[发明专利]一种IoT设备组网系统及组网方法

权利要求书

1.一种IoT设备组网系统，其特征在于，包括控制器、IoT设备A、IoT设备B；

所述控制器内设置有认证组件、网关组件、第一TAP虚拟网络接口组件和第一IoT设备初始化网络接口组件I/F；

所述网关组件分别与认证组件、第一TAP虚拟网络接口组件和第一IoT设备初始化网络接口组件I/F连接

所述IoT设备A和IoT设备B结构相同，均包括第二IoT设备初始化网络接口组件I/F、驱动组件、第二TAP虚拟网络接口组件和应用程序APP；

所述驱动组件分别与第二IoT设备初始化网络接口组件I/F、驱动组件、第二TAP虚拟网络接口组件连接；所述应用程序APP与所述第二TAP虚拟网络接口组件连接；

所述第一IoT设备初始化网络接口组件I/F与所述第二IoT设备初始化网络接口组件I/F连接。

2.一种IoT设备组网系统的组网方法，基于权利要求1所述的一种IoT设备组网系统，其特征在于，包括两个阶段：初始化阶段和数据传输阶段；首先在初始化阶段使用控制器分别将IoT设备A和IoT设备B进行虚拟网络的接入，并对IoT设备A和IoT设备B进行设备证书License的颁发；然后再数据传输阶段通过控制器进行IoT设备A和IoT设备B的网络通信。

3.如权利要求2所述的一种IoT设备组网系统的组网方法，其特征在于，所述初始化阶段包括以下步骤：

步骤1：对控制器进行启动；

步骤2：在IoT设备A和IoT设备B出厂前，管理员预定义策略；控制器根据管理员预定义的策略颁发设备证书License给IoT设备A和IoT设备B；

步骤3：在IoT设备A和IoT设备B出厂安装启动后，配置控制器互联网地址，对IoT设备A和IoT设备B的第二IoT设备初始化网络接口组件I/F、驱动组件、第二TAP虚拟网络接口组件进行初始化；

步骤4：第二IoT设备初始化网络接口组件I/F、驱动组件、第二TAP虚拟网络接口组件根据配置的控制器互联网地址，携带设备证书License，通过第二IoT设备初始化网络接口组件I/F和第一IoT设备初始化网络接口组件I/F，进行设备认证和网络接入；控制器的认证组件对认证通过的IoT设备返回认证信息和预定义的策略信息到网关组件；

步骤5：网关组件根据返回的认证信息和预定义的策略信息，生成对应IoT设备的虚拟IP地址，并记录对应的IoT设备的实时信息；然后将虚拟IP地址信息、虚拟网关地址、路由信息、可以访问的网络资源信息返回到对应的IoT设备上；

步骤6：当对应的IoT设备的驱动组件接收到返回的信息后，在第二TAP虚拟网络接口组件上配置虚拟IP地址信息、虚拟网关地址，并且将默认路由指向虚拟网关，完成IoT设备的认证和虚拟网络的接入。

4.如权利要求3所述的一种IoT设备组网系统的组网方法，其特征在于，所述步骤1的具体操作为：对控制器的认证组件、网关组件、第一TAP虚拟网络接口组件和第一IoT设备初始化网络接口组件I/F进行启动；并且在网关组件启动的时候在第一IoT设备初始化网络接口组件I/F进行监听，监听是否有可用端口；同时使用网关组件访问认证组件和第一TAP虚拟网络接口组件。

5.如权利要求3所述的一种IoT设备组网系统的组网方法，其特征在于，所述步骤2中，所述设备证书License为一个非对称加密密钥；在颁发设备证书License的过程中，将公钥颁发给对应的IoT设备，将私钥信息和对应的IoT设备的策略信息保存到认证组件中。

6.如权利要求3或4或5所述的一种IoT设备组网系统的组网方法，其特征在于，所述数据传输阶段包括以下步骤：

步骤S1：通过IoT设备A的应用程序APP发起目的地址为IoT设备B的请求到IoT设备A的第二TAP虚拟网络接口组件上进行处理；

步骤S2：IoT设备A的第二TAP虚拟网络接口组件在处理请求时，委托驱动组件进行流量处理；驱动组件将请求使用设备证书License进行加密，并且二次封装，对封装后的请求修改目的地址为控制器的网关地址；然后将请求通过第二IoT设备初始化网络接口组件I/F和第一IoT设备初始化网络接口组件I/F发送到控制器；

步骤S3：网关组件将接收到的请求解封后，根据预先配置的私钥将解封后的数据包进行解密，并对解密后的数据包进行审计和网络分析，判断请求的目的地址是否为允许访问的；对于不允许访问的请求进行数据包丢弃，对于允许访问的请求，发送请求的数据包到控制器的虚拟地址上；

步骤S4：控制器的第一TAP虚拟网络接口组件接收发送请求的数据包；

步骤S5：控制器的第一TAP虚拟网络接口组件对接收的请求的数据包进行分析，若数据包的目的地址是在一个虚拟局域网VLAN中，则执行发送的流程，使用目的地址对应的IoT设备B的私钥对数据包进行加密，并将目的地址修改为IoT设备B的互联网地址，通过控制器将加密封装好后的数据包发送到第一IoT设备初始化网络接口组件I/F；

步骤S6：当IoT设备B的驱动组件监听到第二IoT设备初始化网络接口组件I/F接收到第一IoT设备初始化网络接口组件I/F发送的数据包后，请求将数据包拆包，然后使用本地的设备证书License进行解密；

步骤S7：将解密后的数据包发送到IoT设备B的第二TAP虚拟网络接口组件进行处理，并发送到IoT设备B的应用程序APP上；

步骤S8：在数据处理完毕后，将处理完毕的数据进行原路返回，完成两个IoT设备间的网络通信。