CN119945813A - 共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，家庭宽带网关设备充当无线室内分布系统，默认开启IPv6家庭物联网设备专用的Wi‑Fi网络SSID，家庭物联网智能终端自动连接信号覆盖范围内的隐藏SSID，通过认证信息实现自动网络连接，分配全球唯一的IPv6网络地址，进而连接家庭物联网接入平台，实现设备的双向直连管理，打造更智能的家庭应用场景，在多个家庭网络与宽带账号、以及跨运营商之间，实现无增加额外资费的计费方法与结算机制。可以利用已有的家庭固定网络的高带宽和低成本特性，为家庭物联网智能设备扩展出无线Wi‑Fi网络，既实现了网络的全覆盖，相对传统移动网络，也降低了用户的资费成本。

Description

共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其是涉及一种共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统。

背景技术

随着IPv6(互联网协议第6版)和物联网的不断发展，用户家庭中越来越多家电设备具备联网功能，家庭物联网设备种类繁多、需求各异，多数计费系统仅按整体宽带使用量进行收费，难以满足用户对不同设备或设备组的流量监控和差异化计费需求。目前，运营商在开展这类宽带业务时，无论是家庭物联网设备的身份认证和宽带计费管理，还存在问题或空白。运营商希望家庭物联网设备的认证和计费管理方便、维护简单；管理者希望认证简单快捷、计费方式灵活多样。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，旨在解决现有家庭物联网设备在宽带计费管理过程中存在的问题。

本发明实施例提供了一种共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统包括：运营商接入服务器、计费服务器、家庭网关和家庭物联网设备；运营商接入服务器用于为家庭用户分配宽带账号和密码，并为每个家庭网关分配IPv6地址第一前缀和IPv6地址第二前缀；其中，IPv6地址第一前缀用于宽带业务，IPv6地址第二前缀用于家庭物联网业务；计费服务器用于监控每个家庭物联网设备的上行流量和下行流量，记录每个家庭物联网设备的流量数据；按照预设的计费策略对家庭物联网计算流量数据的费用并生成费用账单；家庭网关用于使用运营商分配的IPv6地址第一前缀设置和IPv6地址第二前缀分别设置宽带业务和家庭物联网业务的两个子网，将宽带流量数据和家庭物联网设备流量数据隔离；家庭物联网设备用于接入家庭网关，使用与宽带业务隔离的家庭物联网业务子网和分配的IPv6地址进行通信。

在本申请可选的实施例中，上述家庭网关用于为家庭物联网设备分配IPv6地址前缀和唯一的IPv6地址，并将家庭物联网设备流量数据与宽带流量数据相隔离。

在本申请可选的实施例中，上述计费服务器用于通过家庭物联网设备的IPv6地址标识与运营商提供的IPv6地址第二前缀相比较，以识别家庭物联网流量数据。

在本申请可选的实施例中，上述计费服务器用于采集家庭物联网流量数据，按照设备类型对家庭物联网流量数据进行分类，记录不同类型的设备的家庭物联网流量数据。在本申请可选的实施例中，上述计费服务器支持零费率或低费率模式，用于提供免费或低费用的网络接入服务。在本申请可选的实施例中，上述计费服务器支持与传统家庭宽带差异化的计费模式，用于计算家庭物联网流量数据对应的家庭物联网费用，确保用户能够享受最合适的计费服务。

在本申请可选的实施例中，上述计费系统支持基于流量、时间生成统计报告。

在本申请可选的实施例中，上述计费服务器用于为每个家庭网关生成家庭物联网设备的费用和账单；其中，该费用基于用户的设置确定归属用户。

在本申请可选的实施例中，上述弹性计费系统为家庭物联网设备提供最低带宽保障为100Mbps，并实现优先级高于家庭宽带的服务质量策略，以确保物联网流量的稳定性和实时性，优先保障家庭物联网设备的网络需求，避免与传统家庭宽带流量冲突。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供了一种共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，包括：电信运营商家庭宽带接入服务器、计费服务器、家庭宽带网关设备和家庭物联网智能终端设备，家庭宽带网关设备作为电信运营商传统蜂窝网络信号覆盖面的补充，充当无线室内分布系统，默认开启IPv6家庭物联网设备专用的Wi-Fi(移动热点)网络SSID(Service SetIdentifier，服务集标识)，家庭物联网智能终端Wi-Fi通信模块，自动连接信号覆盖范围内的隐藏SSID，通过标准化预置的认证信息实现自动网络连接，分配全球唯一的IPv6网络地址，进而连接家庭物联网接入平台，实现设备的双向直连管理，打造更智能的家庭应用场景，针对此类家庭物联网智能终端网络流量，在多个家庭网络与宽带账号、以及跨运营商之间，实现无增加额外资费的计费方法与结算机制。该方式中，可以利用已有的家庭固定网络的高带宽和低成本特性，为家庭物联网智能设备扩展出无线Wi-Fi网络，既实现了网络的全覆盖，相对传统移动网络，也降低了用户的资费成本。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统的总体结构的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统的家庭网络的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种家庭物联网设备通信计费的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

随着IPv6和物联网的不断发展，用户家庭中越来越多家电设备具备联网功能，家庭物联网设备种类繁多、需求各异，多数计费系统仅按整体宽带使用量进行收费，难以满足用户对不同设备或设备组的流量监控和差异化计费需求。目前，运营商在开展这类宽带业务时，无论是家庭物联网设备的身份认证和宽带计费管理，还存在问题或空白。运营商希望家庭物联网设备的认证和计费管理方便、维护简单；管理者希望认证简单快捷、计费方式灵活多样。

基于此，本发明实施例提供的一种共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，包括：电信运营商家庭宽带接入服务器、计费服务器、家庭宽带网关设备和家庭物联网智能终端设备，家庭宽带网关设备作为电信运营商传统蜂窝网络信号覆盖面的补充，充当无线室内分布系统，默认开启IPv6家庭物联网设备专用的Wi-Fi网络SSID，家庭物联网智能终端Wi-Fi通信模块，自动连接信号覆盖范围内的隐藏SSID，通过标准化预置的认证信息实现自动网络连接，分配全球唯一的IPv6网络地址，进而连接家庭物联网接入平台，实现设备的双向直连管理，打造更智能的家庭应用场景，针对此类家庭物联网智能终端网络流量，在多个家庭网络与宽带账号、以及跨运营商之间，实现无增加额外资费的计费方法与结算机制。该方式中，可以利用已有的家庭固定网络的高带宽和低成本特性，为家庭物联网智能设备扩展出无线Wi-Fi网络，既实现了网络的全覆盖，相对传统移动网络，也降低了用户的资费成本。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统进行详细介绍。

实施例一：

本发明实施例提供一种共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，参见图1所示的一种共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统的结构示意图，该共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统包括：运营商接入服务器、计费服务器、家庭网关和家庭物联网设备；

运营商接入服务器用于为家庭用户分配宽带账号和密码，并为每个家庭网关分配IPv6地址第一前缀和IPv6地址第二前缀；其中，IPv6地址第一前缀用于宽带业务，IPv6地址第二前缀用于家庭物联网业务；

计费服务器用于监控每个家庭物联网设备的上行流量和下行流量，记录每个家庭物联网设备的流量数据；按照预设的计费策略对家庭物联网计算流量数据的费用并生成费用账单；

家庭网关用于使用运营商分配的IPv6地址第一前缀设置和IPv6地址第二前缀分别设置宽带业务和家庭物联网业务的两个子网，将宽带流量数据和家庭物联网设备流量数据隔离；

家庭物联网设备用于接入家庭网关，使用与宽带业务隔离的家庭物联网业务子网和分配的IPv6地址进行通信。

本实施例提供了一种基于共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，旨在解决现有家庭物联网设备在宽带计费管理过程中存在的问题，可以参见图2所示的一种共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统的总体结构的示意图，技术方案如下：

步骤一，运营商会为每个家庭用户分配唯一账号和密码，用于连接认证，还会通过DHCPv6-PD(Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6Prefix Delegation，动态主机配置协议前缀代理)协议为每个家庭网关分配两个IPv6地址前缀(即IPv6地址第一前缀和IPv6地址第二前缀)，一个地址前缀(即IPv6地址第一前缀)用于传统宽带业务，另一个地址前缀(即IPv6地址第二前缀)用于家庭物联网业务。在家庭宽带基础上增加一个专用于家庭物理网设备其不低于20M的带宽。

步骤二，共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统(简称：计费系统)连接运营商宽带远程接入服务器BRAS(Broadband Remote Access Server)，负责完成用户认证，收集家庭宽带流量并识别家庭物联网流量。

步骤三，用户安装配置家庭物联网网关，连接运营商宽带远程接入服务器，使用用户宽带账号和密码完成身份认证，获取两个IPv6地址前缀，分别绑定传统家庭宽带业务和家庭物联网业务，设置并开启默认的家庭物联网Wi-Fi SSID。

步骤四，家庭物联网设备启动，连接家庭物联网网关默认的家庭物联网Wi-FiSSID，家庭网关通过步骤三的家庭物联网IPv6地址前缀为设备自动分配IPv6地址，使得家庭物联网设备能够接入家庭网络。

步骤五，家庭物联网设备通过步骤四家庭网关分配的IPv6地址进行通信。

步骤六，计费系统包含多种差异化的计费策略，满足不同设备的使用需求，提供透明、可控的计费方式。例如按流量、时间、设备类别、业务类型等使用不同的计费规则。

步骤七，计费系统通过IPv6地址或数据包头等识别物联网设备，采集各设备流量数据。统计家庭网关下所有设备流量数据，并按照步骤六计费策略计算费用并生成详细费用账单。

在一些实施例中，上述家庭网关用于为家庭物联网设备分配IPv6地址前缀和唯一的IPv6地址，并将家庭物联网设备流量数据与宽带流量数据相隔离。

本实施例中的家庭网关为家庭物联网设备分配IPv6地址前缀，分配唯一IPv6地址，并将家庭物联网设备流量数据与传统宽带流量数据相隔离。

在一些实施例中，上述计费服务器用于通过家庭物联网设备的IPv6地址标识与运营商提供的IPv6地址第二前缀相比较，以识别家庭物联网流量数据。

本实施例中的计费服务器通过家庭物联网设备IPv6地址标识，与运营商提供的家庭物联网IPv6地址前缀相比较，识别出家庭物联网流量数据。

在一些实施例中，上述计费服务器用于采集家庭物联网流量数据，按照设备类型对家庭物联网流量数据进行分类，记录不同类型的设备的家庭物联网流量数据。

本实施例中的计费服务器采集家庭物联网流量数据并按照设备类型进行分类，记录不同类型的设备流量。

在一些实施例中，上述计费服务器支持零费率(免费)或低费率模式，用于提供免费或低费用的网络接入服务。

本实施例中的共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统可实现与传统家宽差异化的计费模式，如零费率(免费)和低费率模式。

在一些实施例中，上述计费服务器支持与传统家庭宽带差异化的计费模式，用于计算家庭物联网流量数据对应的家庭物联网费用，确保用户能够享受最合适的计费服务。其中，上述计费系统支持基于流量、时间生成统计报告。

本实施例中的计费服务器根据预设的多种计费规则计算家庭物联网费用，包括按流量、时间等多种计费策略，与传统宽带业务费用相比，家庭物联网流量费用比较低廉。

在一些实施例中，上述计费服务器用于为每个家庭网关生成家庭物联网设备的费用和账单；其中，该费用基于用户的设置确定归属用户。

本实施例中的计费服务器为每个家庭网关生成家庭物联网设备流量账单和费用，该费用支持自定义归属用户，默认由家庭宽带用户承担。

本发明实施例提供了一种共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，包括：电信运营商家庭宽带接入服务器、计费服务器、家庭宽带网关设备和家庭物联网智能终端设备，家庭宽带网关设备作为电信运营商传统蜂窝网络信号覆盖面的补充，充当无线室内分布系统，默认开启IPv6家庭物联网设备专用的Wi-Fi(移动热点)网络SSID(Service SetIdentifier，服务集标识)，家庭物联网智能终端Wi-Fi通信模块，自动连接信号覆盖范围内的隐藏SSID，通过标准化预置的认证信息实现自动网络连接，分配全球唯一的IPv6网络地址，进而连接家庭物联网接入平台，实现设备的双向直连管理，打造更智能的家庭应用场景，针对此类家庭物联网智能终端网络流量，在多个家庭网络与宽带账号、以及跨运营商之间，实现无增加额外资费的计费方法与结算机制。该方式中，可以利用已有的家庭固定网络的高带宽和低成本特性，为家庭物联网智能设备扩展出无线Wi-Fi网络，既实现了网络的全覆盖，相对传统移动网络，也降低了用户的资费成本。

实施例二：

本发明实施例提供另一种共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，本实施例基于在上述实施例的基础上实现，重点描述共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统的详细实施方法，涵盖了家庭物联网配置、物联网设备连接、流量监控、费用计算和用户通知等主要流程，技术方案如下：

步骤一，可以参见图3所示的一种共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统的家庭网络的示意图，运营商为每位家庭用户分配唯一账号和密码，用于在家庭网关的广域网(WAN，Wide Area Network)接口中配置。运营商通过DHCPv6协议Prefix Delegation前缀模式为家庭网关分配两个IPv6地址前缀，其中一个地址前缀用于传统家庭宽带业务(如2001:db8:abcd:1::/64)，另一个地址用于家庭物联网业务(如2001:db8:abcd:2::/64)。

步骤二，如图2和图3所示，计费系统连接运营商宽带远程接入服务器BRAS，负责完成用户认证，收集家庭宽带流量，并通过家庭物联网IPv6地址前缀(如2001:db8:abcd:2::/64)识别家庭物联网流量。

步骤三，如图3所示，用户安装家庭物联网网关，连接运营商宽带远程接入服务器，使用用户宽带账号和密码完成身份认证。然后使用IPv6地址前缀配置两个子网，分别为家庭宽带业务、家庭物联网业务(如2001:db8:abcd:2::/64)。设置并开启默认的家庭物联网Wi-Fi SSID。

步骤四，如图3所示，家庭物联网智能门锁设备(简称“门锁”)启动，连接家庭物联网网关的家庭物联网Wi-Fi，家庭网关使用IPv6前缀(如2001:db8:abcd:2::/64)按照DHCPv6协议为门锁设备分配IPv6地址(如2001:db8:abcd:2:1:1:1:1)，门锁设备成功接入家庭网络。

步骤五，如图3所示，门锁设备使用家庭网关分配的IPv6地址(如2001:db8:abcd:2:1:1:1:1)进行通信。

步骤六，计费系统预设置多套差异化的计费策略，满足不同设备的使用需求，提供透明、可控的计费方式，例如基于流量、时间、设备类型的计费策略等。

在一些实施例中，上述弹性计费系统为家庭物联网设备提供最低带宽保障为100Mbps，并实现优先级高于家庭宽带的服务质量策略，以确保物联网流量的稳定性和实时性，优先保障家庭物联网设备的网络需求，避免与传统家庭宽带流量冲突。

步骤七，可以参见图4所示的一种家庭物联网设备通信计费的示意图，计费系统通过IPv6地址前缀(如2001:db8:abcd:2::/64)识别家庭物联网流量。对于物联网流量，保障最低带宽为100Mbps，并可以实现高优先级的QoS策略，不占用传统家庭宽带网络容量。对于此物联网设备流量，可以实现零费率或低费率模式。对于传统宽带业务流量，本实施例则可以按照现有家宽费率进行计费。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和/或装置的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，其特征在于，所述共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统包括：运营商接入服务器、计费服务器、家庭网关和家庭物联网设备；

所述运营商接入服务器用于为家庭用户分配宽带账号和密码，并为每个家庭网关分配IPv6地址第一前缀和IPv6地址第二前缀；其中，所述IPv6地址第一前缀用于宽带业务，所述IPv6地址第二前缀用于家庭物联网业务；

所述计费服务器用于监控每个所述家庭物联网设备的上行流量和下行流量，记录每个所述家庭物联网设备的流量数据；按照预设的计费策略对家庭物联网计算所述流量数据的费用并生成费用账单；

所述家庭网关用于使用运营商分配的所述IPv6地址第一前缀设置和所述IPv6地址第二前缀分别设置宽带业务和家庭物联网业务的两个子网，将宽带流量数据和家庭物联网设备流量数据隔离；

所述家庭物联网设备用于接入所述家庭网关，使用与宽带业务隔离的家庭物联网业务子网和分配的IPv6地址进行通信。

2.根据权利要求1所述的共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，其特征在于，所述家庭网关用于为所述家庭物联网设备分配IPv6地址前缀和唯一的IPv6地址，并将所述家庭物联网设备流量数据与所述宽带流量数据相隔离。

3.根据权利要求1所述的共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，其特征在于，所述计费服务器用于通过所述家庭物联网设备的IPv6地址标识与运营商提供的所述IPv6地址第二前缀相比较，以识别家庭物联网流量数据。

4.根据权利要求3所述的共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，其特征在于，所述计费服务器用于采集所述家庭物联网流量数据，按照设备类型对所述家庭物联网流量数据进行分类，记录不同类型的设备的所述家庭物联网流量数据。

5.根据权利要求3所述的共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，其特征在于，所述计费服务器支持零费率或低费率模式，用于提供免费或低费用的网络接入服务。

6.根据权利要求3所述的共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，其特征在于，所述计费服务器支持与传统家庭宽带差异化的计费模式，用于计算所述家庭物联网流量数据对应的家庭物联网费用，确保用户能够享受最合适的计费服务。

7.根据权利要求6所述的共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，其特征在于，所述计费系统支持基于流量、时间生成统计报告。

8.根据权利要求1所述的共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，其特征在于，所述计费服务器用于为每个家庭网关生成所述家庭物联网设备的费用和账单；其中，该费用基于用户的设置确定归属用户。

9.根据权利要求1所述的共享式IPv6家庭物联网的弹性计费系统，其特征在于，所述弹性计费系统为家庭物联网设备提供最低带宽保障为100Mbps，并实现优先级高于家庭宽带的服务质量策略，以确保物联网流量的稳定性和实时性，优先保障家庭物联网设备的网络需求，避免与传统家庭宽带流量冲突。