CN108833464A - 邦联式多域物联网协同***及方法、智慧城市、智能家居 - Google Patents

Abstract

本发明属于物联网技术领域，公开了一种邦联式多域物联网协同***及方法、智慧城市、智能家居，根据数据的自身标识，分域首先向标识管理中心查询，数据所在的域信息；标识管理中心解析标识，并进行权限验证，通过，向分域返回数据所在域信息；否则，不予处理；分域直接向目标域请求数据，完成数据共享；服务安全协同，每个正常提供服务的域都向中心域注册本域所提供的服务，供外部调用；每个开发者订阅自身所需的服务，并将权限信息记录在区块链上，供服务访问时进行权限验证；当需要进行服务融合时，从各个域调取响应的服务，经过服务协同算法进行协同。满足当前多域物联网物联网发展的需求，实现多域物联网环境下的数据共享、服务协同。

Description

邦联式多域物联网协同***及方法、智慧城市、智能家居

技术领域

本发明属于物联网技术领域，尤其涉及一种邦联式多域物联网协同***及方法、智慧城市、智能家居。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：物联网时代的到来，其广泛应用于智慧城市、智能家居、工业控制、医疗健康、精细农业、军事国防等国家重大行业。物联网作为物理世界和信息世界的桥梁，起着不可或缺的作用。智能感知设备以***式的增速增长，传统集中式的架构难以满足物联网发展的需求，集中体现在数据存储，服务协同，应用融合方面。传统的以集中式的方式进行，会使得单点故障成为***瓶颈，具体体现在海量多源异构数据存储、服务提供和应用开发等难以适应物联网海量分布式的场景。逐渐形成以数据为中心的架构，按管理域形成了多域物联网架构，但也带来了新的问题，其中最突出的问题就是数据共享问题和各个域之间的协同问题，各域容易形成信息孤岛且各域交互性较差。现在物联网需要的是数据分域存储，服务跨域协同，应用跨域融合等。目前解决数据分域存储，服务跨域协同，应用跨域融合等问题，大多采用上下级的关系进行分层分级管理，***的效率性能和可扩展性无法得到很好地满足，并且服务器的压力也很大，并且当上下级同时对某个智能设备发出执行命令时，可能会发生权限冲突，从而带来新的问题。综上所说，现有技术存在问题为：解决数据跨域共享问题效率低、不安全且扩展性差，而且给***带来不可估计的性能压力，且容易出现权限冲突；在交互性方面，同样是效率低下，缺乏安全高效的交互措施。

综上所述，现有技术存在的问题是：解决数据跨域共享问题效率低、不安全且扩展性差，而且给***带来不可估计的性能压力，且容易出现权限冲突；在交互性方面，同样是效率低下，缺乏安全高效的交互措施。

解决上述技术问题的难度和意义：本发明的意义为利用中心域管理中心和云平台 监测中心进行实时监控和协同，实现各域之间的数据共享、高效协同。并在某一个域不能正 常提供服务时，及时的将集群中其他类似的域进行服务提供。当进行跨域交互时，通过中心 域管理中心进行权限判定，可以有效的防止域被非法攻击者攻击所带来的安全问题。难点 在于如何高效的协同各个域之间的交互、数据共享以及如何解决多域环境下所带来的安全 问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种邦联式多域物联网协同***及方法、智慧城市、智能家居。

本发明是这样实现的，一种邦联式多域物联网协同方法，所述邦联式多域物联网协同方法包括：数据跨域协同，根据数据的自身标识，分域首先向标识管理中心查询，该数据所在的域信息；标识管理中心解析标识，并进行权限验证，若通过，向分域返回数据所在域信息；否则，不予处理；分域直接向目标域请求数据，完成数据共享；服务安全协同，每个正常提供服务的域都向中心域注册本域所提供的服务，供外部调用；每个开发者订阅自身所需的服务，并将权限信息记录在区块链上，供服务访问时进行权限验证；当需要进行服务融合时，首先从各个域调取响应的服务，然后经过服务协同算法进行协同。

进一步，所述邦联式多域物联网协同方法的多域架构包括：

步骤一，分域平台首次使用需要向中心域管理中心发起激活认证请求，分域需要携带自身的ID，以及分域的IP，中心域生成唯一的令牌，返回给分域，中心域存储分域相关信息，并返回分域的唯一标识；

步骤二，分域服务器每次重新运行的时候，携带令牌向中心域进行激活认证，若认证通过，则该域正常服务；否则，该域不能正常使用；

步骤三，分域服务器停止提供服务时，向中心域发送停止提供服务信息，当其他分域向该域发起请求时，根据请求的内容，若别的域可以代替提供服务，则将请求导向正常提供服务的域，否则返回拒绝提供服务信息；

步骤四，分域实时将整个平台运行的情况发送至中心域，以供中心域进行统一监管。

本发明的另一目的在于提供一种所述邦联式多域物联网协同方法的邦联式多域物联网协同***，所述邦联式多域物联网协同***包括：统一标识管理中心***、中心域管理中心***、区块链权限管理中心***、云平台监控中心***；

云平台监控中心，用于监控整个集群物联网平台的运行健康情况，实时的将分域的情况传回中心域，并对分域进行统一的管理和维护。

进一步，所述统一标识管理中心包括：

标识生成模块，用于生成多域物联网环境下的标识，如对域、网关、节点、服务等进行标识，用于屏蔽掉多域环境下的差异性；

标识存储模块，对生成的标识及第三方上传的标识进行存储；

标识查询模块，对向标识管理中心进行请求的用户提供标识所包含的信息；

标识更新模块，对于物联网网关、节点、服务等具有移动性的特点，针对不同的环境，使其因有不同的标识进行标识，该模块用于对标识的更新；

标识删除模块，对于过期的标识或者废弃不使用的标识进行删除。

进一步，所述中心域管理中心***包括：

域激活模块，当出现新域时，新域向中心域发送激活信息，将新域添加整个多域集群中；

域验证模块，负责域每次运行时判断当前域是否是合法的域，如合法则通过验证，否则验证失败并向集群中的其他域发送广播信息；

服务协同模块，当多域之间需要服务协同时，由该模块统一进行统筹，先分别调用各个域的服务，然后完成服务协同算法，最后提供复合服务。

进一步，所述区块链权限管理中心包括：

权限信息添加模块，用于添加新的权限控制信息，用于用户静态添加；

权限信息删除模块，用于限信息的删除，如权限的动态更新或废弃过期权限信息；

权限静态验证模块，用于中心域管理中心的域权限模块进行调用验证权限信息；

权限动态验证模块，用于用户行为日志进行分析，定义异常模型，动态的对用户行为进行权限判定，当且仅当动态验证模块和静态验证模块均通过验证时，验证通过，否则不通过；

反馈模块，用于对进行数据交互的双方进行响应反馈，若交互双方成功进行数据交互，则反馈奖励；否则，返回惩罚并将行为记录。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述邦联式多域物联网协同方法的智慧城市。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述邦联式多域物联网协同方法的智能家居。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：通过邦联式的多域物联网架构，实现了当只调用本域的服务时，不需要和中心域进行交互，当要进行跨域交互时，通过中心域进行协同，一方面通过统一标识屏蔽了多域物联网环境下的差异性，另一方面通过尽可能的减少分域与中心域之间的交互，减少了中心域的负载和压力。而且通过云平台对所有域进行统一的健康状况监控，实现统一的管控、运维。以上的种种措施，都满足当前多域物联网物联网发展的需求，实现多域物联网环境下的数据共享、服务协同。

附图说明

图1是本发明实施例提供的邦联式多域物联网协同***结构示意图；

图中：1、统一标识管理中心***；2、中心域管理中心***；3、区块链权限管理中心***；4、云平台监控中心***。

图2是本发明实施例提供的邦联式多域物联网协同方法流程图。

图3是本发明实施例提供的标识结构示意图。

图4是本发明实例提供的区块链权限验证中心结构示意图。

图5是本发明实施例提供的多域物联网架构示意图。

图6是本发明实施例提供的服务器启动流程图。

图7是本发明实施例提供的多域数据共享流程图。

图8是本发明实施例提供的多域服务协同流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供的邦联式多域物联网协同***包括：统一标识管理中心***1、中心域管理中心***2、区块链权限管理中心***3、云平台监控中心***4。

统一标识管理中心1，包括以下几个模块：

标识生成模块，用于生成多域物联网环境下的标识，如对域、网关、节点、服务等进行标识，用于屏蔽掉多域环境下的差异性；

标识存储模块，对生成的标识及第三方上传的标识进行存储；

标识查询模块，对向标识管理中心进行请求的用户提供标识所包含的信息；

标识更新模块，对于物联网网关、节点、服务等具有移动性的特点，针对不同的环境，使其因有不同的标识进行标识，该模块用于对标识的更新；

标识删除模块，对于过期的标识或者废弃不使用的标识进行删除。

中心域管理中心***2，主要有以下几个模块：

域激活模块，当出现新域时，新域向中心域发送激活信息，将新域添加整个多域集群中；

域验证模块，负责域每次运行时判断当前域是否是合法的域，如合法则通过验证，否则验证失败并向集群中的其他域发送广播信息；

服务协同模块，当多域之间需要服务协同时，由该模块统一进行统筹，先分别调用各个域的服务，然后完成服务协同算法，最后提供复合服务。

区块链权限管理中心3，主要有以下几个模块：

权限信息添加模块，用于添加新的权限控制信息，用于用户静态添加；

权限信息删除模块，用于限信息的删除，如权限的动态更新或废弃过期权限信息；

权限静态验证模块，用于中心域管理中心的域权限模块进行调用验证权限信息；

权限动态验证模块，用于用户行为日志进行分析，定义异常模型，动态的对用户行为进行权限判定，当且仅当动态验证模块和静态验证模块均通过验证时，验证通过，否则不通过；

反馈模块，用于对进行数据交互的双方进行响应反馈，若交互双方成功进行数据交互，则反馈奖励；否则，返回惩罚并将行为记录。

云平台监控中心4：主要监控整个集群物联网平台的运行健康情况，实时的将分域的情况传回中心域，并对分域进行统一的管理和维护。

多域分层邦联式的多域物联网架构将物联网平台划分成以一个中心域，多个分域的架构，分域在加入或者退出集群时，需要向中心域发送信息，以便当访问该域时，中心域能做相应的处理；平时分域和中心域之间不做交互，各自自治。

当两个域或者多个域之间需要数据交互或者协同时，根据统一的标识进行寻址，向标识管理中心发送服务请求，待标识管理中心返回请求信息并需要区块链权限中心进行权限验证，只有经过验证才可以进行交互或者协同，并返回协同结果。

本发明的多域架构包括：

步骤一：分域平台首次使用需要向中心域管理中心发起激活认证请求，分域需要携带自身的ID，以及分域的IP，中心域生成唯一的令牌，返回给分域，中心域存储分域相关信息，并返回分域的唯一标识。

步骤二：分域服务器每次重新运行的时候，携带令牌向中心域进行激活认证，若认证通过，则该域正常服务；否则，该域不能正常使用。

步骤三：分域服务器停止提供服务时，向中心域发送停止提供服务信息，当其他分域向该域发起请求时，根据请求的内容，若别的域可以代替提供服务，则将请求导向正常提供服务的域，否则返回拒绝提供服务信息。

步骤四：分域实时将整个平台运行的情况发送至中心域，以供中心域进行统一监管。

如图2所示，本发明实施例提供的邦联式多域物联网协同方法包括如下步骤：

S201：数据跨域协同，根据数据的自身标识，分域首先向标识管理中心查询，该数据所在的域信息；标识管理中心解析标识，并进行权限验证，若通过，向分域返回数据所在域信息；否则，不予处理；分域直接向目标域请求数据，完成数据共享；

S202：服务安全协同，每个正常提供服务的域都向中心域注册本域所提供的服务，供外部调用；每个开发者订阅自身所需的服务，并将这些权限信息记录在区块链上，供服务访问时进行权限验证；当需要进行服务融合时，首先从各个域调取响应的服务，然后经过服务协同算法进行协同。

下面结合附图对本发明的应用原理作进一步的描述。

本发明实施例提供的多域物联网平台，包括统一标识管理中心、中心域管理中心、区块链权限管理中心、云平台监控中心。统一标识管理中心用于对域、网关、节点、服务、数据标识进行统一的管理，如新添、修改、更新、删除；中心域管理中心，用于激活新域，判断各个域的合法情况，防止非法域加入集群，以及多域协同的权限验证；区块链权限管理中心，主要用于数据跨域共享的权限验证，服务协同的权限验证；云平台监控中心，用于监控整个集群所有域的健康状况，进行统一的管控和维护。其各个模块之间的关系如图5所示，分域和中心管理呈现星状，云平台监控中心用于实时监控整个域集群的健康运行状况，以便进行统一管控。如图6所示，当分域第一次提供服务时，需要向中心域进行激活认证，激活认证通过则正常进行服务提供，否则失败，重新激活。当服务器每次启动时，都需要中心域进行激活验证，若验证通过，则正常提供服务，否则不能提供服务。当分域不能正常提供服务或出现异常时，需要向中心域进行发送消息，并由中心进行广播出去，当其他域向该域发起请求时，由中心域进行判断，是否由其他域提供服务或者拒绝提供服务。标识部分如图3所示，标识分为域标识、网关标识以及节点标识，域标识11位由标识类型以及域编码组成，标识类型为2；网关标识19位由标识类型、域编码以及网关编码组成，标识类型为1；节点标识25位由标识类型、域编码、网关编码以及节点编码组成，标识类型为0，标识统一采用ASCII表示。其中，标识类型占一位，标识节点还是网关，0表示节点，1表示网关，2表示域，3-9保留供后续扩展使用，域编码占10位，网关编码8位，节点编码6位。区块链权限管理中心如图4所示，每个域维护一个区块，整个集群形成一个区块链，每当存在外域向本域请求时，都会在此进行权限验证，当且仅当静态权限验证和动态权限验证都通过，才能进行交互，否则会记录非法访问，并不断完善异常模型。

本发明还涉及多域之间的协同，主要包括数据跨域共享和服务协同。

如图7所示，表示多域之间的数据共享流程，当多域之间需要进行数据共享时，首先根据每个数据自身的标识，去标识管理中心查询该标识所在域的详细信息，然后直接向目标域M发起请求，目标域M请求区块链权限管理中心，权限管理中心查询域M所创建的区块，进行权限验证，若通过则进行数据共享，返回请求数据；否则不予响应，并记录非法请求，完成异常模型。

如图8所示，标识多域之间的服务协同流程，当用户需要一个复合服务时，将请求提交到中心域，中心域首先将请求分解为若干个原子服务，然后根据每个原子服务自身标识锁定原子服务所在域的信息，然后由中心域依次向各个域请求服务，各域向区块链权限验证中心进行权限验证，若全部通过，则在中心域进行服务协同算法，完成服务协同，然后将执行结果返回给调用者，完成服务协同，否则服务协同失败，不予响应。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种邦联式多域物联网协同方法，其特征在于，所述邦联式多域物联网协同方法包括：数据跨域协同，根据数据的自身标识，分域首先向标识管理中心查询，该数据所在的域信息；标识管理中心解析标识，并进行权限验证，若通过，向分域返回数据所在域信息；否则，不予处理；分域直接向目标域请求数据，完成数据共享；服务安全协同，每个正常提供服务的域都向中心域注册本域所提供的服务，供外部调用；每个开发者订阅自身所需的服务，并将权限信息记录在区块链上，供服务访问时进行权限验证；当需要进行服务融合时，首先从各个域调取响应的服务，然后经过服务协同算法进行协同。

2.如权利要求1所述的邦联式多域物联网协同方法，其特征在于，所述邦联式多域物联网协同方法的多域架构包括：

步骤一，分域平台首次使用需要向中心域管理中心发起激活认证请求，分域需要携带自身的ID，以及分域的IP，中心域生成唯一的令牌，返回给分域，中心域存储分域相关信息，并返回分域的唯一标识；

步骤二，分域服务器每次重新运行的时候，携带令牌向中心域进行激活认证，若认证通过，则该域正常服务；否则，该域不能正常使用；

步骤三，分域服务器停止提供服务时，向中心域发送停止提供服务信息，当其他分域向该域发起请求时，根据请求的内容，若别的域可以代替提供服务，则将请求导向正常提供服务的域，否则返回拒绝提供服务信息；

步骤四，分域实时将整个平台运行的情况发送至中心域，以供中心域进行统一监管。

3.一种如权利要求1所述邦联式多域物联网协同方法的邦联式多域物联网协同***，其特征在于，所述邦联式多域物联网协同***包括：统一标识管理中心***、中心域管理中心***、区块链权限管理中心***、云平台监控中心***；

云平台监控中心，用于监控整个集群物联网平台的运行健康情况，实时的将分域的情况传回中心域，并对分域进行统一的管理和维护。

4.如权利要求3所述的邦联式多域物联网协同***，其特征在于，所述统一标识管理中心包括：

标识生成模块，用于生成多域物联网环境下的标识，如对域、网关、节点、服务等进行标识，用于屏蔽掉多域环境下的差异性；

标识存储模块，对生成的标识及第三方上传的标识进行存储；

标识查询模块，对向标识管理中心进行请求的用户提供标识所包含的信息；

标识更新模块，对于物联网网关、节点、服务等具有移动性的特点，针对不同的环境，使其因有不同的标识进行标识，该模块用于对标识的更新；

标识删除模块，对于过期的标识或者废弃不使用的标识进行删除。

5.如权利要求3所述的邦联式多域物联网协同***，其特征在于，所述中心域管理中心***包括：

域激活模块，当出现新域时，新域向中心域发送激活信息，将新域添加整个多域集群中；

域验证模块，负责域每次运行时判断当前域是否是合法的域，如合法则通过验证，否则验证失败并向集群中的其他域发送广播信息；

服务协同模块，当多域之间需要服务协同时，由该模块统一进行统筹，先分别调用各个域的服务，然后完成服务协同算法，最后提供复合服务。

6.如权利要求3所述的邦联式多域物联网协同***，其特征在于，所述区块链权限管理中心包括：

权限信息添加模块，用于添加新的权限控制信息，用于用户静态添加；

权限信息删除模块，用于限信息的删除，如权限的动态更新或废弃过期权限信息；

权限静态验证模块，用于中心域管理中心的域权限模块进行调用验证权限信息；

权限动态验证模块，用于用户行为日志进行分析，定义异常模型，动态的对用户行为进行权限判定，当且仅当动态验证模块和静态验证模块均通过验证时，验证通过，否则不通过；

反馈模块，用于对进行数据交互的双方进行响应反馈，若交互双方成功进行数据交互，则反馈奖励；否则，返回惩罚并将行为记录。

7.一种应用权利要求1～2任意一项所述邦联式多域物联网协同方法的智慧城市。

8.一种应用权利要求1～2任意一项所述邦联式多域物联网协同方法的智能家居。