CN110245032A - 基于mqtt的智能家庭网关终端装置及本地鉴权远程服务的方法 - Google Patents

基于mqtt的智能家庭网关终端装置及本地鉴权远程服务的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于MQTT的智能家庭网关终端装置，包括MQTT客户端，用于进行信息中转，接收远程服务的发布信息，传递合法性校验后的有效载荷信息；鉴权服务模块，用于进行信息处理，接收解析MQTT客户端传递的远程服务的有效载荷信息及组装响应远程服务信息；鉴权管理模块，用于进行信息管理，通过WEB可视化的方式增加、修改和删除鉴权消息。本发明还涉及一种实现本地鉴权远程服务控制的方法。在本发明的基于MQTT的智能家庭网关终端装置及其实现本地鉴权远程服务控制的方法中，智能家庭网关采用基于发布/订阅模式的MQTT"轻量级"通讯协议，为远程服务提供实时可靠的安全服务，可以远程批量操作智能家庭网关。

Description

基于MQTT的智能家庭网关终端装置及本地鉴权远程服务的 方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及通信设备领域，具体是指一种基于MQTT的智能家庭网关终端装置及其实现本地鉴权远程服务控制的方法。
背景技术
MQTT(Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议)，是一种基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的"轻量级"通讯协议，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程服务提供实时可靠的消息服务。将该技术应用于智能家庭网关，可以提供一种低开销、低带宽占用的即时通讯服务，提高响应远程服务实时性，提升远程服务操作者效率。
目前智能家庭网关需要依托运营商管理平台，这就造成智能家庭网关使用者对智能家庭网关远程操作必须依赖于运营商，这种方式不能灵活的远程操作配置智能家庭网关，存在很大的局限性。基于上述对智能家庭网关的远程管理模式，智能家庭网关没有对远程服务进行鉴权，存在很大的安全性。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足实时通讯、安全可靠、操作简便的基于MQTT的智能家庭网关终端装置及其实现本地鉴权远程服务控制的方法。
为了实现上述目的，本发明的基于MQTT的智能家庭网关终端装置及其实现本地鉴权远程服务控制的方法如下：
该基于MQTT的智能家庭网关终端装置，其主要特点是，所述的装置包括：
MQTT客户端，用于进行信息中转，接收远程服务的发布信息，传递合法性校验后的有效载荷信息；
鉴权服务模块，与所述的MQTT客户端相连接，用于进行信息处理，接收解析MQTT客户端传递的远程服务的有效载荷信息及组装响应远程服务信息；
鉴权管理模块，与所述的鉴权服务模块相连接，用于进行信息管理，通过WEB可视化的方式增加、修改和删除鉴权消息。
较佳地，所述的MQTT客户端以MQTT协议为基础在交叉编译环境下运行。
较佳地，所述的MQTT客户端内部包括主控芯片、光模块、WIFI模块和USB可扩展模块。
较佳地，所述的鉴权服务模块包括：
解析单元，与所述的MQTT客户端相连接，用于解析有效载荷信息类型及密钥的合法性，通过解析有效载荷的类型及子类型信息，获取智能家庭网关信息或设置智能家庭网关；
组装单元，与所述的解析单元相连接，用于根据有效载荷信息响应远程服务，并按照特定格式组装响应报文，通过进程间通信模块传递至MQTT客户端。
较佳地，所述的鉴权管理模块的鉴权消息包括远程服务的类型、密钥、子类型、子类型密钥、子类型节点信息、子流程类别、配置信息结构以及上报信息结构。
该利用上述装置实现本地鉴权远程服务控制的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的鉴权服务模块启动后监听进程通信是否发送信息，如果是，则进行解析获取鉴权远程服务流程，继续步骤(2)；否则，继续监听进程，继续步骤(1)；
(2)读取鉴权类型与密钥，判断鉴权类型与密钥是否匹配，如果是，则继续步骤(3)；否则，丢弃并发送类型鉴权失败，拒绝服务错误信息至进程通信模块，继续步骤(7)；
(3)读取鉴权子类型，判断读取子类型信息是否存在，如果是，则继续步骤(4)；否则，丢弃并发送子类型错误信息至进程通信模块，继续步骤(7)；
(4)判断读取子类型是否配置密钥，如果是，则进一步判断子类型与密钥是否匹配，匹配的话，则继续步骤(5)，不匹配的话，丢弃并发送子类型鉴权失败，拒绝服务错误信息至进程通信模块，继续步骤(7)；否则，继续步骤(5)；
(5)判断读取配置文件是否存在子类型节点配置信息，如果是，则继续步骤(6)；否则，丢弃并发送子类型节点信息不存在错误信息至进程通信模块，继续步骤(7)；
(6)判断鉴权类型为Get操作或Set操作，如果是Get操作，则读取配置文件中心，获取节点信息，并发送节点信息至进程通信模块；如果是Set操作，读取子节点信息设置至配置文件中心，配置文件中心返回设置结果，并发送节点信息至进程通信模块；如果既不是Get操作也不是Set操作，则丢弃并发送不支持的操作类型错误信息至进程通信模块。
(7)组装信息发送至进程通信模块，结束流程。
采用了本发明的基于MQTT的智能家庭网关终端装置及其实现本地鉴权远程服务控制的方法，智能家庭网关采用基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的MQTT"轻量级"通讯协议，一方面可以为远程服务提供实时可靠的安全服务，另一方面可以远程批量操作智能家庭网关。本发明的本地鉴权远程服务方法提供一种可以灵活配置远程服务类型且鉴权远程服务类型的安全性、灵活性较高的远程服务管理方式。
附图说明
图1为本发明的基于MQTT的智能家庭网关终端装置的信息流交互示意图。
图2为本发明的实现本地鉴权远程服务控制的方法的服务流程示意图。
图3为本发明的实现本地鉴权远程服务控制的方法的服务配置流程示意图。
图4为本发明的实现本地鉴权远程服务控制的方法的有效载荷信息Get报文结构示意图。
图5为本发明的实现本地鉴权远程服务控制的方法的有效载荷信息Set报文结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的该基于MQTT的智能家庭网关终端装置，其中包括：
MQTT客户端，用于进行信息中转，接收远程服务的发布信息，传递合法性校验后的有效载荷信息；
鉴权服务模块，与所述的MQTT客户端相连接，用于进行信息处理，接收解析MQTT客户端传递的远程服务的有效载荷信息及组装响应远程服务信息；
鉴权管理模块，与所述的鉴权服务模块相连接，用于进行信息管理，通过WEB可视化的方式增加、修改和删除鉴权消息。
作为本发明的优选实施方式，所述的MQTT客户端以MQTT协议为基础在交叉编译环境下运行。
作为本发明的优选实施方式，所述的MQTT客户端内部包括主控芯片、光模块、WIFI模块和USB可扩展模块。
作为本发明的优选实施方式，所述的鉴权服务模块包括：
解析单元，与所述的MQTT客户端相连接，用于解析有效载荷信息类型及密钥的合法性，通过解析有效载荷的类型及子类型信息，获取智能家庭网关信息或设置智能家庭网关；
组装单元，与所述的解析单元相连接，用于根据有效载荷信息响应远程服务，并按照特定格式组装响应报文，通过进程间通信模块传递至MQTT客户端。
作为本发明的优选实施方式，所述的鉴权管理模块的鉴权消息包括远程服务的类型、密钥、子类型、子类型密钥、子类型节点信息、子流程类别、配置信息结构以及上报信息结构。
本发明的该利用上述装置实现本地鉴权远程服务控制的方法，其中包括以下步骤：
(1)所述的鉴权服务模块启动后监听进程通信是否发送信息，如果是，则进行解析获取鉴权远程服务流程，继续步骤(2)；否则，继续监听进程，继续步骤(1)；
(2)读取鉴权类型与密钥，判断鉴权类型与密钥是否匹配，如果是，则继续步骤(3)；否则，丢弃并发送类型鉴权失败，拒绝服务错误信息至进程通信模块，继续步骤(7)；
(3)读取鉴权子类型，判断读取子类型信息是否存在，如果是，则继续步骤(4)；否则，丢弃并发送子类型错误信息至进程通信模块，继续步骤(7)；
(4)判断读取子类型是否配置密钥，如果是，则进一步判断子类型与密钥是否匹配，匹配的话，则继续步骤(5)，不匹配的话，丢弃并发送子类型鉴权失败，拒绝服务错误信息至进程通信模块，继续步骤(7)；否则，继续步骤(5)；
(5)判断读取配置文件是否存在子类型节点配置信息，如果是，则继续步骤(6)；否则，丢弃并发送子类型节点信息不存在错误信息至进程通信模块，继续步骤(7)；
(6)判断鉴权类型为Get操作或Set操作，如果是Get操作，则读取配置文件中心，获取节点信息，并发送节点信息至进程通信模块；如果是Set操作，读取子节点信息设置至配置文件中心，配置文件中心返回设置结果，并发送节点信息至进程通信模块；如果既不是Get操作也不是Set操作，则丢弃并发送不支持的操作类型错误信息至进程通信模块。
(7)组装信息发送至进程通信模块，结束流程。
本发明的具体实施方式中，其中基于MQTT的智能网关与鉴权方法，包括智能网关交叉编译安装MQTT客户端；智能网关本地管理鉴权类型及鉴权密钥；智能网关鉴权远程服务合法性；智能网关识别远程服务类别并根据类别进行不同类型的上报/配置流程。本设计解决智能网关远程灵活配置、远程管理安全性差及远程批量管理的问题。
本发明的基于MQTT的智能家庭网关终端及本地鉴权远程服务方法具有如下构成：
智能网关终端包括智能网关本体，所述的智能网关本体主要是运行在Linux操作系统上，主要包含MQTT客户端、鉴权管理和鉴权服务等功能，内部模块有主控芯片、光模块、WIFI模块、USB可扩展模块；
MQTT客户端包括以MQTT协议为基础的交叉编译环境下的MQTT客户端模块，所述的MQTT客户端模块主要功能是信息中转站。接收来自远程服务的发布信息经合法性校验后将有效载荷信息传递至鉴权服务模块，传递来自鉴权服务模块的信息封装MQTT报文上传至远程服务；
鉴权服务包括鉴权服务模块，所述的鉴权服务模块主要功能是接收MQTT客户端传送有效载荷信息，鉴权远程服务合法性，解析远程服务子类型，响应远程服务请求，并将鉴权信息、回复信息通过进程间通信传递至MQTT客户端；
鉴权管理包括鉴权管理模块，所述的可视化鉴权管理模块主要提供智能网关本地以WEB可视化方式增加、修改、删除远程服务的类型、密钥、子类型、子类型密钥、子类型节点信息、子流程类别、配置信息结构及上报信息结构。
智能家庭网关本体是通过交叉编译环境安装MQTT客户端模块、鉴权服务模块及可视化鉴权模块，实现一种以MQTT协议框架下与远程服务交互的智能家庭网关，把鉴权服务、响应服务的功能交给本体使用者，极大提高本体使用者的安全性与合法性。
MQTT客户端是消息中转站，是根据MQTT协议为基础在交叉编译环境下可运行在嵌入式Linux系统的模块。所述的MQTT客户端，其特征在于，采取MQTT协议为基础删除有效载荷的解析工作仅负责报文的封装工作可以节约设备宽带资源及复杂环境网络环境下信息送达的实时性、准确性。
鉴权服务模块是消息处理站，主要是接收解析MQTT客户端传递的远程服务的有效载荷信息及组装响应远程服务信息。
接收解析有效载荷信息即是解析有效载荷信息类型及密钥是否合法性，解析有效载荷的类型及子类型信息获取智能家庭网关信息或设置智能家庭网关。
组装响应远程服务信息即是根据有效载荷信息响应远程服务并按照特定格式组装响应报文通过进程间通信模块传递至MQTT客户端。
鉴权管理模块。所述的鉴权管理是消息管理站，其特征在于，智能家庭网关使用者灵活操作配置响应远程服务的类型、密钥、子类型、子类型密钥、子类型节点信息。
请参阅说明书附图1至图5所示，本实施例基于MQTT的智能家庭网关终端及本地鉴权远程服务方法，包括智能家庭网关本体及本地鉴权远程服务的方法。
所述的智能家庭网关系统模块包含MQTT客户端、鉴权管理和鉴权服务等主要模块功能。其中，MQTT客户端负责信息中转站功能，鉴权服务负责信息处理站，鉴权管理负责信息管理站。当智能家庭网关获取网络服务后加载MQTT客户端、鉴权管理和鉴权服务等模块。
其中，所述MQTT客户端模块加载完成后根据系统配置信息指定远程服务器上报智能家庭网关心跳报文信息(Step8)，然后时时监听获取远程服务发送信息(Step1)解析有效载荷信息传递至进程通信模块(Step2)，时时监听进程通信模块传递鉴权服务模块发送的信息(Step7)封装报文发送至远程服务(Step8)。
其中，所述的鉴权管理模块提供智能家庭网关使用者一种可视化自定义的鉴权服务管理的功能。智能家庭网关加载鉴权管理模块(T1)后使用者可以根据自身需求按照图4数据报文格式增加(T6，T8，T10，T12)、修改(T5，T7，T9，T11)、删除(T3，T4)操作远程服务的类型、密钥、子类型、子类型密钥、子类型节点信息。鉴权模块读取配置信息(Step9，T2)显示在可视化配置页面上，配置文件中心根据鉴权管理模块配置的信息保存在配置文件中并调用相应的模块加载配置信息(Step10，T13)。
其中，所述的鉴权服务模块启动后监听进程通信模块(P1)是否发送信息，如果接收到进程通信模块发送的信息(Step3，P2)则进行解析获取鉴权远程服务流程。
所述的解析获取鉴权远程服务流程第一步需要获取鉴权类型与密钥是否匹配(Step4，P3，P4)，如果不一致则丢弃并发送类型鉴权失败，拒绝服务错误信息至进程通信模块(Step6，P21)。
进一步地，读取子类型信息(P5)是否存在(Step4，P6)，如果不存在则丢弃并发送子类型错误信息至进程通信模块(Step6，P7)。
进一步地，读取子类型是否配置密钥(Step4，P8)，如果存在则判断子类型与密钥是否匹配(P9)。
进一步地，如果子类型与密钥不匹配则丢弃并发送子类型鉴权失败，拒绝服务错误信息至进程通信模块(Step6，P19)。
进一步地，如果鉴权匹配或未配置子类型密钥则读取配置文件是否存在子类型节点配置信息，如果不存在则丢弃并发送子类型节点信息不存在错误信息至进程通信模块(Step6，P13)。
进一步地，判断鉴权类型是Get操作(P11)还是Set操作(P12)并根据不同的操作类型响应不同的流程。如果是Get操作则读取配置文件中心(Step4，Step5)获取节点信息(P14)并发送节点信息至进程通信模块(Step6，P14)；如果是Set操作则读取子节点信息(P15)设置至配置文件中心(Step4)，配置文件中心返回设置结果(Step5，P16)并发送节点信息至进程通信模块(Step6，P16)；如果既不是Get操作也不是Set操作则丢弃并发送不支持的操作类型错误信息至进程通信模块(Step6，P17)。完成上述操作后，本次鉴权远程服务流程完毕，等待下次鉴权服务。
采用了本发明的基于MQTT的智能家庭网关终端装置及其实现本地鉴权远程服务控制的方法，智能家庭网关采用基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的MQTT“轻量级”通讯协议，一方面可以为远程服务提供实时可靠的安全服务，另一方面可以远程批量操作智能家庭网关。本发明的本地鉴权远程服务方法提供一种可以灵活配置远程服务类型且鉴权远程服务类型的安全性、灵活性较高的远程服务管理方式。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (6)

1.一种基于MQTT的智能家庭网关终端装置，其特征在于，所述的装置包括：
MQTT客户端，用于进行信息中转，接收远程服务的发布信息，传递合法性校验后的有效载荷信息；
鉴权服务模块，与所述的MQTT客户端相连接，用于进行信息处理，接收解析MQTT客户端传递的远程服务的有效载荷信息及组装响应远程服务信息；
鉴权管理模块，与所述的鉴权服务模块相连接，用于进行信息管理，通过WEB可视化的方式增加、修改和删除鉴权消息。
2.根据权利要求1所述的基于MQTT的智能家庭网关终端装置，其特征在于，所述的MQTT客户端以MQTT协议为基础在交叉编译环境下运行。
3.根据权利要求1所述的基于MQTT的智能家庭网关终端装置，其特征在于，所述的MQTT客户端内部包括主控芯片、光模块、WIFI模块和USB可扩展模块。
4.根据权利要求1所述的基于MQTT的智能家庭网关终端装置，其特征在于，所述的鉴权服务模块包括：
解析单元，与所述的MQTT客户端相连接，用于解析有效载荷信息类型及密钥的合法性，通过解析有效载荷的类型及子类型信息，获取智能家庭网关信息或设置智能家庭网关；
组装单元，与所述的解析单元相连接，用于根据有效载荷信息响应远程服务，并按照特定格式组装响应报文，通过进程间通信模块传递至MQTT客户端。
5.根据权利要求1所述的基于MQTT的智能家庭网关终端装置，其特征在于，所述的鉴权管理模块的鉴权消息包括远程服务的类型、密钥、子类型、子类型密钥、子类型节点信息、子流程类别、配置信息结构以及上报信息结构。
6.一种利用权利要求1所述的装置实现本地鉴权远程服务控制的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的鉴权服务模块启动后监听进程通信是否发送信息，如果是，则进行解析获取鉴权远程服务流程，继续步骤(2)；否则，继续监听进程，继续步骤(1)；
(2)读取鉴权类型与密钥，判断鉴权类型与密钥是否匹配，如果是，则继续步骤(3)；否则，丢弃并发送类型鉴权失败，拒绝服务错误信息至进程通信模块，继续步骤(7)；
(3)读取鉴权子类型，判断读取子类型信息是否存在，如果是，则继续步骤(4)；否则，丢弃并发送子类型错误信息至进程通信模块，继续步骤(7)；
(4)判断读取子类型是否配置密钥，如果是，则进一步判断子类型与密钥是否匹配，匹配的话，则继续步骤(5)，不匹配的话，丢弃并发送子类型鉴权失败，拒绝服务错误信息至进程通信模块，继续步骤(7)；否则，继续步骤(5)；
(5)判断读取配置文件是否存在子类型节点配置信息，如果是，则继续步骤(6)；否则，丢弃并发送子类型节点信息不存在错误信息至进程通信模块，继续步骤(7)；
(6)判断鉴权类型为Get操作或Set操作，如果是Get操作，则读取配置文件中心，获取节点信息，并发送节点信息至进程通信模块；如果是Set操作，读取子节点信息设置至配置文件中心，配置文件中心返回设置结果，并发送节点信息至进程通信模块；如果既不是Get操作也不是Set操作，则丢弃并发送不支持的操作类型错误信息至进程通信模块。
(7)组装信息发送至进程通信模块，结束流程。
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