CN112313920B - 为多个iot设备提供连接性 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于为多个物联网IoT设备提供连接性的方法。该方法在连接性设备中被执行并且包括以下步骤：检测多个连接器接口之一中是否存在连接器单元；从连接器单元获取连接数据，连接数据与特定的IoT设备相关联；使用连接性设备的无线通信模块，使用与IoT设备相关联的连接数据连接至IoT设备；并且其中，对于多个连接器单元，重复该方法。

Description

为多个IOT设备提供连接性

技术领域

本发明涉及用于为多个物联网(IoT)设备提供连接性的方法、连接性设备、计算机程序和计算机程序产品。

背景技术

目前，物联网(IoT)的概念正在迅速获得关注。在IoT中，大量的电子设备都需要网络接入。网络接入可以用于设备报告数据以及/或者允许由另一设备控制该设备。

有了IoT，设备的数量将大大增加。每个人将变得对越来越多的设备负责。问题是如何配置所有这些设备，特别是因为通常不期望需要为每个单独的设备提供用户接口。此外，需要安全性以确保没有未授权方访问设备。

发明内容

目的是提供一种为多个IoT设备提供连接性的更简单的方式。

根据第一方面，提供了一种用于为多个物联网IoT设备提供连接性的方法。所述方法在连接性设备中被执行并且包括以下步骤：检测多个连接器接口之一中是否存在连接器单元；从连接器单元获取连接数据，连接数据与特定的IoT设备相关联；使用连接性设备的无线通信模块，使用与IoT设备相关联的连接数据连接至IoT设备；并且其中，对于多个连接器单元，重复所述方法。

检测是否存在连接器单元的步骤可以包括：检测连接器单元与多个连接器接口之一之间的物理接触。

连接数据可以与至少两个特定的IoT设备的集合相关联，在这种情况下，连接的步骤包括连接至集合中的所有IoT设备。

连接数据可以基于存储在连接器单元中的密钥。

密钥可以是加密密钥对的一部分。

连接性设备可以支持多个无线通信协议，在这种情况下，连接的步骤包括：基于连接数据选择无线通信协议。

所述方法还可以包括以下步骤：当与IoT设备的连接被建立时，提供指示邻近相关联的连接器单元成功连接的指示。

所述方法还可以包括以下步骤：协调与多个IoT设备的通信以减少干扰。

根据第二方面，提供了一种用于为多个物联网IoT设备提供连接性的连接性设备。所述连接性设备包括：多个连接器接口；无线通信模块；处理器；以及存储器，其存储当由处理器执行时使连接性设备执行以下操作的指令：检测多个连接器接口之一中是否存在连接器单元；从连接器单元获取连接数据，连接数据与特定的IoT设备相关联；以及使用连接性设备的无线通信模块，使用与IoT设备相关联的连接数据连接至IoT设备；其中，对于多个连接器单元，重复用于检测是否存在连接器单元的指令、用于获取连接数据的指令以及用于连接的指令。

用于检测是否存在连接器单元的指令可以包括当由处理器执行时使连接性设备检测连接器单元与多个连接器接口之一之间的物理接触的指令。

连接数据可以与至少两个特定的IoT设备的集合相关联，在这种情况下，用于连接的指令包括当由处理器执行时使连接性设备连接至集合中的所有IoT设备的指令。

连接数据可以基于存储在连接器单元中的密钥。

密钥可以是加密密钥对的一部分。

连接性设备可以支持多个无线通信协议，在这种情况下，用于连接的指令包括当由处理器执行时使连接性设备基于连接数据选择无线通信协议的指令。

连接性设备还可以包括当由处理器执行时使连接性设备执行以下操作的指令：当与IoT设备的连接被建立时，提供指示邻近相关联的连接器单元成功连接的指示。

连接性设备还可以包括当由处理器执行时使连接性设备执行以下操作的指令：协调与多个IoT设备的通信以减少干扰。

根据第三方面，提供了一种系统，所述系统包括根据第二方面的连接性设备和多个连接性单元，所述多个连接性单元被配置成：分别被设置在连接性设备的连接器接口中。

根据第四方面，提供了一种用于为多个物联网IoT设备提供连接性的计算机程序。所述计算机程序包括当在连接性设备上运行时使连接性设备执行以下操作的计算机程序代码：检测多个连接器接口之一中是否存在连接器单元；从连接器单元获取连接数据，连接数据与特定的IoT设备相关联；以及使用连接性设备的无线通信模块，使用与IoT设备相关联的连接数据连接至IoT设备；其中，对于多个连接器单元，重复用于检测是否存在连接器单元的程序代码、用于获取连接数据的程序代码和用于连接的程序代码。

根据第五方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括根据第四方面的计算机程序以及其上存储有所述计算机程序的计算机可读装置。

通常，除非在本文中另外明确地定义，否则应该根据它们在本技术领域中的普通含义来解释权利要求中使用的所有术语。除非另外明确地指出，否则对“一/一个/该元件、设备、部件、装置、步骤等”的所有提及要被开放地解释为指代元件、设备、部件、装置、步骤等中的至少一个实例。除非明确地说明，否则本文中公开的任何方法的步骤不必以公开的确切顺序被执行。

附图说明

现在通过示例的方式参照附图来描述本发明，在附图中：

图1是示出了可以应用本文中呈现的实施方式来为多个IoT设备提供连接性的环境的示意图；

图2是示出了用于为多个IoT设备提供连接性的方法的流程图；以及

图3示出了包括计算机可读装置的计算机程序产品90的一个示例。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的特定实施方式。然而，本发明可以以许多不同的形式被实施，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施方式；相反，这些实施方式通过示例的方式被提供，使得本公开内容将是全面和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的要素。

本文中呈现的实施方式涉及为多个IoT设备提供连接性。这通过为每个IoT设备设置相应的连接器单元来实现。每个连接器单元都包括用于特定IoT设备的相应硬编码的连接数据。每个连接器单元物理地连接至连接性设备的相应连接器接口。连接性设备使用连接数据与相应的IoT设备建立无线连接。以这种方式，用户通过仅将连接器单元放置在连接性设备的连接器接口中来为IoT设备建立连接性。

图1是示出了可以应用本文中呈现的实施方式来为多个IoT设备提供连接性的环境的示意图。

存在需要为其建立通信的许多IoT设备2a至2d。在该示例中，存在四个IoT设备2a至2d，但是可以存在比在此所示的IoT设备更多或更少的IoT设备。

IoT设备需要与计算机8进行通信，计算机8可以是远程或本地计算机，例如服务器、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、智能电话、移动电话或可穿戴设备。IoT设备2a至2d与计算机8之间的连接可以用于向由IoT设备2a至2d感测到的计算机报告数据或者用于使计算机8控制/致动IoT设备2a至2d的一些方面。

连接性设备1被设置，来为多个IoT设备2a至2d提供经由通信网络7到一个或更多个计算机8的连接性。通信网络可以包括：本地通信，例如通过Wi-Fi、以太网或蓝牙；以及/或者远程通信，例如通过因特网。

连接性设备1包括处理器60，使用能够执行软件指令67的合适的中央处理单元(CPU)、多处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)等中的一个或更多个的任意组合来提供处理器60，软件指令67被存储在存储器64中，因此存储器64可以是计算机程序产品。可替选地，可以使用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等来实现处理器60。处理器60可以被配置成执行以下参照图2描述的方法。

存储器64可以是随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM)的任意组合。存储器64还包括永久性存储设备，该永久性存储设备例如可以是磁存储器、光存储器、固态存储器或甚至远程安装的存储器中的任何单独一个存储器或者磁存储器、光存储器、固态存储器或甚至远程安装的存储器的组合。

还设置了用于当在处理器60中执行软件指令期间读取和/或存储数据的数据存储器66。数据存储器66可以是RAM和/或ROM的任何组合。

无线通信模块10支持一个或更多个无线协议，例如蓝牙或低功耗蓝牙(BLE)、ZigBee、任何IEEE 802.11x标准(也被称为WiFi)等中的任何一个或更多个。无线通信模块10被用于与IoT设备2a至2d进行通信。

连接性设备1还包括I/O接口62，I/O接口62用于经由通信网络7进行通信，例如以提供至(一个或多个)计算机8的连接。可以例如使用由连接性设备1提供的网络接口或者使用连接性设备1上的物理用户接口例如触摸屏来配置连接性设备1。

连接性设备1还包括多个连接器接口4a至4h。连接器接口4a至4h是用于接纳相应连接器单元3a至3d的物理接口。例如，连接器接口4a至4h可以是基于USB(通用串行总线)或FireWire的接口。每个连接器单元3a至3d与特定IoT设备2a至2d相关联。在该示例中，存在与相应连接器接口4a至4d物理连接的四个连接器单元3a至3d。在图1的示例中，存在总共八个连接器接口4a至4h，从而在此存在四个未占用的连接器接口4e至4h。要注意的是，连接性设备1可以设置有任何合适数量的连接器接口。

可选地，不是每个连接器单元有一个接口，而是存在一个物理连接器接口，连接器单元3a至3d以菊花链链接至该物理连接器接口。可以例如通过在彼此的顶部上堆叠连接器单元以菊花链链接连接器单元3a至3d，使得每个较高的连接器单元连接至物理连接器接口或者连接至与物理连接器接口对应的菊花链接口，其中，菊花链接口被设置在紧接其下的连接器单元的上部上。

关于其IoT设备2a至2d对每个连接器单元3a至3d进行硬编码，并且每个连接器单元3a至3d包含存储连接数据的存储器，连接数据可以由连接性设备1用于连接至IoT设备2a至2d。因此，每个连接器单元的连接数据反映了与特定IoT设备的关联。连接数据可以被存储为只读数据片。换句话说，连接数据可以是静态数据片。仅当相应的IoT设备2a至2d的相关联的连接器单元3a至3d与连接器接口4a至4d物理接触以允许相应的连接数据被读取时，这才允许连接性设备1为相应的IoT设备2a至2d提供连接性。

图2是示出了用于为多个IoT设备提供连接性的方法的流程图。在图1的连接性设备中执行该方法。

在检测连接器的步骤40中，连接性设备检测在多个连接器接口之一中是否存在连接器单元。检测是否存在连接器单元可以包括：检测连接器单元3a至3d与多个连接器接口之一之间的物理接触。物理接触可以用于在连接器接口与连接的连接器单元之间传输通信信号。另外，物理接触可以用于经由连接器接口为连接的连接器单元供电。

通过依赖于连接器接口与连接器单元之间的物理接触(例如，流电接触)，当与若干连接器单元通信时，不存在(或可忽略)干扰的问题。通过由连接性设备为连接器单元供电，消除了对用于连接器单元的单独电源的需求。

在获取连接数据的步骤42中，连接性设备从连接器单元获取连接数据。连接数据与特定IoT设备相关联。具有用于特定IoT设备的连接数据的连接器单元被硬编码。通过对连接器单元中的连接数据进行硬编码，使用户感受到非常方便。用户不必配置任何东西；仅在连接器接口中物理地连接连接器单元就足够了。换句话说，该解决方案在要安装新的IoT设备时提供零配置连接性，这对于IoT设备特别有用，原因是这些IoT设备通常具有很少的用户接口或根本没有用户接口。

可选地，连接数据与至少两个特定IoT设备的集合相关联。连接数据可以包含(至少部分地包含)用于集合中的不同IoT设备的不同连接参数。

在连接至IoT设备的步骤44中，连接性设备使用该连接性设备的无线通信模块，使用与IoT设备相关联的连接数据连接至IoT设备。连接数据可以基于存储在连接器单元中的密钥。例如，密钥可以形成加密密钥对的一部分。这可以例如被用于使得连接数据首先包括具有IoT设备的标识符的部分。连接性设备与IoT设备开始握手，其中，IoT设备提供要由连接器单元签名的数据片。连接性设备将数据片提供至连接器单元以用于签名，并且将签名转发至IoT设备。在该阶段处，IoT设备可以验证签名(例如，使用加密密钥对的公共密钥)，这证明连接性设备与连接器单元连接并且连接被建立。

可选地，连接性设备支持多种无线通信协议。在这种情况下，该步骤包括选择可以在连接数据中指示的无线通信协议。换句话说，连接数据可以包括不同的部分。

当连接数据与集合相关联时，该步骤包括连接至集合中所有的IoT设备。

在可选的条件成功的步骤45中，连接性设备连接性设备确定与IoT设备的连接是否被建立。如果与IoT设备的连接被建立，则方法进行至可选的提供指示的步骤46，否则，方法进行至可选的协调通信的步骤48。

在可选的提供指示的步骤46中，连接性设备提供指示邻近相关联的连接器单元或在相关联的连接器单元上成功的连接的指示。例如，当连接成功时，可以激活用户接口元件例如绿色LED(发光二极管)。这允许用户验证IoT设备被连接。用户接口元件可以被设置在连接性设备上，与连接器接口邻近。可替选地或另外地，用户接口元件被设置在连接器单元上。

在可选的协调通信的步骤48中，连接性设备协调与多个IoT设备的通信以减少干扰。连接性设备不需要由电池供电；可以从干线网络对连接性设备进行供电。另外地，由于连接性设备在安装之后不需要移动，因此连接性设备在尺寸方面不需要受到很大限制。因此，连接性设备可以监测无线电环境以适应与IoT设备的通信，以避免干扰。这既可以用于减少影响与IoT设备的通信的干扰，也可以用于减少与IoT设备的通信影响其他通信的干扰。

在有条件的更多连接器的步骤50中，连接性设备确定是否存在尚未建立与相应的IoT设备的通信的任何更多的连接器。如果存在尚未建立与相应的IoT设备的通信的任何更多的连接器，则该方法返回至检测连接器的步骤40。否则，该方法返回至可选的协调通信的步骤48，或者当步骤48没有被执行时，该方法可选地在延迟之后重新执行步骤50。

一旦与IoT设备的连接被建立，连接性设备就可以用作路由器，以提供IoT设备与计算机(参见图1中的8)之间的连接路径。

现在将在场景中说明该方法。用户在她们家中具有连接性设备，并且购买了新的IoT设备。新的IoT设备封装有连接器单元。用户打开IoT设备的包装，并且将连接器单元插入连接性设备的未占用的连接器接口中。连接性设备与连接器单元和IoT设备进行通信，以从而建立用于IoT设备的连接。IoT设备现在被安装并且与相应的计算机进行通信，以用于监测和/或致动的目的。如果用户出售或赠送IoT设备，则连接器单元将跟随IoT设备。由于IoT设备仅当其连接器单元被连接至连接性设备时才被硬编码以进行通信(现在在新所有者的房屋处)，因此新的所有者于是可以安心地确信先前的所有者不能与IoT设备进行通信。

本文中提出的实施方式可以用于以简单且安全的方式为IoT设备提供连接性。IoT设备上不需要用户接口。连接器单元不需要具有任何无线通信能力，因此可以以低成本被生产。

图3示出了包括计算机可读装置的计算机程序产品90的一个示例。在该计算机可读装置上，可以存储计算机程序91，该计算机程序可以使处理器执行根据本文中描述的实施方式的方法。在该示例中，计算机程序产品是光盘，例如CD(致密盘)或DVD(数字多功能盘)或蓝光盘。如上所述，也可以在设备的存储器中实施计算机程序产品，例如图1的计算机程序产品64。虽然在此计算机程序91被示意性地示出为所描绘的光盘上的轨道，但是可以以适合于计算机程序产品的任何方式——譬如可移除固态存储器，例如通用串行总线(USB)驱动器——来存储计算机程序。

上面主要参考一些实施方式描述了本发明。然而，如本领域技术人员容易理解的，在如由所附专利权利要求限定的本发明的范围内，除了上面公开的实施方式以外的其他实施方式同样是可能的。

Claims (16)

1.一种用于为多个物联网IoT设备(2a至2d)提供连接性的方法，所述方法在包括多个连接器接口(4a至4h)的连接性设备(1)中被执行，所述方法包括以下步骤：

检测(40)多个连接器接口(4a至4h)之一中是否存在连接器单元(3a至3d)，所述检测(40)包括检测所述连接器单元(3a至3d)与所述多个连接器接口之一之间的物理接触，其中，所述连接器单元(3a至3d)与特定的IoT设备(2a至2d)相关联；

从所述物理连接的连接器单元(3a至3d)获取(42)连接数据，所述连接数据与特定的IoT设备(2a至2d)相关联；以及

使用所述连接性设备(1)的无线通信模块(10)，使用与所述IoT设备(2a至2d)相关联的连接数据连接(44)至所述IoT设备(2a至2d)；

其中，对于多个连接器单元(3a至3d)，重复所述方法。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述连接数据与至少两个特定的IoT设备的集合相关联，并且其中，连接(44)的步骤包括：连接至所述集合中的所有IoT设备。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述连接数据基于存储在所述连接器单元(3a至3d)中的密钥。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述密钥是加密密钥对的一部分。

5.根据权利要求1、2和4中任一项所述的方法，其中，所述连接性设备(1)支持多个无线通信协议，并且其中，连接(44)的步骤包括：基于所述连接数据来选择无线通信协议。

6.根据权利要求1、2和4中任一项所述的方法，还包括以下步骤：

当与IoT设备的连接被建立时，提供(46)指示邻近相关联的连接器单元成功连接的指示。

7.根据权利要求1、2和4中任一项所述的方法，还包括以下步骤：

协调(48)与所述多个IoT设备的通信以减少干扰。

8.一种用于为多个物联网IoT设备(2a至2d)提供连接性的连接性设备(1)，所述连接性设备(1)包括：

多个连接器接口(4a至4h)；

无线通信模块(10)；

处理器(60)；以及

存储器(64)，其存储当由所述处理器执行时使所述连接性设备(1)执行以下操作的指令(67)：

检测所述多个连接器接口(4a至4h)之一中是否存在连接器单元(3a至3d)，所述检测包括检测所述连接器单元(3a至3d)与所述多个连接器接口之一之间的物理接触，其中，所述连接器单元(3a至3d)与特定的IoT设备(2a至2d)相关联；

从所述物理连接的连接器单元(3a至3d)获取连接数据，所述连接数据与特定的IoT设备(2a至2d)相关联；以及

使用所述连接性设备(1)的无线通信模块(10)，使用与所述IoT设备(2a至2d)相关联的连接数据连接至所述IoT设备(2a至2d)；

其中，对于多个连接器单元(3a至3d)，重复用于检测是否存在连接器单元(3a至3d)的指令、用于获取连接数据的指令以及用于连接的指令。

9.根据权利要求8所述的连接性设备(1)，其中，所述连接数据与至少两个特定的IoT设备的集合相关联，并且其中，所述用于连接的指令包括当由所述处理器执行时使所述连接性设备(1)连接至所述集合中的所有IoT设备的指令(67)。

10.根据权利要求8至9中任一项所述的连接性设备(1)，其中，所述连接数据基于存储在所述连接器单元(3a至3d)中的密钥。

11.根据权利要求10所述的连接性设备(1)，其中，所述密钥是加密密钥对的一部分。

12.根据权利要求8、9和11中任一项所述的连接性设备(1)，其中，所述连接性设备(1)支持多个无线通信协议，并且其中，所述用于连接的指令包括当由所述处理器执行时使所述连接性设备(1)基于所述连接数据选择无线通信协议的指令(67)。

13.根据权利要求8、9和11中任一项所述的连接性设备(1)，还包括当由所述处理器执行时使所述连接性设备(1)执行以下操作的指令(67)：

当与IoT设备的连接被建立时，提供指示邻近相关联的连接器单元成功连接的指示。

14.根据权利要求8、9和11中任一项所述的连接性设备(1)，还包括当由所述处理器执行时使所述连接性设备(1)执行以下操作的指令(67)：

协调与所述多个IoT设备的通信以减少干扰。

15.一种系统，其包括根据权利要求8至14中任一项所述的连接性设备(1)和多个连接性单元(3a至3d)，所述多个连接性单元(3a至3d)被配置成：分别被设置在所述连接性设备的连接器接口(4a至4h)中。

16.一种计算机可读装置，其上存储有用于为多个物联网IoT设备(2a至2d)提供连接性的计算机程序(67，91)，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码当在连接性设备(1)上运行时使所述连接性设备(1)：

检测多个连接器接口(4a至4h)之一中是否存在连接器单元(3a至3d)，所述检测包括检测所述连接器单元(3a至3d)与所述多个连接器接口之一之间的物理接触，其中，所述连接器单元(3a至3d)与特定的IoT设备(2a至2d)相关联；

从所述物理连接的连接器单元(3a至3d)获取连接数据，所述连接数据与特定的IoT设备(2a至2d)相关联；以及

使用所述连接性设备(1)的无线通信模块(10)，使用与所述IoT设备(2a至2d)相关联的连接数据连接至所述IoT设备(2a至2d)；

其中，对于多个连接器单元(3a至3d)，重复用于检测是否存在连接器单元(3a至3d)的程序代码、用于获取连接数据的程序代码以及用于连接的程序代码。