[发明专利]针对海量物联网终端的组网架构和控制系统

说明书

本申请提供了一种针对海量物联网终端的组网架构和控制系统，涉及物联网终端管控技术领域，该组网架构包括物联网终端和5G DNN网络（基站和5G核心网），物联网控制平台包括的SD‑WAN控制器基于GRE+IPSEC隧道与5G核心网建立VPN连接；5G核心网通过5G DNN网络对物联网终端与公网用户设备进行隔离；物联网终端在加电后自动获取预先配置的IP地址，并与SD‑WAN控制器建立逻辑连接，以使SD‑WAN控制器基于此逻辑连接对物联网终端进行相应的配置数据下发。本申请实现了大规模跨地域的物联网终端组网，满足设备间、设备与控制器间的通信需求，提升了组网质量、安全性以及组网效率，并且降低了组网成本。

技术领域

本申请涉及物联网终端管控技术领域，尤其是涉及一种针对海量物联网终端的组网架构和控制系统。

背景技术

目前，对于大范围的控制系统，尤其是跨地域的场景下，相关技术中采用有线网络、地球同步卫星、蜂窝网络等实现物联网快速组网。然而，针对跨区域的场景，有线网络接入的施工铺设光纤成本高、周期长、难度大；地球同步卫星存在带宽有限、相关终端造价高、频段资源宝贵的弊端；传统4G无线网络接入的物联网终端，由于网络无法实现端到端的硬隔离，在无线侧至核心网侧公网私网数据混传，重要控制信号的网络质量和安全性难以保障，且物联网终端与控制平台建立了海量的TCP长连接，极度消耗平台资源。

发明内容

本申请的目的在于提供一种针对海量物联网终端的组网架构和控制系统，实现了大规模跨地域的物联网终端组网，满足设备间、设备与控制器间的通信需求，提升了组网质量、安全性以及组网效率，并且降低了组网成本。

第一方面，本发明提供一种针对海量物联网终端的组网架构，针对海量物联网终端的组网架构包括物联网终端和5G DNN（Data Network Name网络，其中，5G DNN网络包括通信连接的基站和5G核心网，基站与物联网终端通信，核心网通过运营商骨干网络与物联网控制平台通信；物联网控制平台包括SD-WAN控制器；SD-WAN控制器用于基于GRE+IPSEC隧道与5G核心网建立VPN连接；5G核心网通过5G DNN网络对物联网终端与公网用户设备进行隔离；物联网终端在加电后自动获取预先配置的IP地址，在获取IP地址后，与SD-WAN控制器建立逻辑连接，以使SD-WAN控制器基于此逻辑连接对物联网终端进行相应的配置数据下发；其中，IP地址为固定IP，物联网终端与IP地址一一对应。

在可选的实施方式中，物联网终端为通过5G模块或者利用5GCPE接入5G网络的物联网终端设备；物联网终端还用于接收5G信号，响应物联网控制平台下发的控制指令，以及，将设备状态或相关采集数据上传至物联网控制平台。

在可选的实施方式中，5G DNN网络还用于：获取通过物联网终端企业预先配置的IP地址空间；基于预先配置的IP地址空间为每个物联网终端固化对应的IP地址，并通过5G核心网将该IP地址发送至对应的物联网终端。

在可选的实施方式中，5G核心网还用于启用IGMP协议，用于管理海量物联网终端组成的不同业务组。

在可选的实施方式中，5G核心网还用于：启用PIM协议通过GRE+IPSEC隧道和物联网控制平台内部的PIM网络单元建立组播路由网络；其中，将物联网控制平台内部的PIM网络单元作为组播源，当SD-WAN控制器发送控制指令时，通过PIM网络对属于一个业务组内的所有物联网终端进行批量控制指令的下发，并通过5G核心网分发至各个物联网终端。

在可选的实施方式中，5G核心网和物联网控制平台之间通过GRE和IPSEC建立1+1保护的加密隧道；物联网控制平台的SD-WAN控制器基于5GDNN网络和加密隧道，与物联网终端建立IP可达的逻辑专网链路，完成网络组建。