一种安全的多外设远程群控网络、组网方法及通信方法技术

本发明专利技术公开了一种安全的多外设远程群控网络、组网方法及通信方法，涉及物联网技术。本发明专利技术提出了一种安全可靠、实施和维护成本低、能耗和网络资源耗费小、性能优异的外设群控网络。本发明专利技术技术要点：包括服务器、路由器、控制器、协议转换器以及外围设备。所述服务器通过互联网与路由器连接；路由器通过控制器与外围设备或协议转换器连接，或者路由器与下一级路由器连接；协议转换器还与其他外围设备连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及物联网技术，尤其是一种安全的多外设远程控制技术。
技术介绍
目前实现多种类、多数量外部设备的控制，有分布式、集中式2类技术方案。 分布式技术方案中，需要每台接入的外部设备都具有独立工作的能力，即技术层面上，每台设备需配置有较高性能的处理器和功能完备的软件系统，数据的接收、发送也独立于其它平级设备。而通过互联网对设备进行远程访问时，首先需要每台设备都分配有单独的网络地址以便接入网络，然后可通过点对点访问任意某台设备，或通过广播、遍历方式进行多设备的群控。 集中式技术方案中，通过设置少数(至少I台)中央控制设备对所有外设进行集中管理，使每台外设的功能得到有效的简化，进而降低了其硬件成本。所有外设与中央控制设备通过内部的局域网络互联，仅需使至少I台中央控制设备接入广域网即可实现对每台外设的“间接访问”。来自外部的数据和所有外设发送的数据皆在中央控制器内汇总处理后，再发送至目标。 分布式系统中，每台接入设备需具备独立工作的能力，因此需要复杂的软件系统和较高性能的处理器平台，提升了系统成本。同时因设备系统的复杂性可能会导致故障率的提高，实际应用中需花费更多的维护时间，并且往往需制定多种维护计划以应对多类型设备。尤其是遇到系统更新升级的情况，需要对每台设备的系统单独实施更新升级，管理成本较高；相互独立工作的设备虽具有较高的可靠性和鲁棒性，但也需要单独接入广域网络以实现远程访问，造成了网络地址的大量占用；在网络带宽占用方面，除视频、音频数据量较大外，多数情况下数据量较少，设备单独工作的特点会导致网络上充斥着大量的小数据包。这些小数据包难以有效压缩，不仅降低了有效信息的传输效率，也导致了数据接收端需耗费更多的资源响应这些请求；在需要多台设备协调工作时，如需在某个时间点同时采集多种数据，因各设备独立工作的特点，使得协调难度较大，需要额外开发复杂的设备同步协议和功能。 集中式技术系统在以上各方面都优于分布式系统。因各外设的大部分功能都迁移至中央控制设备上，使得每台外设仅需实现最简单、基本的一些功能，大大降低了软硬件系统的复杂性和成本，也有效解决了各设备间的协调性问题；系统的更新升级一般仅针对中央控制设备，维护难度极大降低；因仅需要中央控制设备接入广域网，一套系统仅需要I个网络地址即可；因各外设的数据皆先汇总至中央控制器，使得这些数据可以有效的进行压缩，以较少数量的大数据包统一发送，有效改善了网络传输和数据接收端的处理效率。 由以上集中式系统的特点可知，中央控制器在整个系统中居于关键地位，如采用工业/商用计算机，其高功耗和较高的配置成本不适于家庭应用；最近又出现了智能路由器，同时把路由器功能和中央控制器的功能集成在嵌入式系统中，但过于复杂的功能和性能较低的硬件系统，会导致网络不稳定、设备频繁死机、重启等现象，严重影响用户体验。 此外，集中式系统也存在着“首次组网技术瓶颈”，即每台设备首次接入集中式系统网络时，都需要进行参数预先配置以便能够与中央控制器正确相互识别和匹配。在有线网络中，因信息仅通过线缆封闭传输(难以从外部获取信息)，采用诸如自动扫描、即插即用等技术即能够安全、快速、自动化的解决这一问题。但目前无线网络系统在市场尤其是民用市场上居于优势地位，而单纯的移植有线网络首次组网技术不仅极不安全，往往也不可行。例如:在存在多无线网络的环境中，未经预配置的新外部设备就无法自动做出接入哪个网络的决定。此外因无线网络信号的开放性特点，如数据采用明文传输将面临着严重的信息安全问题。
技术实现思路
针对上述存在的问题，提出了一种安全可靠、实施和维护成本低、能耗和网络资源耗费小、性能优异的外设群控网络。 本专利技术提供的一种安全的多外设远程群控网络，包括服务器、路由器、控制器、协议转换器以及外围设备。 所述服务器通过互联网与路由器连接；路由器通过控制器与外围设备或协议转换器连接，或者路由器与下一级路由器连接；协议转换器还与其他外围设备连接。 进一步，所述路由器包括一级路由器与二级路由器；控制器包括第一控制器与第二控制器；外围设备包括第一外围设备与第二外围设备。 所述服务器通过互联网与一级路由器连接；一级路由器通过第一控制器与外围设备连接；一级路由器还与二级路由器连接；二级路由器依次通过第二控制器、协议转换器与第二外围设备连接。 进一步，控制器具有自身的标识码与通信密钥，还存储有与其直接连接或间接连接的外围设备的通信密钥，以及存储有服务器的通信密钥；服务器中存储有控制器的标识码与通信密钥；外围设备具有与其直接连接或间接连接的控制器的通信密钥。 本专利技术还提供了一种安全的多外设远程群控网络的组网方法，包括以下步骤: 将服务器与路由器通过互联网进行连接；将控制器接入路由器建立的局域网中； 将外围设备或协议转换器放置在将要连接的控制器附近以便在外围设备或协议转换器与控制器之间建立近场通信连接；控制器将接入的网络名称及连接密码、自身的IP地址、数据端口、通信密钥及加密算法代号发送给外围设备或协议转换器；外围设备或协议转换器将其自身的标识码、通信密钥及加密算法代号发送给控制器；外围设备或协议转换器根据所述网络名称及连接密码接入所述局域网中，通过控制器的IP地址、数据端口与控制器进行通信并将局域网分配给外围设备或协议转换器的地址信息发送给控制器；将协议转换器与其他外围设备连接。 进一步，将智能移动终端与所述控制器一同接入所述局域网；智能移动终端获取所述局域网的网络名称及密码；智能移动终端将所述网络名称及密码发送给所述控制器。 本专利技术还提供了一种安全的多外设远程群控网络的通信方法，包括数据上行过程与数据下行过程。 其中数据上行过程包括:外围设备将自身的标识码与工作数据信息进行加密后传输给控制器；控制器利用外围设备的通信密钥对外围设备上传的信息解密，并将解密后的信息进行加密后连同自身的标识码通过路由器传输给服务器；服务器根据控制器的标识码找到该控制器的通信密钥，并利用该控制器的通信密钥对其上传的信息进行解密得到外围设备的标识码及工作数据信息；服务器将外围设备的标识码及工作数据信息进行存储并向用户提供查看外围设备工作数据的接口；数据下行过程包括:用户向服务器输入外围设备的标识码及对该外围设备的控制指令；服务器对控制指令进行加密后传输给对应的控制器；控制器利用服务器的通信密码对控制指令进行解密，再对控制指令进行加密并传输给外围设备；外围设备利用控制器的通信密码对控制指令进行解密，并执行所述控制指令。 进一步，数据上行过程还包括:外围设备将自身的标识码与工作数据信息进行加密后通过协议转换器传输给控制器；数据下行过程还包括:控制器利用服务器的通信密码对控制指令进行解密，再对控制指令进行加密并通过协议转换器传输给外围设备。 综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是:1.借助通用路由器组建群控局域网，降低了系统的开发和实施成本。目前通用型路由器已经普及，成为家庭、企业的标准配置。用户仅需配置控制器和部分外围设备即可。因控制器无需高性能的网络通信功能，其硬件性能、软件复杂性皆大幅度下降，其首次配备和维护成本皆能有效降低。 2.使用户能够通过互联网，低成本的在全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全的多外设远程群控网络，其特征在于，包括服务器、路由器、控制器、协议转换器以及外围设备；所述服务器通过互联网与路由器连接；路由器通过控制器与外围设备或协议转换器连接，或者路由器与下一级路由器连接；协议转换器还与其他外围设备连接。

【技术特征摘要】
1.一种安全的多外设远程群控网络，其特征在于，包括服务器、路由器、控制器、协议转换器以及外围设备； 所述服务器通过互联网与路由器连接； 路由器通过控制器与外围设备或协议转换器连接，或者路由器与下一级路由器连接； 协议转换器还与其他外围设备连接。2.根据权利要求1所述的一种安全的多外设远程群控网络，其特征在于，所述路由器包括一级路由器与二级路由器；控制器包括第一控制器与第二控制器；外围设备包括第一外围设备与第二外围设备； 所述服务器通过互联网与一级路由器连接； 一级路由器通过第一控制器与外围设备连接； 一级路由器还与二级路由器连接；二级路由器依次通过第二控制器、协议转换器与第二外围设备连接。3.根据权利要求1或2所述的一种安全的多外设远程群控网络，其特征在于，控制器具有自身的标识码与通信密钥，还存储有与其直接连接或间接连接的外围设备的通信密钥，以及存储有服务器的通信密钥；服务器中存储有控制器的标识码与通信密钥；外围设备具有与其直接连接或间接连接的控制器的通信密钥。4.权利要求1或2或3所述一种安全的多外设远程群控网络的组网方法，其特征在于，包括以下步骤: 将服务器与路由器通过互联网进行连接； 将控制器接入路由器建立的局域网中； 将外围设备或协议转换器放置在将要连接的控制器附近以便在外围设备或协议转换器与控制器之间建立近场通信连接；控制器将接入的网络名称及连接密码、自身的IP地址、数据端口、通信密钥及加密算法代号发送给外围设备或协议转换器；外围设备或协议转换器将其自身的标识码、通信密钥及加密算法代号发送给控制器； 外围设备或协议转换器根据所述网络名称及连接密码接入所述局域网中，通过控制器的IP地址、数据端口与控制器进行通信...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德麾，冯军帅，宋海亮，
申请(专利权)人：成都实唯物联网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51