CN103001862A - 一种物联网交换系统及数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种物联网交换系统，包括交换模块，收发模块，编译模块，分析模块和存储模块。本发明还提供了一种物联网交换系统的数据处理方法，包括如下步骤：物联网交换系统接收数据；物联网交换系统对接收到的数据进行分析编译；物联网交换系统发送分析编译后的数据。本发明的有益效果在于，通过本发明的物联网交换系统及数据处理方法，为底层标准不同的各种硬件设备提供了一个系统的通用的平台，强化了各系统间的交互。

Description

一种物联网交换系统及数据处理方法

技术领域

本发明涉及交换技术，尤其涉及一种物联网交换系统及数据处理方法。

背景技术

物联网(IOT，Internet of Things)是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各种无线/有线的长距离/短距离通信网络实现互联互通(M2M)、应用大集成(Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS(Software-as-a-service，软件营运)等模式，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保、智能”的“管、控、营”一体化。

随着物联网产业的发展，问题也越来越突出。主要表现在三个方面：一是物联网的应用越来越丰富，但是各行业的物联网应用却自成一个独立系统，系统之间缺乏交互；二是当前物联网发展多以硬件为主，而且很多物联网传感器、控制器的底层标准不尽相同，也就是目前缺少一种广泛支持各种硬件的，可以将它们有机的结合成一个系统的通用的设备平台；三是物联网缺少相互交互、相互控制的桥梁。

发明内容

鉴于上述事实，本发明提供了一种物联网交换系统及数据处理方法，目的在于为底层标准不同的各种硬件设备提供一个系统的通用的平台，强化各系统间的交互。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种物联网交换系统，包括交换模块，收发模块，编译模块，分析模块和存储模块。

交换模块，与收发模块，编译模块，分析模块以及存储模块相连接，用于物联网数据包的网络协议处理，实现物联网数据的交换功能；

收发模块，与分析模块，交换模块以及存储模块相连接，用于接收和发送物联网系统中的各类数据；

编译模块，与分析模块，交换模块及存储模块相连接，用于对各类异构信息的分析计算；

分析模块，与收发模块，编译模块，交换模块及存储模块相连接，用于对物联网设备的信息数据进行分析，并据此生成控制命令；

存储模块，与收发模块，交换模块，编译模块以及分析模块相连接，用于存储物联网设备的域名信息，基准程序等，以及为临时数据提供缓存。

较佳地，基准程序是一种测试程序；基准程序存储在存储模块内，用以测试各物联网设备的性能参数。

本发明还提供了一种物联网交换系统的数据处理方法，包括如下步骤：

步骤S101：物联网交换系统接收数据；

步骤S102：物联网交换系统对接收到的数据进行分析编译；

步骤S103：物联网交换系统发送分析编译后的数据。

较佳地，本发明的物联网交换系统的数据处理方法，步骤S102包括以下步骤：

步骤S1021：收发模块接收数据并发送至分析模块；

步骤S1022：分析模块判断所接收的数据是否为物联网设备信息，若是远程控制命令，则发送远程控制命令至编译模块进行处理；若是物联网设备信息，则进入步骤S1023；

步骤S1023：判断物联网设备信息是否为本地处理信息；若是，则分析模块分析信息，生成本地控制命令，并通过交换模块与发送模块发送本地控制命令至对应物联网设备；否则，分析模块发送信息至交换模块直接进行数据交换并通过发送模块发送信息至对应的物联网控制终端。

较佳地，本发明的物联网交换系统的数据处理方法，步骤S1022中所述的发送远程控制命令至编译模块进行处理，包括以下步骤：

步骤S1022-1：编译模块根据接收到的远程控制命令对对应的物联网设备进行计算特征的分类，得到交换系统所能完成的计算类型，并保存至存储模块；

步骤S1022-2：编译模块通过调用存储模块中的基准测试程序测试对应设备的性能参数，生成速度性能矩阵和通信带宽矩阵，并保存至存储模块；

步骤S1022-3：编译模块估算各子任务的计算量和子任务间的通信量，生成相应的任务dag图；

步骤S1022-4：编译模块根据dag图和速度性能矩阵计算出每个子任务在各设备上的执行时间，生成时间性能矩阵；根据通信性能矩阵和子任务的通信量计算各子任务间的通信时间，生成通信时间矩阵；并保存时间性能矩阵与通信时间矩阵至存储模块；

步骤S1022-5：根据上述速度性能矩阵、通信带宽矩阵、时间性能矩阵和通信时间矩阵，编译模块给出各子任务到各设备的映射和符合任务dag图偏序关系的调度指令并发送至交换模块。

本发明的有益效果在于，本发明的物联网交换系统及数据处理方法，为底层标准不同的各种硬件设备提供了一个系统的通用的平台，强化了各系统间的交互。

附图说明

图1为本发明第一实施例的物联网交换系统的结构示意图；

图2为本发明第二实施例的物联网交换系统的数据处理方法的流程图；

图3为本发明第三实施例物联网交换系统对接收到的数据进行分析编译的流程图；

图4为本发明第四实施例发送远程控制命令至编译模块进行处理的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的物联网交换系统及数据处理方法的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下具体结合附图及具体实施例，对本发明的物联网交换系统及数据处理方法进行进一步详细说明。

图1为本发明第一实施例的物联网交换系统的结构示意图，如图1所示，本发明的物联网交换系统，包括交换模块，收发模块，编译模块，分析模块和存储模块。

交换模块，与收发模块，编译模块，分析模块以及存储模块相连接，用于物联网数据包的网络协议处理，实现物联网数据的交换功能；

收发模块，与分析模块，交换模块以及存储模块相连接，用于接收和发送物联网系统中的各类数据；

编译模块，与分析模块，交换模块及存储模块相连接，用于对各类异构信息的分析计算；

分析模块，与收发模块，编译模块，交换模块及存储模块相连接，用于对物联网设备的信息数据进行分析，并据此生成控制命令；

存储模块，与收发模块，交换模块，编译模块以及分析模块相连接，用于存储物联网设备的域名信息，基准程序等，以及为临时数据提供缓存。

交换模块，收发模块，编译模块，分析模块和存储模块之间的连接采用互联网，Wimax，蓝牙，3G网络等其中的一种或者多种方式连接。

图2为本发明第二实施例的物联网交换系统的数据处理方法的流程图，如图2所示，本发明的物联网交换系统的数据处理方法，包括如下步骤：

步骤S101：物联网交换系统接收数据；

本步骤中，物联网交换系统所接收的数据为物联网系统中感控层采集的物联网设备信息数据或者物联网用户向物联网设备发送的指令。

步骤S102：物联网交换系统对接收到的数据进行分析编译；

物联网交换系统接收到数据后，经分析判断是否需要编译。物联网中各硬件设备的底层标准不尽相同，因此通过物联网交换系统的数据经交换系统进行异构编译之后，可在统一的平台进行操作，实现互联互通。

步骤S103：物联网交换系统发送分析编译后的数据。

物联网交换系统将分析编译后的设备信息数据或者用户指令或者控制命令发送至物联网浏览器或者物联网系统的控制层。

图3为本发明第三实施例物联网交换系统对接收到的数据进行分析编译的流程图，如图3所示，物联网交换系统对接收到的数据进行分析编译包括以下步骤：

步骤S1021：收发模块接收数据并发送至分析模块；

步骤S1022：分析模块判断所接收的数据是否为物联网设备信息，若是远程控制命令，则发送远程控制命令至编译模块进行处理；若是物联网设备信息，则进入步骤S1023；

步骤S1023：判断物联网设备信息是否为本地处理信息；若是，则分析模块分析信息，生成本地控制命令，并通过交换模块与发送模块发送本地控制命令至对应物联网设备；否则，分析模块发送信息至交换模块直接进行数据交换并通过发送模块发送信息至对应的物联网控制终端。

作为一种可实施方式，以室内温度控制作为本实施例，当分析模块判断物联网设备信息(即室内温度感控装置传来的室内温度信息，空调状态信息等)为本地处理信息时，分析模块对比室内温度与预设的室内高温阀值，若是当前室内温度高于预设高温阀值，则生成开启空调制冷的控制命令，并通过交换模块与发送模块发送该控制命令至该空调设备；若是当前室内温度低于预设的低温阀值，则生成开启空调制热的控制命令，并通过交换模块与发送模块发送该控制命令至该空调设备。

图4为本发明第四实施例发送远程控制命令至编译模块进行处理的流程图，如图4所示，

步骤S1022-1：编译模块根据接收到的远程控制命令对对应的物联网设备进行计算特征的分类，得到交换系统所能完成的计算类型，并保存至存储模块；

上述计算类型包括查看型，加载型，功能维护型等类型，当物联网设备出现故障需要维修时，要将故障信息传递至厂家，编译模块将此信息编译，然后识别为功能维护型，然后将此故障信息发送到厂家，并建立硬件设备与厂家间通过交换系统为中介的互动。当用户需要查看与物联网设备的状态时，编译模块会将此用户的查看指令识别为查看型，建立用户想要查看的设备与用户控制终端之间的链接，实现用户对该设备的监控。

计算类型是实时动态的，实时进行更新，编译模块根据远程控制命令提交的信息判断计算类型，当有新的类型的信息提交时，编译模块判断是否为已有的计算类型，若是，则直接使用；若否，则编译模块生成新的计算类型，并将计算类型保存至存储模块。实时不断更新计算类型，使交换系统在数据交互上具有普遍性，可以实时交换多种类型的信息流。

步骤S1022-2：编译模块通过调用存储模块中的基准测试程序测试对应设备的性能参数，生成速度性能矩阵和通信带宽矩阵，并保存至存储模块；

基准程序是存储在存储模块的测试程序，编译模块调用并发送该测试程序至与其连接的物联网设备的端口，用以测试各设备的性能参数，通过对基准程序的响应时间及回复结果解析获得连接设备的速度参数、通信性能参数等；编译模块根据上述速度参数、通信性能参数编译生成对应设备与物联网交换系统的速度性能矩阵和通信带宽矩阵，并将速度性能矩阵和通信带宽矩阵保存至存储模块。

步骤S1022-3：编译模块估算各子任务的计算量和子任务间的通信量，生成相应的任务dag图；

根据步骤S1022-2测试得到的速度性能矩阵和通信带宽矩阵，编译模块估算任务的完成时间；生成的dag图中节点上的数值表示子任务计算量，弧上的数值表示两节点间的通信量。

步骤S1022-4：编译模块根据dag图和速度性能矩阵计算出每个子任务在各设备上的执行时间，生成时间性能矩阵；根据通信性能矩阵和子任务的通信量计算各子任务间的通信时间，生成通信时间矩阵；并保存时间性能矩阵与通信时间矩阵至存储模块；

步骤S1022-2及步骤S1022-3生成的速度性能矩阵和dag图，是各物联网设备在交换过程中完成任务的单位速度性能矩阵和单位dag图，要完成设备的指令，需调用完成指令所需要应用的源代码的指令代码，通过计算这些指令源代码的数量，并根据前述单位速度性能矩阵和单位dag图，计算出所发出指令需要的时间性能矩阵和通信时间矩阵。

步骤S1022-5：根据上述速度性能矩阵、通信带宽矩阵、时间性能矩阵和通信时间矩阵，编译模块给出各子任务到各设备的映射和符合任务dag图偏序关系的调度指令并发送至交换模块。

映射与调度可以是静态的，也可以是动态的。调度是根据各设备提交需求的顺序及紧急程度来进行的。

最后应当说明的是，很显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (5)

1.一种物联网交换系统，其特征在于，包括交换模块，收发模块，编译模块，分析模块和存储模块；

所述交换模块，与所述收发模块，编译模块，分析模块以及存储模块相连接，用于物联网数据包的网络协议处理，实现物联网数据的交换功能；

所述收发模块，与所述分析模块，交换模块以及存储模块相连接，用于接收和发送物联网系统中的各类数据；

所述编译模块，与所述分析模块，交换模块及存储模块相连接，用于对各类异构信息的分析计算；

所述分析模块，与所述收发模块，编译模块，交换模块及存储模块相连接，用于对物联网设备的信息数据进行分析，并据此生成控制命令；

所述存储模块，与所述收发模块，交换模块，编译模块以及分析模块相连接，用于存储物联网设备的域名信息，基准程序等，以及为临时数据提供缓存。

2.根据权利要求1所述的物联网交换系统，其特征在于，所述基准程序是一种测试程序；

所述基准程序存储在存储模块内，用以测试各物联网设备的性能参数。

3.一种物联网交换系统的数据处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S101：物联网交换系统接收数据；

步骤S102：物联网交换系统对接收到的数据进行分析编译；

步骤S103：物联网交换系统发送分析编译后的数据。

4.根据权利要求3所述的物联网交换系统的数据处理方法，其特征在于，所述步骤S102包括以下步骤：

步骤S1021：收发模块接收数据并发送至分析模块；

步骤S1022：分析模块判断所接收的数据是否为物联网设备信息；若是远程控制命令，则发送所述远程控制命令至编译模块进行处理；若是物联网设备信息，则进入步骤S1023；

步骤S1023：判断所述物联网设备信息是否为本地处理信息；若是，则分析模块分析所述信息，生成本地控制命令，并通过交换模块与发送模块发送所述本地控制命令至对应的物联网设备；否则，分析模块发送所述信息至交换模块直接进行数据交换并通过发送模块发送所述信息至对应的物联网控制终端。

5.根据权利要求4所述的物联网交换系统的数据处理方法，其特征在于，步骤S1022中所述发送所述远程控制命令至编译模块进行处理，包括以下步骤：

步骤S1022-1：编译模块根据接收到的远程控制命令对对应的物联网设备进行计算特征的分类，得到交换系统所能完成的计算类型，并保存至存储模块；

步骤S1022-2：编译模块通过调用存储模块中的基准测试程序测试对应设备的性能参数，生成速度性能矩阵和通信带宽矩阵，并保存至存储模块；

步骤S1022-3：编译模块估算各子任务的计算量和子任务间的通信量，生成相应的任务dag图；

步骤S1022-4：编译模块根据dag图和速度性能矩阵计算出每个子任务在各设备上的执行时间，生成时间性能矩阵；根据通信性能矩阵和子任务的通信量计算各子任务间的通信时间，生成通信时间矩阵；并保存时间性能矩阵与通信时间矩阵至存储模块；

步骤S1022-5：根据上述速度性能矩阵、通信带宽矩阵、时间性能矩阵和通信时间矩阵，编译模块给出各子任务到各设备的映射和符合任务dag图偏序关系的调度指令并发送至交换模块。

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