是，对于本实施例的模块而言，其可实现上述基于物联网的网络连接方法部分的所有步骤，因此，具体内容可参照上述方法部分，再次不在赘述。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种基于物联网的网络连接方法，其特征在于，所述基于物联网的网络连接方法包括以下步骤：
在监听到物联网中的第一通信设备以客户端身份发送的第一网络连接请求时，以服务器身份接收所述第一网络连接请求，并根据所述第一网络连接请求与所述第一通信设备建立网络连接；
在需要与物联网中的第二通信设备进行网络连接时，以客户端身份发送第二网络连接请求，以使所述第二通信设备以服务器身份接收所述第二网络连接请求，并根据所述第二网络连接请求建立网络连接。
2.如权利要求1所述的基于物联网的网络连接方法，其特征在于，所述在监听到物联网中的第一通信设备以客户端身份发送的第一网络连接请求时，以服务器身份接收所述第一网络连接请求，并根据所述第一网络连接请求与所述第一通信设备建立网络连接之后，所述基于物联网的网络连接方法还包括：
通过数字证书进行双方认证；
在双方认证通过后进行数据交互。
3.如权利要求2所述的基于物联网的网络连接方法，其特征在于，所述通过数字证书进行双方认证，具体包括：
向所述第一通信设备发送本地存储的第二数字证书，以使所述第一通信设备对所述第二数字证书进行校验，并反馈第一校验信息；
接收所述第一通信设备发送的第一数字证书，并将所述第一数字证书与本地存储的第二数字证书进行比较，获得第二校验结果；
根据所述第一校验结果和第二校验结果进行双方认证。
4.如权利要求3所述的基于物联网的网络连接方法，其特征在于，所述向所述第一通信设备发送本地存储的第二数字证书，以使所述第一通信设备对所述第二数字证书进行校验，并反馈第一校验信息，具体包括：
根据LoRaWAN协议向所述第一通信设备发送本地存储的第二数字证书，以使所述第一通信设备对所述第二数字证书进行校验，并反馈第一校验信息。
5.如权利要求3所述的基于物联网的网络连接方法，其特征在于，所述在双方认证通过后进行数据交互，具体包括：
在所述第一校验结果和第二校验结果均为校验成功时，认定为双方认证通过；
在有数据需要发送时，对待发送数据按照预设数据报文格式进行封装，并将封装的待发送数据发送至所述第一通信设备；
在有数据需要接收时，对待接收数据进行解析，获得所述待接收数据的报文类型，根据所述报文类型进行相应处理。
6.如权利要求5所述的基于物联网的网络连接方法，其特征在于，所述在有数据需要发送时，对待发送数据按照预设数据报文格式进行封装，并将封装的待发送数据发送至所述第一通信设备，具体包括：
在有数据需要发送时，对待发送数据按照预设数据报文格式进行封装，根据所述第二数字证书中的公共密钥对封装的待发送数据加密，并将加密后的待发送数据发送至所述第一通信设备。
7.如权利要求5所述的基于物联网的网络连接方法，其特征在于，所述在有数据需要接收时，对待接收数据进行解析，获得所述待接收数据的报文类型，根据所述报文类型进行相应处理，具体包括：
在有数据需要接收时，根据所述第二数字证书中的公共密钥对待接收数据进行解密，对解密后的待接收数据进行解析，获得所述待接收数据的报文类型，根据所述报文类型进行相应处理。
8.一种基于物联网的网络连接装置，其特征在于，所述基于物联网的网络连接装置包括：
第一连接模块，用于在监听到物联网中的第一通信设备以客户端身份发送的第一网络连接请求时，以服务器身份接收所述第一网络连接请求，并根据所述第一网络连接请求与所述第一通信设备建立网络连接；
第二连接模块，用于在需要与物联网中的第二通信设备进行网络连接时，以客户端身份发送第二网络连接请求，以使所述第二通信设备以服务器身份接收所述第二网络连接请求，并根据所述第二网络连接请求建立网络连接。
9.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于物联网的网络连接程序，所述基于物联网的网络连接程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的基于物联网的网络连接方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有基于物联网的网络连接程序，所述基于物联网的网络连接程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的基于物联网的网络连接方法的步骤。
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