一种应用于新一代信息技术的M2M物联网改进通信方法、设备和系统转让专利
申请号 : CN201911355488.9
文献号 : CN111065075B
文献日 : 2021-06-01
发明人 : 郭晋华 , 郑成军
申请人 : 郭晋华
摘要 :
权利要求 :
1.一种应用于新一代信息技术的M2M物联网改进通信设备,所述设备包括:改进的报文封装器,在本地M2M物联网接入节点前添加所述改进的报文封装器,使用改进的报文封装器基于接收到的物联网节点相关信息对发送至接入节点的物联网报文进行封装;
多个传输范围场中间件,对于本地M2M物联网接入节点下的多个物联网节点设置多个传输范围场中间件;其中,所述多个传输范围场中间件用以管理各自所连接的信号强度在阈值以上的多个物联网节点,并保证所述多个传输范围场中间件的设置满足对物联网接入节点下的所有物联网节点的覆盖;
信号强度阈值设定部,使用所述信号强度阈值设定部设定所述多个传输范围场中间件用以管理各自所连接的多个物联网节点的信号强度阈值Σ;也即,在其接收到的物联网节点发送的侦测信号时,判定该信号强度是否大于等于Σ,若是,则认为该物联网节点属于本传输范围场中间件的管理区域内,若否,则该物联网节点不属于本传输范围场中间件的管理区域内;
第一M2M接收中继,M2M物联网节点向第一M2M接收中继发送物联网负载数据;
侦测信号传输部,M2M物联网节点向周围的传输范围场中间件发送侦测信号,其中侦测信号至少包含该M2M物联网节点的标识;传输范围场中间件接收所述侦测信号,判断接收到的信号强度是否达到阈值Σ以上,若是,记录该物联网节点为所管理节点,并向该M2M物联网节点发送反馈信号,其中所述反馈信号至少包含该传输范围场中间件的标识;若否,不发送反馈信号,并丢弃所述侦测信号;
编译反馈部,在建立稳定的传输,且在一定时间阈值内,未有新的节点加入本地M2M物联网接入节点下时,范围场中间件通过所述编译反馈部向第一编译器发送所管理的物联网节点范围场信息,所述物联网节点范围场信息至少包含物联网节点标识以及其所述的范围场中间件标识;M2M物联网节点向第二M2M接收中继转发反馈信号并携带自身标识;
改进的报文封装器基于第一编译器、第一M2M接收中继与第二M2M接收中继所接收到的信息对需要发送至接入节点的物联网报文进行封装,得到联合编码报文;将联合编码报文发送至接入节点。
2.如权利要求1所述应用于新一代信息技术的M2M物联网改进通信设备,其特征在于,所述接收到的物联网节点相关信息至少包括:各个物联网节点获得的节点负载数据;
由各个物联网节点传输的与该节点所关联的传输范围场中间件信息;以及,由各个传输范围场中间件传输的其M2M传输范围场所包含的物联网节点信息。
3.如权利要求2所述应用于新一代信息技术的M2M物联网改进通信设备,其特征在于,所述设置多个传输范围场中间件,具体为:传输范围场中间件的数量设置为n,(n‑1)等于物联网节点数量除以16取整的结果。
4.如权利要求3所述应用于新一代信息技术的M2M物联网改进通信设备,其特征在于,所述设置多个传输范围场中间件,具体为:将n个传输范围场中间件按照相同的相互间距进行设置组成格状网络。
5.如权利要求3所述应用于新一代信息技术的M2M物联网改进通信设备,其特征在于,所述信号强度阈值Σ基于传输范围场中间件n与物联网节点数量的比值大小进行选取。
6.一种应用于新一代信息技术的M2M物联网改进通信方法,所述方法包括以下步骤:第一步骤:在本地M2M物联网接入节点前添加改进的报文封装器,使用改进的报文封装器基于接收到的物联网节点相关信息对发送至接入节点的物联网报文进行封装;
第二步骤:对于本地M2M物联网接入节点下的多个物联网节点,设置多个传输范围场中间件;其中,所述多个传输范围场中间件用以管理各自所连接的信号强度在阈值以上的多个物联网节点,并保证所述多个传输范围场中间件的设置满足对物联网接入节点下的所有物联网节点的覆盖;
第三步骤:设定所述多个传输范围场中间件用以管理各自所连接的多个物联网节点的信号强度阈值Σ;也即,在其接收到的物联网节点发送的侦测信号时,判定该信号强度是否大于等于Σ,若是,则认为该物联网节点属于本传输范围场中间件的管理区域内,若否,则该物联网节点不属于本传输范围场中间件的管理区域内;
第四步骤:M2M物联网节点向第一M2M接收中继发送物联网负载数据;
第五步骤:M2M物联网节点向周围的传输范围场中间件发送侦测信号,其中侦测信号至少包含该M2M物联网节点的标识;
第六步骤:传输范围场中间件接收所述侦测信号,判断接收到的信号强度是否达到阈值Σ以上,若是,记录该物联网节点为所管理节点,并向该M2M物联网节点发送反馈信号,其中所述反馈信号至少包含该传输范围场中间件的标识;若否,不发送反馈信号,并丢弃所述侦测信号;
第七步骤:在建立稳定的传输,且在一定时间阈值内,未有新的节点加入本地M2M物联网接入节点下时,范围场中间件向第一编译器发送所管理的物联网节点范围场信息,所述物联网节点范围场信息至少包含物联网节点标识以及其所述的范围场中间件标识;
第八步骤:M2M物联网节点向第二M2M接收中继转发反馈信号并携带自身标识;
第九步骤:改进的报文封装器基于第一编译器、第一M2M接收中继与第二M2M接收中继所接收到的信息对需要发送至接入节点的物联网报文进行封装,得到联合编码报文;
第十步骤:将联合编码报文发送至接入节点。
7.如权利要求6所述应用于新一代信息技术的M2M物联网改进通信方法,其特征在于,所述方法中,所述接收到的物联网节点相关信息至少包括:各个物联网节点获得的节点负载数据;
由各个物联网节点传输的与该节点所关联的传输范围场中间件信息;以及,由各个传输范围场中间件传输的其M2M传输范围场所包含的物联网节点信息。
8.如权利要求7所述应用于新一代信息技术的M2M物联网改进通信方法,其特征在于,所述设置多个传输范围场中间件,具体为:传输范围场中间件的数量设置为n,(n‑1)等于物联网节点数量除以16取整的结果。
9.如权利要求8所述应用于新一代信息技术的M2M物联网改进通信方法,其特征在于,所述设置多个传输范围场中间件,具体为:将n个传输范围场中间件按照相同的相互间距进行设置组成格状网络,所述信号强度阈值Σ基于传输范围场中间件n与物联网节点数量的比值大小进行选取。
10.一种应用于新一代信息技术的M2M物联网改进通信系统,其包含本地M2M物联网接入网络、传输中继以及云服务器,其中,本地M2M物联网接入网络包含如权利要求1‑5任一项的物联网设备。
说明书 :
一种应用于新一代信息技术的M2M物联网改进通信方法、设备
和系统
技术领域
背景技术
方定义是:是基于互联网之上,使不可交流的物体与物体之间进行交流,而产生的过程,称
之为物联网(Internet of Things)。
业界的极大关注,美国和欧洲相继启动了许多关于无线传感器网络的研究计划。
等物质现象。
的,它与我们所生活的现实世界还是相隔的,在网络世界中,很难感知现实世界,很多事情
还是不可能的,时代呼唤着新的网络技术。传感网络正是在这样的背景下应运而生的全新
网络技术,它综合了传感器、低功耗、通讯以及微机电等等技术,可以预见,在不久的将来,
传感网络将给我们的生活方式带来革命性的变化。
络、自组织网络、动态性网络、可靠性网络、应用性相关的网络、以数据为中心的网络。
流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物
品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物
品的“透明”管理。
带等。而在“物联网”时代,钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施,在此意
义上,基础设施更像是一块新的地球工地,世界的运转就在它上面进行,其中包括经济管
理、生产运行、社会管理乃至个人生活。
用的物联网通信协议,它们具有不同的性能、数据速率、覆盖范围、功率和内存,而且每一种
协议都有各自的优点和或多或少的缺点。其中一些通信协议只适合小型家用电器,而其他
一些通信协议则可以用于大型智慧城市项目。
的全新服务。M2M以设备通讯控制为核心,将原来低效率或甚至不可能的信息传输应用于商
业中以获得更强的竞争力。M2M的商务模式目前应用方兴未艾,主要有移动物流管理(M‑
logisTIcmanagement)、移动支付(M‑POS)、移动监控(M‑monitoring)等。
如日前比较流行的NFC手机支付。多年以前,日本的NEC公司在M2M方面已经做了很多宣传和
工作,并推出了一些全球领先的M2M产品,成功地在很多领域。
使用多个传输范围场中间件来对下辖的物联网节点层级管理物联网节点与其所述的传输
范围场中间件关联信息,其次,引入改进的报文封装器,对第一编译器接收到的传输范围场
中间件及其下辖物联网节点分布信息进行分类统计,依据不同的物联网节点隶属类型,采
用不同的编码索引进行编码,并将其与负载数据进行组合,最后,依据第二M2M接收中继接
收到的物联网节点上报的与其相关传输范围场中间件信息作为校验信息进行报文封装,实
现对新一代信息技术M2M物联网数据传输的较高安全性保障。
发明内容
进行封装。
度在阈值以上的多个物联网节点,并保证所述多个传输范围场中间件的设置满足对物联网
接入节点下的所有物联网节点的覆盖;
网节点发送的侦测信号时,判定该信号强度是否大于等于Σ,若是,则认为该物联网节点属
于本传输范围场中间件的管理区域内,若否,则该物联网节点不属于本传输范围场中间件
的管理区域内;
收到的信号强度是否达到阈值Σ以上,若是,记录该物联网节点为所管理节点,并向该M2M
物联网节点发送反馈信号,其中所述反馈信号至少包含该传输范围场中间件的标识;若否,
不发送反馈信号,并丢弃所述侦测信号;
物联网节点范围场信息,所述物联网节点范围场信息至少包含物联网节点标识以及其所述
的范围场中间件标识;M2M物联网节点向第二M2M接收中继转发反馈信号并携带自身标识;
报文发送至接入节点。
的多个物联网节点,并保证所述多个传输范围场中间件的设置满足对物联网接入节点下的
所有物联网节点的覆盖;
是否大于等于Σ,若是,则认为该物联网节点属于本传输范围场中间件的管理区域内,若
否,则该物联网节点不属于本传输范围场中间件的管理区域内;
号,其中所述反馈信号至少包含该传输范围场中间件的标识;若否,不发送反馈信号,并丢
弃所述侦测信号;
所述物联网节点范围场信息至少包含物联网节点标识以及其所述的范围场中间件标识;
所述的任一项的物联网设备。
第一、第二M2M接收中继,在接收M2M物联网负载数据的同时使用多个传输范围场中间件来
对下辖的物联网节点层级管理物联网节点与其所述的传输范围场中间件关联信息,通过三
方互补的信息接收方式用以保障传感器信息传输安全;其二,引入改进的报文封装器,对第
一编译器接收到的传输范围场中间件及其下辖物联网节点分布信息进行分类统计,依据不
同的物联网节点隶属类型,采用不同的编码索引进行编码,由此,对于属于不同传输范围场
中间件的物联网节点,其编码方式存在差异,且,对于同时属于多个传输范围场中间件的物
联网节点,其编码方式与属于单个传输范围场中间件的物联网节点亦不同,从而依据其在
接入节点下的分布情况来进行差异化编码,提升编码被攻破的难度,其三,通过组合编码,
将其与负载数据进行组合,且依据第二M2M接收中继接收到的物联网节点上报的与其相关
传输范围场中间件信息作为校验信息进行报文封装,通过在报文中引入物联网节点而非传
输范围场中间件上报的其节点归属信息,对由第一编译器接收的由传输范围场中间件上报
的物联网节点归属信息进行验证,进一步保证物联网数据传输可靠性,从而实现对新一代
信息技术M2M物联网数据传输的较高安全性保障,且同时可反映各个物联网节点在接入节
点所管辖的区域中的实际归属位置,为定位与系统操作提供位置指引和便利。
附图说明
具体实施方式
它实施例,都属于本发明保护的范围。
也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
脱离本发明实施例范围的情况下,第一编译器、第一M2M接收中继、第一传输范围场中间件
也可以被称为第二编译器、第二M2M接收中继、第二传输范围场中间件,类似地,第二编译
器、第二M2M接收中继、第二传输范围场中间件也可以被称为第一编译器、第一M2M接收中
继、第一传输范围场中间件。
(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件
或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
进行封装。
度在阈值以上的多个物联网节点,并保证所述多个传输范围场中间件的设置满足对物联网
接入节点下的所有物联网节点的覆盖;
网节点发送的侦测信号时,判定该信号强度是否大于等于Σ,若是,则认为该物联网节点属
于本传输范围场中间件的管理区域内,若否,则该物联网节点不属于本传输范围场中间件
的管理区域内;
收到的信号强度是否达到阈值Σ以上,若是,记录该物联网节点为所管理节点,并向该M2M
物联网节点发送反馈信号,其中所述反馈信号至少包含该传输范围场中间件的标识;若否,
不发送反馈信号,并丢弃所述侦测信号;
物联网节点范围场信息,所述物联网节点范围场信息至少包含物联网节点标识以及其所述
的范围场中间件标识;M2M物联网节点向第二M2M接收中继转发反馈信号并携带自身标识;
报文发送至接入节点。
一代信息技术的M2M物联网改进通信方法一种实施例的部分步骤时序图。所述方法包含以
下步骤:
个物联网节点,并保证所述多个传输范围场中间件的设置满足对物联网接入节点下的所有
物联网节点的覆盖;
大于等于Σ,若是,则认为该物联网节点属于本传输范围场中间件的管理区域内,若否,则
该物联网节点不属于本传输范围场中间件的管理区域内;
中所述反馈信号至少包含该传输范围场中间件的标识;若否,不发送反馈信号,并丢弃所述
侦测信号;
物联网节点范围场信息至少包含物联网节点标识以及其所述的范围场中间件标识;
中,本地M2M物联网接入网络包含上述任一项的物联网设备。
场中间件标识以及其所管理的物联网节点标识,均转化为二进制信息进行传输。
间件标识+物联网节点标识1+物联网节点标识2……的顺序进行二进制排列,为与信息的其
它字段进行分割,前后均加入特定的8位隔离字段。
前,其前序字段二进制编码为111010,则其最后一位码为0,因此校验码取反则为1,由此,隔
离字段为11100011。
为00000001)+物联网节点标识1+物联网节点标识2+物联网节点标识3+物联网节点标识4+
物联网节点标识5+物联网节点标识6,若物联网节点标识1‑6分别为00000001‑00000110,则
该负载部分为00000001000000010000001000000011000001000000010100000110,组合前后
隔离字段,为11100011000000010000000100000010000000110000010000000101000001101
1100011。
识信息,例如,上文所述的物联网节点标识1‑6分别为00000001‑00000110,
的传输范围场中间件的标识,例如,上文所述的传输范围场中间件标识1(设其为
00000001)。
中间件,物联网节点标识7‑12属于第二传输范围场中间件等等,再参照附图1可知,特殊情
况下,例如物联网节点1可能同时属于第一传输范围场中间件与第二传输范围场中间件管
理,在这种情况下,改进的报文封装器记录物联网节点1同时属于第一传输范围场中间件与
第二传输范围场中间件管理。
文;将联合编码报文发送至接入节点。
况列包含所有的可能的物联网节点归属情况,使用传输范围场中间件标识按由小到大顺序
进行标记,例如同时属于第一传输范围场中间件与第二传输范围场中间件,则标记为
0000000100000010;例如仅属于第一传输范围场中间件,则标记为00000001,例如同时属于
第一传输范围场中间件与第二传输范围场中间件以及第三传输范围场中间件,则标记为
000000010000001000000011。所述编码索引列包含所有的可能的物联网节点归属情况对应
的编码索引,使用与该索引对应的编码方式进行负载数据以及M2M物联网节点向第二M2M接
收中继转发的反馈信号的编码。
况与编码索引对应表中找到对应的编码索引,并据此找到对应的编码方式,从而对反馈信
号中的传输范围场中间件标识,将其接续在负载数据后作为独立字段,进行相应编码方式
的编码,也即如上文所述的使用与该索引对应的编码方式进行负载数据以及M2M物联网节
点向第二M2M接收中继转发的反馈信号的编码。
为UTF‑8,采用UTF‑8编码方式对其进行联合编码。
文,获得由物联网节点信息传输的反馈信号中的传输范围场中间件标识,将其与所述编码
方式对应的归属情况进行验证,若一致,证明该数据来源可靠,未遭到篡改,提高物联网系
统数据传输安全性,且同时可反映所述物联网节点在接入节点所管辖的区域中的实际归属
位置,为定位与系统操作提供位置指引和便利。
一、第二M2M接收中继,在接收M2M物联网负载数据的同时使用多个传输范围场中间件来对
下辖的物联网节点层级管理物联网节点与其所述的传输范围场中间件关联信息,通过三方
互补的信息接收方式用以保障传感器信息传输安全;其二,引入改进的报文封装器,对第一
编译器接收到的传输范围场中间件及其下辖物联网节点分布信息进行分类统计,依据不同
的物联网节点隶属类型,采用不同的编码索引进行编码,由此,对于属于不同传输范围场中
间件的物联网节点,其编码方式存在差异,且,对于同时属于多个传输范围场中间件的物联
网节点,其编码方式与属于单个传输范围场中间件的物联网节点亦不同,从而依据其在接
入节点下的分布情况来进行差异化编码,提升编码被攻破的难度,其三,通过组合编码,将
其与负载数据进行组合,且依据第二M2M接收中继接收到的物联网节点上报的与其相关传
输范围场中间件信息作为校验信息进行报文封装,通过在报文中引入物联网节点而非传输
范围场中间件上报的其节点归属信息,对由第一编译器接收的由传输范围场中间件上报的
物联网节点归属信息进行验证,进一步保证物联网数据传输可靠性,从而实现对新一代信
息技术M2M物联网数据传输的较高安全性保障,且同时可反映各个物联网节点在接入节点
所管辖的区域中的实际归属位置,为定位与系统操作提供位置指引和便利。
异来扩展功能。
骤的划分,仅仅为一种逻辑或功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如,多个单
元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,
所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元
的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形
式实现。
使得一台计算机装置(可以是个人计算机,服务器,或者网络装置等)或处理器(Processor)
执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读
存储器(Read‑Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、NVRAM、
磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等
同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案
的精神和范围。