[发明专利]一种用于人与机器人协作的网络连接方法

说明书

本发明公开了一种用于人与机器人协作的网络连接方法，包括步骤：1)终端设备生产阶段；2)终端设备启动阶段；3)设备发现阶段；4)设备工作阶段。本发明能够协助机器人终端与客户端建立连接并尽可能提供高带宽低延迟传输信道，并兼容包含多个网络适配器的终端和使用网络地址和端口转换技术进行网络接入的环境，使用服务器的设备终端均包含由设备制造商预先签发的数字证书，避免未授权的设备终端或假冒的终端设备使用服务器，同时终端设备通过验证服务器证书来避免连接至假冒服务器，采用点对点连接和中转服务器隧道相结合的传输方式，可以有效结合点对点连接的延迟低、带宽高和中转服务器隧道的网络兼容性强的优点。

技术领域

本发明涉及机器人、网络编程的技术领域，尤其是指一种用于人与机器人协作的网络连接方法。

背景技术

近些年来，随着信息技术革命和互联网技术的快速发展，万物互联的时代离我们越来越近，而机器人也随此潮流不再局限于工厂流水线，而是走进的千家万户。与工业机器人不同的是，进入日常生活的机器人需要更多的与人交互合作。同时，日常生活用的机器人的用户通常对计算机和网络技术均不熟悉。故需要对网络连接、设备初始化等流程进行一定的简化以让用户能轻松完成。

目前，国际互联网经历了迅猛的增长，局面已经与以前有了比较大的变化。网络终端数大幅增长，IPv4地址已经分配完毕，运营商和为企业为了应对地址不足的状况而大量使用网络地址和端口转换技术(NAPT)，这除了破坏了互联网原有的点对点通信模型，使得原来可以单纯地通过地址发现对端和建立连接的方法在大部分日常环境中都无法使用。这种情况下，通常需要通过设立于公用互联网的服务器辅助进行设备发现和连接建立。

日用环境还要面临的一个问题是网络漫游会导致已建立的连接中断。通常情况下对端需要重新执行发现和初始化连接的流程。

发明内容

本发明的目的在于克服现有公用互联网的复杂性，提出了一种用于人与机器人协作的网络连接方法，用于协助机器人终端与客户端建立连接并尽可能提供高带宽低延迟传输信道，并兼容包含多个网络适配器的终端和使用网络地址和端口转换技术进行网络接入的环境。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种用于人与机器人协作的网络连接方法，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(UPnP)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；