智能家居协议实现.doc

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1、智能家居协议实现方案V1.01．协议概述智能家居协议运行在网关、手机、服务器三个地方，交互方式为两两交互，即网关—手机端、网关—云端、手机端—云端之间的相互通信。协议整体分为三层：网络层，安全层，设备管理层。（说明：协议分层是逻辑上的分层，并不是各层次之间相互封装的关系，逻辑上包含关系从外到内为:安全层—网络层—管理层。分层是为了功能之间的独立）1网络层网络层的主要功能为建立连接、注册和登录，建立连接分为：手机—网关建立连接，网关—服务器建立连接,，手机—服务器建立连接。手机和网关在无线局域网环境和互联网环境均可连接网

2、关，互联网环境下首先从服务器获取网关IP，然后通过IP和网关连接。网关和服务器也需要建立连接，首先通过TCP/IP三次握手保证链路畅通，其次网关要在服务器端注册自己的IP地址和ID号，最后，网关要定时向服务器发送心跳包，维护自己的IP地址，保证手机能随时发现网关。2安全层安全层完成加密和认证的功能。3设备管理层设备管理层完成设备的控制，查询，设备增删改。协议层次如图所示：图0协议架构图协议封装格式如图所示：图1协议层次图2.协议分层实现2.1网络层网络层的主要功能为建立连接和注册登录，建立连接分为：手机—网关建立连接，

3、网关—服务器建立连接，手机—服务器建立连接。网络层字段表：键值含义说明LayerNetwork表明是网络层数据包协议三层分别为：NetworkSecurityManageSourceApp，Server，Gateway发送数据包的源设备App端服务器网关DestinationApp，Server，Gateway接收数据包的目的设备App端服务器网关UserIDXXXXXXXXXX用户ID唯一标示GetawayIDXXXXXXXXXX网关ID唯一标示TypeHeartBeatDeclareLoginLoginACKReg

4、isterRegisterACKQueryQueryResultCheckStatusError数据包类型心跳宣告登录登录确认注册注册确认查询网关IP返回结果查看状态错误返回Time年-月-日-时-分-秒时间如2014-11-30T18:30:00MacroStatusXXX，XXX宏观状态用两个值表示Status1XX2XX3XX4XX5XX结果状态1XX信息收到，继续处理，2XX成功类状态信息3XX客户端错误4XX网关错误5XX服务器端错误Value值可以为数值，也可以为字符串2.2安全层2.2.1方案一加入可选的

5、安全机制，在HTTP请求头部添加加密选项参数，安全级别分为以下几种：1、不设防级，系统开发初期，先把系统调通，不加密，全部内容用明文。2、初级，假设攻击者能够拿到自己的账号和密码，模拟各种操作，获取其中的通信报文，并分析出每个字段的含义。但是攻击者不能拿到其它用户的账号和密码，也不能监听到其它用户的通信过程。这种情况下，用会话ID进行用户认证，保证每个用户只能按系统给予的权限访问自己的家居设备。3、中级，假设攻击者在初级的能力上，还能够监听到其它用户的临时会话ID，但是不能反编译客户端，不能拿到集成在客户端中的加密方法

6、和秘钥。这种情况下，用APP中保存的唯一的秘钥，动态加密会话内容。4、高级，假设攻击者无法接收客户端手机短信，则用手机短信通道动态下发临时密码，对会话ID就行动态加密。HTTP头部不填写安全参数即表示不设防，填写某种我们约定的名称，就表示对应到某种加密方式。系统稳定以后，云端和网关端拒绝不设防通道即可2.2.2方案二采用认证方式，发送认证数据包。安全层字段表：键值含义备注LayerSecurity表明是安全层数据包SourceApp，Server，Gateway发送数据包的源设备App端服务器网关Destination

7、App，Server，Gateway接收数据包的目的设备App端服务器网关TypeAuthentication，AuthenticationACKError数据包类型认证认证确认错误返回Time年月日时分秒时间Content不同数据包内容不同数据包内容Status1XX2XX3XX结果状态1XX信息收到，继续处理，2XX成功3XX验证失败2.3设备管理层设备管理层主要负责手机—网关之间设备信息的交互，主要有设备请求，设备响应，设备控制。设备管理层数据格式基本相同，控制包最终都是向网关发送。注：设备管理层最大限度的保留原

8、有格式和操作，只是将登录和心跳包移到了网络层。设备管理层字段表：键值含义备注LayerManage表明是管理层数据包SourceApp，Server，Gateway发送数据包的源设备可以为手机，服务器，网关DestinationApp，Server，Gateway接收数据包的目的设备可以为手机，服务器，网关TypeQueryQue