[发明专利]一种用于人与机器人协作的网络连接方法

权利要求书

1.一种用于人与机器人协作的网络连接方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)终端设备生产阶段

1.1)设备制造商生成设备证书颁发机构密钥对和设备证书颁发机构数字证书；

1.2)生成注册服务器密钥对和设备证书颁发机构签发的注册服务器数字证书，将注册服务器密钥对和设备证书颁发机构签发的注册服务器数字证书部署于注册服务器中；在每个终端设备中预置唯一标识符、终端设备密钥对和设备证书颁发机构签发的终端设备数字证书；

2)终端设备启动阶段

2.1)终端设备通过互联网与注册服务器建立连接；

2.2)终端设备尝试通过通用即插即用协议发现路由器并建立端口映射；

2.3)终端设备将自身网络接口信息发送至注册服务器；

2.4)注册服务器收到消息后检查消息，检查通过后返回注册成功的响应；

2.5)终端设备于网络变更或间隔一段时间后向注册服务器发送心跳消息并报告其网络状态；

3)设备发现阶段

3.1)控制客户端启动，若是初次启动，则生成客户端认证密钥对、客户端标识符和客户端数字证书；

3.2)控制客户端连接至注册服务器，发送设备发现请求，请求包含待连接的终端设备的唯一标识符；

3.3)若待发现终端设备已在注册服务器上注册且未执行绑定，则向终端设备发送绑定请求，终端设备在获得用户授权后返回同意绑定回复，同时将客户端标识符记录于终端设备的非易失存储器中，若待发现终端设备已在注册服务器上注册且绑定的客户端标识符与非易失存储器中记录的一致则通过认证；

3.4)认证通过后注册服务器协助交换双方网络地址、端口号和数字证书及用于建立中转连接的令牌；

3.5)控制客户端和终端设备尝试直接使用交换得到的对方网络地址建立连接，同时双方均使用由注册服务器提供的令牌于中转服务器建立连接，若在限时内成功建立连接，则双方向中转服务器发送消息，若在限时内没有建立连接，则放弃直接连接，由中转服务器转发双方的所有信息；

4)设备工作阶段

当点对点连接中断或连接质量下降时，将会切换使用中转服务器建立的中继连接进行通信，同时尝试重新建立点对点连接；若在限制时间内未能与中转服务器和对方重新建立连接且没有从注册服务器收到对方的新的网络接口信息，则放弃重建连接，终端设备重新按照终端设备启动阶段的流程进行注册，客户端按照设备发现阶段的流程重新发现终端设备。

2.根据权利要求1所述的一种用于人与机器人协作的网络连接方法，其特征在于：在步骤2.3)中，收集的信息包括：网络适配器类型、网络适配器所使用的IPv4地址和IPv6地址、监听的用于建立连接的端口号、终端设备通过通用即插即用协议获得的映射端口号和网关网络地址、网络适配器所在的网络是否能连通国际互联网。

3.根据权利要求1所述的一种用于人与机器人协作的网络连接方法，其特征在于：在步骤4)中，终端设备与注册服务器建立连接所采用的协议为安全WebSocket协议，其中终端设备采用步骤1.2)终端设备数字证书及终端设备密钥对进行客户端身份认证，注册服务器采用步骤1.2)生成的注册服务器数字证书及注册服务器密钥对进行服务器身份认证。

4.根据权利要求1所述的一种用于人与机器人协作的网络连接方法，其特征在于：在步骤2.3)、3.2)、3.4)中，终端设备和控制客户端与注册服务器传递信息用的消息体为文本格式，只包含ASCII字符；其中，步骤2.3)的消息包含终端设备的唯一标识符、网络适配器信息及网络适配器选择顺序，步骤3.2)的消息包含控制客户端身份信息、网络适配器信息及目标终端设备信息，步骤3.4)的消息包含对端的网络适配器信息、对端的网络适配器选择顺序及对端的数字证书；每个消息包含若干个节，每个节包含若干个属性和值，一个属性一行，属性名在前，属性值在后，中间以“＝”分隔，对于包含多个值的属性，用逗号分隔，对于没有值的属性，属性值处留空。