[发明专利]一种安全的云端控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种安全的云端控制方法。

背景技术

云端控制技术是物联网的关键技术之一，采用该技术能够使授权用户或者设备通过网络对远程节点进行控制。如在车上开关家中的空调，在办公室调整家中的百叶窗，在外地给办公室的盆栽浇水，这些控制指令的发送都能够通过手机或者其它联网设备实现。

云端控制通常有如下两种实现方式。

一种是服务器模式，被控设备上部署控制服务的同时绑定一个IP地址，IP地址的可见性决定了控制服务的可访问范围。若该IP是局域网可见的，则只有局域网中的授权终端才能访问控制服务。要保证网络中任何授权终端均可发送控制指令，必须有一个外网可见的固定IP地址，或者在有外网访问条件的上级路由器上进行端口映射，这种方式难以广泛推广。

一种是客户端模式，被控设备作为客户端连接到云端的服务器，控制指令通过服务器中转，作为响应返回给被控设备。控制指令下发的实效性受制于被控设备访问服务器的频率，要保证控制指令能随时下发给被控设备，被控设备与服务器之间必须保持长连接。长连接需要占用较多的服务器资源，网络开销大，难以应对节点数较多的情况。

安全性设计也是云端控制技术的重要问题，必须在兼顾使用方便性的同时保证安全性，用户可见的部分应该尽可能符合其使用习惯，并适应不断扩展的需要。

针对传统云端控制方法与大规模物联网应用要求不相适应的问题，本发明基于网络开销较小的UDP协议进行通信设计，采用用户可配置的策略进行安全性设计，云端和被控设备预置了多种加密算法，用户可以根据应用需要进行配置，满足了大规模物联网应用，特别是智能家居平民化对云端控制方便性、安全性和高并发的要求。

发明内容

一种安全的云端控制方法，包含如下步骤：

步骤1)：在云端部署UDP服务器和HTTP服务器；

步骤2)：被控设备连接到互联网；

步骤3)：被控设备安装UDP应用程序，按设定的频率向云端的UDP服务器发送心跳包，保持通信连接；

步骤4)：授权用户通过手机、平板设备、桌面计算机等联网设备将控制请求发送给HTTP服务器；

步骤5)：HTTP服务器收到用户请求后，进行用户鉴权和控制请求解析，将相应的控制指令转发给UDP服务器；

步骤6)：UDP服务器按照指令的时间要求将指令加密后发送给被控设备；

步骤7)：被控设备对收到的报文进行解密，执行指令；

步骤8)：被控设备根据需要将指令执行状态加密后反馈给UDP服务器；

步骤9)：UDP服务器解密执行状态，并与HTTP服务器交互；

步骤10)：HTTP服务器将执行状态信息反馈给请求设备。

上述步骤1)中UDP服务器响应被控设备的UDP请求，在UDP服务器上维护了被控设备使用的协议版本和密钥集合，可以根据被控设备标识确定其加密算法和密钥；HTTP服务响应用户的HTTP请求或者HTTPS请求，在HTTP服务器上维护了处理后的授权用户身份认证所需的信息，可以对用户权限进行认证。

上述步骤2)中被控设备上部署嵌入式Web服务器，进行初始的联网设置；通过直接连接、路由器连接或者通过GPRS、3G、4G移动网络连接互联网。

上述步骤3)中UDP应用程序发送心跳包的频率通过被控设备上的嵌入式Web服务器设置；或者在云端设置，然后通过UDP服务器反馈给UDP应用程序；或者由UDP服务器根据自身负载情况和被控设备的特点进行智能匹配设置；UDP应用程序发往UDP服务器的初始地址预设在被控设备设置中，UDP服务器可以下发更改服务器控制指令，使被控设备更改对应的UDP服务器，满足网络规模不断扩大的需求。

上述步骤4)中用户授权认证主要采用用户名和密码认证的方式，或者采用IP地址限定、证书方式。

上述步骤5)中HTTP服务器和UDP服务器之间通过消息机制、分布式缓存或数据库系统方式进行数据交互。

其特征在于，采用用户可配置的策略进行安全性设计。

上述步骤6)中指令加密采用如下协议：