实现主动拓展及靠近识别功能的物联网终端及其方法与流程

本发明涉及无线电通信领域，尤其涉及物联网技术领域，具体是指一种实现主动拓展及靠近识别功能的物联网终端及其方法。

背景技术：

随着传感器技术及人工智能技术的发展，联结人与人的互联网技术的发展开始扩展到人与物、物与物的物联网，但是如何消除人与物以及物与物互联的“障碍”，目前还有很多技术问题尚待解决。

当前已经出现的物联网系统，其系统是封闭的，特别是主从模式的系统，脱离了控制端的物联网终端无法完成互联互通的工作，封闭系统的可拓展性、稳定性差，且系统复杂。而物联网的应用环境又是非常多样的，在某些环境下，要求物联网终端具备普遍的可拓展结构，比如家居环境中，新引入的物联网终端与原物联网控制系统不统一，在这种情况下，如何突破障碍实现真正的万物互联是一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足结构简单、操作简便、适用范围广泛的实现主动拓展及靠近识别功能的物联网终端及其方法。

为了实现上述目的，本发明的实现主动拓展及靠近识别功能的物联网终端如下：

该实现主动拓展及靠近识别功能的物联网终端，其主要特点是，所述的物联网终端包括：

数据处理模块，用于控制物联网终端间的关系，并通过传感器采集数据，以及进行加密算法、相关密钥和识别信息的信息交互；

空间感应模块，与所述的数据处理模块相连接，用于实现定位以及距离感应；

无线通信模块，与所述的数据处理模块相连接，用于探测无线通信模块所在局域范围内的物联网终端，在无线覆盖范围内自主连接物联网终端。

较佳地，所述的物联网终端还包括传感器模块，与所述的数据处理模块相连接，用于根据不同的应用场景开放对应的传感器的数据读取权限。

较佳地，所述的物联网终端还包括执行模块，与所述的数据处理模块相连接，用于根据不同的应用场景的需要实现不同的功能。

较佳地，所述的物联网终端根据被赋予的不同权限具备对应的关系控制能力。

较佳地，所述的物联网终端根据定义的握手协议自主识别探测其它的物联网终端。

较佳地，所述的物联网终端在无线覆盖的范围内实现终端间的连接以及终端间的信息交互。

该基于上述物联网终端实现主动拓展及靠近识别处理的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)无线通信模块做被动式扫描，来探测无线通信模块所在局域范围内的其他物联网终端，并将探测到的信息发送至数据处理模块；

(2)数据处理模块结合空间感应模块的数据，判断是否需要进行信息交互，如果是，则打开通信链路，进行加密算法、相关密钥和识别信息的交互；否则，继续接收数据；

(3)判断相关识别信息是否能匹配需求，如果是，则进一步开放访问权限，继续步骤(4)；否则，关闭通信链路；

(4)传感器模块根据应用场景将读取的数据发送至数据处理模块，数据处理模块进行相应的处理。

较佳地，所述的步骤(3)中进一步开放访问权限具体包括以下步骤：

根据需求开放传感器模块的数据读取权限；

或者，所述的步骤(3)中进一步开放访问权限具体包括以下步骤：

根据应用环境预定义用户的身份标识，限制访问数据和控制操作。

较佳地，所述的步骤(4)中数据处理模块进行相应的处理具体包括以下步骤：

(4.1)数据处理模块判断是否为有实时性要求的应用场景，如果是，则根据既定的规则调动执行模块完成相应的操作；否则，继续步骤(4.2)；

(4.2)数据处理模块判断是否为需要物联网模块相互协作的应用场景，如果是，则收集相邻的物联网终端数据进行综合判断。

采用了本发明的实现主动拓展及靠近识别功能的物联网终端及其方法，可以实现物联网终端间的主动互联，打破人与物、物与物信息交互的界限，打破传统的机械的被动互联方式。当物联网移动端相互在可连接的范围内时，实现信息的自动交互。本发明可自下而上打通线下与线上的信息交互，实现物联网信息的更便利的获取与交互，可实现物联网的动态实时互动。

附图说明

图1为本发明的实现主动拓展及靠近识别功能的物联网终端的终端间的信息交互图。

图2为本发明的实现主动拓展及靠近识别功能的物联网终端的终端间连接关系图。

图3为本发明的实现主动拓展及靠近识别功能的物联网终端的原理框图。

图4为本发明的实现主动拓展及靠近识别处理的方法的流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

本发明的该实现主动拓展及靠近识别功能的物联网终端，其中包括：

数据处理模块，用于控制物联网终端间的关系，并通过传感器采集数据，以及进行加密算法、相关密钥和识别信息的信息交互；

空间感应模块，与所述的数据处理模块相连接，用于实现定位以及距离感应；

无线通信模块，与所述的数据处理模块相连接，用于探测无线通信模块所在局域范围内的物联网终端，在无线覆盖范围内自主连接物联网终端。

作为本发明的优选实施方式，所述的物联网终端还包括传感器模块，与所述的数据处理模块相连接，用于根据不同的应用场景开放对应的传感器的数据读取权限。

作为本发明的优选实施方式，所述的物联网终端还包括执行模块，与所述的数据处理模块相连接，用于根据不同的应用场景的需要实现不同的功能。

作为本发明的优选实施方式，所述的物联网终端根据被赋予的不同权限具备对应的关系控制能力。

作为本发明的优选实施方式，所述的物联网终端根据定义的握手协议自主识别探测其它的物联网终端。

作为本发明的优选实施方式，所述的物联网终端在无线覆盖的范围内实现终端间的连接以及终端间的信息交互。

本发明的该基于上述物联网终端实现主动拓展及靠近识别处理的方法，其中，包括以下步骤：

(1)无线通信模块做被动式扫描，来探测无线通信模块所在局域范围内的其他物联网终端，并将探测到的信息发送至数据处理模块；

(2)数据处理模块结合空间感应模块的数据，判断是否需要进行信息交互，如果是，则打开通信链路，进行加密算法、相关密钥和识别信息的交互；否则，继续接收数据；

(3)判断相关识别信息是否能匹配需求，如果是，则进一步开放访问权限，继续步骤(4)；否则，关闭通信链路；

根据需求开放传感器模块的数据读取权限；或者，根据应用环境预定义用户的身份标识，限制访问数据和控制操作；

(4)传感器模块根据应用场景将读取的数据发送至数据处理模块，数据处理模块进行相应的处理；

(4.1)数据处理模块判断是否为有实时性要求的应用场景，如果是，则根据既定的规则调动执行模块完成相应的操作；否则，继续步骤(4.2)；

(4.2)数据处理模块判断是否为需要物联网模块相互协作的应用场景，如果是，则收集相邻的物联网终端数据进行综合判断。本发明的具体实施方式中，本发明旨在提出一种实现物联网互联互通的方法，应用此方法让物理世界的实体具备一定的信息交互能力、数据处理能力及执行能力等，从而实现物与物、人与物之间的互联。

本技术方案的核心是实现物联网终端间的主动互联，是一种不经过云计算中心就能实现的物联网终端间的互联互通，是可以通过本地化的局域网络点对点就可以实现的物联网互联互通，是赋予物联网终端自主性进而实现物联网多样化的技术。

从原理来说，要实现本专利的主动拓展和靠近识别，就要求通过模块间的协作实现物联网终端的自主探测和自主关系控制。为达到本发明所述内容，各个模块和模块间的工作机制具有独创性。

如图1所示，物联网无论是否连接广域网络，物联网终端具备自主的探测和识别其它物联网终端设备的能力，当终端a和终端b在可连接的范围内时，实现信息的自动交互。这里所述可连接的范围，可以是物联网终端的无线信号覆盖范围，也可以是其他形式。其中的可连接和识别范围的半径为l。

如图2所示，物联网终端具备相互连通的能力，具备一定的自主性，自主协商、自主识别、自主交互，实现实时互通。在半开放的物联网环境中，特别是连接了广域网络的物联网终端，物联网终端必须具备关系控制能力，打破传统的机械执行。根据物联网终端的功能特征和应用场景的不同，赋予物联网终端主动的连接拓展和主动的权限控制能力，既要根据功能需要互联互通又要在一定程度保护物联网终端设备数据的安全。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

首先，物联网中物与物之间的通信在无中心服务器的情况下也能自动进行，将传统的以服务器为中心的信息交换和控制转变为任意个体间都可进行信息交互，打破中心化限制，让嵌入物联网功能的物体个体具备识别与交互的能力，释放物联网互联互通的潜力！

再者，赋予物联网终端一定的自主性，在这里可以把物联网个体比作互联网中的人，互联网中的个体人有自己的“朋友圈”，可以自主的在网络中寻找新的朋友，针对个体自身的隐私数据给与不同的朋友设置不同的权限。物联网中个体也要具备类似的自主性能力，即根据功能的需要，在物联网网络中个体具备一定的识别、判断、权限控制等能力，使功能关联的物联网个体可以实时互联互通。

最后，在半开放的物联网环境下，物联网设备间自主的关系控制能力尤为重要。假如说互联网是让网络上的人与人之前的关系是远在天边近在眼前，那么物联网将使网络上的人具备遥控万物的可能性，所有联网的设备都具备将自己数据化的能力，所有的信息也都将以数据的形式在网络中传输，在物联网的大潮流下传统意义上的安全将不复存在，如何即满足所需要的信息实时交互又保证信息的安全，物联网设备必须具备关系控制的能力。用此关系控制机制通过软硬件实现，来规范侦测、识别、关系控制、数据通信等的功能。

物联网终端之间关系控制的实现方式是多样的，从实现机制上可类比人与人之间的关系，物联网终端关系控制具备以下基本功能：

1、可以通过侦测功能在可探测的范围内发现其它物联网设备；

2、可以通过连接广域网络根据需要寻找其它物联网终端；

3、通过定义的握手协议来自主识别探测其它的物联网终端；

4、根据物联网终端的功能和使用场景自主决定给予被识别的物联网终端双方特定的数据访问权限；

5、物联网终端根据需要修改其它物联网终端访问自己数据的权限，可增加权限，可削减权限，进行自主关系控制；

6、嵌入安全机制。

本发明所述主动拓展的物联网方法以电子电路的形式实现，包含空间感应模块、通信模块、传感器模块、数据处理模块、执行模块等等。

如图3所示，给出一种实施例，本专利所述的方法实施方式是多样的，如图所示实施例只是给出一种。

通信模块，可以运用无线射频技术及数字信号处理技术。与空间感应模块相结合，通信模块让物联网设备具备物联网终端设备间实时互通的能力和连接广域网络的能力，在没有连接广域网络的情况下，物联网终端可以在自己可探测的空间内去识别其它物联网终端，在有连接广域网情况下，物联网终端可以根据需要探测识别广域网内其它物联网终端。

嵌入物联网终端的物体根据功能的需要，都将应用相应的传感器模块及执行控制模块，传感器将所需要的信息数字化，执行控制模块将数字化的信息转换为具体的控制行为，完成物联网互联互通的目的。

最核心的是数据处理模块，所有的探测、识别，物联网终端间关系控制，物联网终端间数据交互、传感器采集数据的进一步处理、向执行模块下达命令等基本功能要经过数据处理模块来完成。

其中空间感应模块有多种实现方法，可以通过定位系统实现，也可以通过不同终端的无线通信模块实现简单的距离感应。

本实施例中，通信模块利用无线通信模块来完成，在模块无线覆盖的范围内，模块可自主连接其他物联网模块。空间感应模块是利用无线通信模块的硬件功能，通过无线通信模块接收到的其他模块的无线信号强度来判定双方的距离远近，在一些特殊的场合，比如居家的安全环境下，实现物联网终端的靠近即可识别控制。传感器模块和执行模块是根据功能的需要和应用场景的不同来切换和删减。数据处理模块完成所有内部模块的控制，物联网模块关系控制的判断与执行也是有数据处理模块来完成。

物联网终端不依赖线上服务器的情况下去实现物联网终端间的互通互联。不依赖线上服务器的情况下实现万物的互通互联，终端a在探测到终端b时，可以实现终端a与终端b的联通，实现终端双方的信息交互，可打破中心化的服务器信息交互模式，结合最新的数据处理技术，打破物与物、人与物信息交互的障碍。

主动拓展的物联网方法，其特征在于赋予终端一定的自主性；赋予终端一定的自主性，终端将具备一定的自主的信息记录、识别、传播、判断及执行等能力，在与之相关联的终端中，单个终端将作为一个相对独立的个体存在，区别于传统联网终端的机械运作。

主动拓展的物联网方法，可以根据需要对相互联通的不同终端赋予不同的权限，并具备一定的关系控制能力；可以根据需要对相互连通的不同终端赋予不同的权限，比如对于被定义为访客的终端，只可以读取部分数据，而对于被定义为管理员的终端，则可以进行控制与管理，等等。具备一定的关系控制能力，在一些特定场景下，相互连通的终端基于一定的条件，可以自主对权限进行适当的修改。

物联网终端内置的电子电路模块，包括空间感应模块、无线通信模块、传感器模块、数据处理模块、执行模块等等。空间感应模块，包含多种实现方法，简单的可以用无线信号在空间衰减的原理实现；无线通信模块，运用无线射频技术及数字信号处理技术，包含多种实现方法；传感器模块，可以根据不同的应用场景使用不同的传感器模组，包含多种实现方法；数据处理模块，根据需要对终端收集到的数据进行处理，控制其他模块的运行，包含多种实现方法；执行模块，根据终端在不同应用场景的需要，配置不同的执行模块，包含多种实现方法。

创新的互联协议，创新的互联协议使每个终端具备一定的自主性，在一定程度保护数据安全的条件下，实现物联网终端的自主识别、自主协商、自主交互，进而实现万物的实时互通。

如图4所示，本发明的基于上述物联网终端实现主动拓展及靠近识别处理的方法，其中，包括以下步骤：

1、无线模块在工作时会发射信标，无线通信模块可做被动式扫描，以此来探测无线通信模块所在的局域范围内的其他物联网终端，在没有连接广域网络的情况下就可通过无线通信模块完成基本的物联网终端的探测。

2、无线通信模块将探测到的信息发给数据处理模块，数据处理模块将结合空间感应模块的数据，根据需要判断是否要与之进行有限的信息交互，如果需要进一步的信息交互则打开通信链路，进行加密算法、相关密钥、识别信息的交互。

3、如果相关识别信息无法匹配需求，则关闭通信链路，反之则进一步开放访问权限。比如根据需要，开放传感器模块数据的读取权限。根据应用环境的不同预定义各种组中用户的身份标识，来限制访问数据和控制操作。在满足一定机制条件下，物联网终端可自主进行对等关系判断。

4、传感器模块和执行模块因应用场景的不同而不同，传感器模块将读取的数据发送给数据处理模块，数据处理模块进行相应的处理。如果是有实时性要求的应用场景，则数据处理模块会根据既定的规则调动执行模块完成相应的操作。如果是需要物联网模块相互协作的应用场景，则数据处理模块会收集临近的物联网终端数据进行综合判断，可以通过投票机制来决定，也可以通过选举算法等来统一步调等。

物联网终端之间是对等的关系，物联网终端通过以上步骤完成终端之间的探测识别，在需要的情况下通过一定的机制建立信任关系，进而实现物联网终端主动的互联互通。本发明以汽车物联网化为具体实施例：

如果路上的汽车都安装了针对汽车的物联网终端设备，当汽车行驶在马路上，车内物联网终端的距离感应模块和无线通信模块在一定范围内探测识别，连接所在车辆前后一定距离内的所有其余车辆，进行一定程度的信息共享，这将极大提高汽车的行驶安全。

显然这种基于终端间之间的直接互联，相比于通过广域网络的互联具有更高的可靠性和实时性，如果前方发现异常，比如前方突然出现团雾天气等，只需要很少的延时就可提示后方车辆，提高大家的行车安全。

物联网终端内的距离感应模块，可以识别，比如前方后方500米内的所有车辆的距离，以及车辆间的距离分别是多少，再结合车辆行驶状态的共享信息，那么物联网终端将看到驾驶人看不到的信息，那么更早的对行驶事故进行预规避将成为可能。

汽车保养维修是一件很费精力的事情，特别是对于家里有多辆车的朋友，记住每辆车的某个损耗部件多久去更换往往很困难。如果车里安装了物联网终端，终端将在整个汽车的生命周期对汽车的维护保养进行记录，适时提示车主何时去维护保养，更便于车辆维修保养者了解车辆使用状况。

本发明以商铺物联网化为具体实施例：

设想一下，假如在一个人潮涌动的繁华大街上，每一家商铺(实体店)都安装了本文所述的物联网终端，那将极大提升顾客的消费体验。

可以利用物联网终端进行信息主动推送，走过就不能错过。当顾客走进商铺时，商铺的物联网终端在设定的范围内，主动推送商铺信息，相比顾客在互联网上主动查询商铺信息，更加快捷方便。

可以利用物联网终端提高商铺服务质量。商铺的物联网终端可以对每一位顾客进行标记，甚至记录消费内容，进行个性化服务，提升顾客的消费体验。

再者，商铺的物联网终端可记录每一个顾客的评价，这种物联网上的客户互评不同于互联网上基于第三方互联网公司的评价，具备更强壮的客观性和持久性！这种基于物联网的实体店商家与顾客的互评，摆脱了第三方互联网公司的钳制，节约商家成本，方便顾客。

再结合在广域网络的远程访问，商铺以物联网终端的形式在网络上存在，商铺将不再是一个冰冷的沉默的物体，商铺将是一个动态的有活力的个体存在！有了这个基础未来将无限可能。

采用了本发明的实现主动拓展及靠近识别功能的物联网终端及其方法，可以实现物联网终端间的主动互联，打破人与物、物与物信息交互的界限，打破传统的机械的被动互联方式。当物联网移动端相互在可连接的范围内时，实现信息的自动交互。本发明可自下而上打通线下与线上的信息交互，实现物联网信息的更便利的获取与交互，可实现物联网的动态实时互动。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。