CN103138965A - 一种查询物联网设备状态的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种查询物联网设备状态的方法、装置和系统。状态查询显示单元接收业务逻辑处理单元下发的查询设备状态的控制命令，判断所述控制命令是正常查询还是刷新查询；如果是正常查询，判断设备状态是否过期，如果设备状态未过期，直接返回状态存储单元中已存储的设备状态，由状态查询显示单元将设备状态返回给业务逻辑处理单元；如果是正常查询且设备状态已过期，或者是刷新查询，状态存储单元更新设备状态为查询中，向传感层网关查询设备状态，将设备状态经状态查询显示单元返回给业务逻辑处理单元。本发明可提高查询效率，减少传感层和网络层的连接，提高查询可靠性并降低网络开支。

Description

一种查询物联网设备状态的方法、装置和系统

技术领域

本发明属于物联网、通信和信息技术处理领域，尤其涉及一种查询物联网设备状态的方法、装置和系统。

背景技术

物联网应用系统一般包含传感层、网络层和应用层。其中：

传感层的传感器和控制器通过对原始模拟信息进行数据采集，通过传感层网关完成对应数字量的数据转换，实现对事物的感控；

网络层实现数据的传输，把传感层的数据上报到应用层，或把应用层的控制命令下发到传感层；

应用层实现具体的业务逻辑，显示传感器和控制器的设备状态，设备状态包含的数据量较少，基本都是字节级别。

设备状态一般需要在应用层即时呈现，特别是控制命令通过应用层下发后设备状态要在应用层实时显示，这就要求传感层和网络层保持实时连接以上报设备状态。应用层的业务逻辑要获得设备状态，需要不断的通过网络层去传感层查询。

依照这样的设计，在小并发和网络信号稳定的状况下获取设备状态是可行的。但在网络不稳定的情况下，会产生数据丢包，导致查询失败等异常情况发生。且在大并发查询的情况下，应用层下发状态查询指令会造成传感层处理速度缓慢，进而影响到状态查询的速度。此外大并发增加网络层数据流量，在3G无线模式下，耗费更多的流量资源。

发明内容

鉴于以上，本发明提出一种查询物联网设备状态的方法、装置和系统。

本发明提出的一种查询物联网设备状态的方法，用于实现物联网中应用层查询传感层的设备状态，所述应用层包括业务逻辑处理单元、状态查询显示单元以及状态存储单元门户呈现单元，该方法包括：

状态查询显示单元接收业务逻辑处理单元下发的查询设备状态的控制命令，判断所述控制命令是正常查询还是刷新查询；

如果是正常查询，判断设备状态是否过期，如果设备状态未过期，直接返回状态存储单元中已存储的设备状态，由状态查询显示单元将设备状态返回给业务逻辑处理单元；

如果是正常查询且设备状态已过期，或者是刷新查询，状态存储单元更新设备状态为查询中，并经由状态查询显示单元向业务逻辑处理返回设备状态为查询中；

向传感层网关查询设备状态，传感层网关从要查询的设备获取设备状态，将所述设备状态更新到状态存储单元；

由状态存储单元将设备状态返回给状态查询显示单元，再由状态查询显示单元将设备状态返回给业务逻辑处理单元。

进一步，所述查询物联网设备状态的方法，将设备状态返回给业务逻辑处理单元，还包括：由业务逻辑处理单元将设备状态传送给业务门户呈现单元，显示已获取的设备状态。

进一步，所述查询物联网设备状态的方法，向传感层网关查询设备状态，包括：当收到并发查询命令时，仅向底层传感层发送一条状态查询命令。

进一步，所述查询物联网设备状态的方法，业务逻辑处理单元下发查询设备状态的控制命令，包括：在设备状态正常显示时，控制命令为正常查询；在对设备进行控制操作后，控制命令为刷新查询，所述控制操作包括根据控制命令执行的操作，或者在传感层直接对控制器进行手动控制的操作。

本发明提出的一种查询物联网设备状态的装置，所述物联网包括传感层、网络层以及应用层，所述装置位于应用层，包括：

业务逻辑处理单元，向状态查询显示单元下发查询设备状态的控制命令，接收状态查询显示单元返回的设备状态；

状态查询显示单元，接收业务逻辑处理单元下发的查询设备状态的控制命令，解析所述控制命令是正常查询还是刷新查询，将解析的控制命令发送给状态存储单元；接收状态存储单元返回的设备状态并传送给业务逻辑处理单元；

状态存储单元，存储设备状态，当控制命令为正常查询且设备状态未过期，直接返回已存储的设备状态；当控制命令为正常查询且设备状态已过期或者控制命令为刷新查询，更新设备状态为查询中，向传感层网关查询设备状态，将设备状态返回给状态查询显示单元。

进一步，所述查询物联网设备状态的装置，还包括：门户呈现单元，接收并显示业务逻辑处理单元传送的设备状态。

进一步，所述查询物联网设备状态的装置，其中：所述状态存储单元收到并发查询命令时，仅向底层传感层发送一条状态查询命令。

进一步，所述查询物联网设备状态的装置，其中：在设备状态正常显示时，控制命令为正常查询；在对设备进行控制操作后，控制命令为刷新查询，所述控制操作包括根据控制命令执行的操作，或者在传感层直接对控制器进行手动控制的操作。

本发明提出的一种查询物联网设备状态的系统，包括传感层、网络层以及应用层，所述应用层包括如上任一所述查询物联网设备状态的装置。

本发明可提高查询效率，减少传感层和网络层的连接，提高查询可靠性并降低网络开支。在网络层为3G的情况下，大并发查询下网络带宽的节省尤为明显。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是示出本发明查询物联网设备状态的系统结构示意图，该系统包括传感层、网络层以及应用层，在应用层设置有设备状态查询装置。

图2是示出本发明系统中设备状态查询装置的结构示意图，该装置包括业务逻辑处理单元、业务门户呈现单元、状态查询显示单元以及状态存储单元。

图3是示出本发明提出的查询物联网设备状态的方法流程示意图，该方法用于实现物联网中应用层查询传感层的设备状态。

具体实施方式

针对物联网业务小流量、常在线的特点，本发明提出一种查询物联网设备状态的方法、装置和系统，以应对大并发查询、提高查询的可靠性和节省网络流量。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图1是示出本发明查询物联网设备状态的系统结构示意图。该系统包括传感层1、网络层2以及应用层3。

传感层1包括至少一个传感器、至少一个控制器以及传感层网关。传感层网关从网络层接收应用层下发的控制命令，将该控制命令下发到传感器或控制器，传感器或控制器对原始模拟数据进行数据采集，通过传感层网关将原始模拟数据转换成对应的数字量，实现对事物的感控，并将转换后的数字量传送给网络层。

网络层2通过3G、宽带或WIFI等实现数据传输，将应用层的控制命令下发到传感层，以及将传感层的数据上报到应用层。

应用层3实现具体的业务逻辑，用于设备状态的维护和查询，下发控制命令，经网络层将该控制命令下发到传感层，接收传感层返回的在控制命令中指明要查询的设备状态，该设备状态经由网络层返回。还显示传感器和控制器的设备状态。

图2是示出本发明设备状态查询装置的结构示意图，该设备状态查询装置设置在应用层3，包括业务逻辑处理单元31、状态查询显示单元33以及状态存储单元34，还可以包括业务门户呈现单元32。

状态查询显示单元33向上提供接口供业务逻辑处理单元31调用，接收业务逻辑处理单元31的控制命令，所述控制命令包括正常查询和刷新查询，状态查询显示单元33分析出控制命令是正常查询还是刷新查询，根据控制命令查询状态存储单元34中存储的设备状态，并向业务逻辑处理单元31返回查询结果。

当控制命令为刷新查询时，状态存储单元34即时查询，更新设备状态为查询中，并经由状态查询显示单元33向业务逻辑处理31返回设备状态为查询中。状态存储单元34向传感层网关查询设备状态，传感层网关从要查询的设备获取设备状态，将所述设备状态更新到状态存储单元34。状态存储单元34将设备状态返回给状态查询显示单元33，或者等待状态查询显示单元33来读取，再由状态查询显示单元33返回给业务逻辑处理单元31。

状态存储单元34可直接查询传感层设备状态，根据查询命令或策略对状态进行更新。在控制命令为正常查询时，判断设备状态是否过期，如果设备状态未过期，直接返回状态存储单元34中已存储的设备状态，由状态查询显示单元33将设备状态返回给业务逻辑处理单元31。

如果设备状态已过期，则更新状态为查询中，并经由状态查询显示单元33向业务逻辑处理31返回设备状态为查询中。状态存储单元33向传感层网关查询设备状态，传感层网关从要查询的设备获取设备状态，将所述设备状态更新到状态存储单元34。由状态存储单元34将设备状态返回给状态查询显示单元33，或者等待状态查询显示单元33来读取，再由状态查询显示单元33将设备状态返回给业务逻辑处理单元31。

通过正常查询或刷新查询已获取设备状态，由业务逻辑处理单元31将设备状态传送给业务门户呈现单元32，显示已获取的设备状态。

例如，状态查询显示单元33以Web Service方式向业务逻辑处理单元31提供的接口，方法名称为GetDevStatusByType、对应参数为：

业务逻辑处理单元31发给状态查询显示单元33的输入参数为：

参数名称	参数类型	参数描述	说明
				Type	Tinyint	命令类型	0正常查询；1刷新查询
DevID	string	设备编号

状态查询显示单元33响应请求后发给业务逻辑处理单元31的输出参数为：

状态存储单元34以Hash Table方式构建数据存储结构，HashTable为无序且不可重复的Key-Value结构。此结构中Key对应设备编号，Value对应一个包含设备状态、查询时间、有效期(单位秒为)三个属性的对象。

状态查询显示单元33直接去Hash Table查询设备状态并作为返回参数返回，查询时携带的参数包括命令类型、设备编号以及查询时间。

状态存储单元34接收到Type为0的命令类型时，从Hash Table查找对应的Key的Value值，并解析查询时间和有效期进行逻辑判断，当前时间减去查询时间大于有效期时，更新并返回状态为“查询中”，去传感层查询设备状态并更新到Value中对应的设备状态和查询时间属性。如果当前时间减去查询时间小于等于有效期，则直接返回当前设备状态和查询时间。

当接收到Type为1的查询命令时，更新并返回状态为“查询中”，去传感层查询设备状态并更新到Value中对应的设备状态和查询时间属性。

本发明针对物联网应用“小流量、常在线”的特点进行了优化。相对于现有的设备状态直接查询而言，具有以下优点：

通过在物联网应用层中设置设备状态查询装置，在其中存储设备状态，在正常查询且设备状态未过期时，通过数据缓存机制响应对传感层设备状态的查询，当刷新查询或者正常查询中设备状态已过期时，通过返回状态为查询中来响应查询命令，因此，本发明可以提高设备状态的查询响应速度。

本发明只有在刷新查询或者缓存过期后才去传感层查询状态，因此降低了应用层和传感层的频繁交互，节省网络层和传感层资源，降低应用层和传感层对稳定网络的依赖，当网络不稳定时，应用系统的设备状态查询不受影响。此外，在并发查询情况下可以只向传感层发送一个请求，避免了大量交互。

为运营商节省3G连接，降低物联网应用对3G基站的压力。为用户节省3G流量，降低物联网应用的带宽成本。

图3是示出本发明提出的查询物联网设备状态的方法流程示意图，该方法用于实现物联网中应用层查询传感层的设备状态，所述应用层包括业务逻辑处理单元31、状态查询显示单元33、状态存储单元34以及门户呈现单元32，该方法包括以下步骤：

在步骤301、状态查询显示单元接收业务逻辑处理单元下发的查询设备状态的控制命令，所述控制命令为正常查询或刷新查询。

当用户通过应用层下发远程控制命令且传感层收到控制命令并开始执行相关操作的时候，设备状态会发生改变。当用户在传感层直接对控制器进行手动控制的时候，设备状态也会发生改变。业务逻辑处理单元查询设备状态，及时更新设备状态。

在步骤302、状态查询显示单元判断是正常查询还是刷新查询，通知状态存储单元执行查询操作，如果是刷新查询，执行步骤305到步骤307，如果是正常查询，执行步骤303。

一般在对设备进行控制操作后，进行刷新查询。状态查询显示单元接收到刷新查询命令时，通过状态存储单元向底层传感层发起查询请求，并更新设备状态。

当收到并发查询命令时，仅向底层传感层发送一条状态查询命令。并发查询例如是门户呈现单元32中同时有多个用户访问设备状态，业务逻辑处理单31会产生多个调用实例信息，去传感层查询设备状态，状态存储单元34只发送一次查询请求。

一般在设备状态正常显示时，使用正常查询。正常查询时，状态存储单元中设备状态是否去传感层查询进行更新取决于更新策略。更新策略依据设备活跃度进行设置，一般设置为设备状态过期后才进行更新。

在步骤303、为正常查询，判断设备状态是否过期，如果设备状态未过期，执行步骤304，否则，执行步骤305。

在步骤304、设备状态未过期，直接返回状态存储单元中已存储的设备状态，由状态查询显示单元将设备状态返回给业务逻辑处理单元。

在步骤305、设备状态已过期或刷新查询，状态存储单元更新设备状态为查询中，并经由状态查询显示单元向业务逻辑处理返回设备状态为查询中，继续执行步骤306。

在步骤306、状态存储单元即时查询，向传感层网关查询设备状态，传感层网关从要查询的设备获取设备状态，将所述设备状态更新到状态存储单元，继续执行步骤307。

在步骤307、由状态存储单元将设备状态返回给状态查询显示单元，再由状态查询显示单元将设备状态返回给业务逻辑处理单元。

通过正常查询和刷新查询已获取设备状态，还可以由业务逻辑处理单元将设备状态传送给业务门户呈现单元，显示已获取的设备状态。

作为对详细描述的结论，应该注意本领域的技术人员将会很清楚可对优选实施例做出许多变化和修改，而实质上不脱离本发明的原理。这种变化和修改包含在所附权利要求书所述的本发明的范围之内。

Claims (9)

1.一种查询物联网设备状态的方法，用于实现物联网中应用层查询传感层的设备状态，所述应用层包括业务逻辑处理单元、状态查询显示单元以及状态存储单元门户呈现单元，该方法包括：

状态查询显示单元接收业务逻辑处理单元下发的查询设备状态的控制命令，判断所述控制命令是正常查询还是刷新查询；

如果是正常查询，判断设备状态是否过期，如果设备状态未过期，直接返回状态存储单元中已存储的设备状态，由状态查询显示单元将设备状态返回给业务逻辑处理单元；

如果是正常查询且设备状态已过期，或者是刷新查询，状态存储单元更新设备状态为查询中，并经由状态查询显示单元向业务逻辑处理返回设备状态为查询中；

向传感层网关查询设备状态，传感层网关从要查询的设备获取设备状态，将所述设备状态更新到状态存储单元；

由状态存储单元将设备状态返回给状态查询显示单元，再由状态查询显示单元将设备状态返回给业务逻辑处理单元。

2.根据权利要求1所述查询物联网设备状态的方法，将设备状态返回给业务逻辑处理单元，还包括：

由业务逻辑处理单元将设备状态传送给业务门户呈现单元，显示已获取的设备状态。

3.根据权利要求1或2所述查询物联网设备状态的方法，向传感层网关查询设备状态，包括：

当收到并发查询命令时，仅向底层传感层发送一条状态查询命令。

4.根据权利要求1或2或3所述查询物联网设备状态的方法，业务逻辑处理单元下发查询设备状态的控制命令，包括：

在设备状态正常显示时，控制命令为正常查询；

在对设备进行控制操作后，控制命令为刷新查询，所述控制操作包括根据控制命令执行的操作，或者在传感层直接对控制器进行手动控制的操作。

5.一种查询物联网设备状态的装置，所述物联网包括传感层、网络层以及应用层，所述装置位于应用层，包括：

业务逻辑处理单元，向状态查询显示单元下发查询设备状态的控制命令，接收状态查询显示单元返回的设备状态；

状态查询显示单元，接收业务逻辑处理单元下发的查询设备状态的控制命令，解析所述控制命令是正常查询还是刷新查询，将解析的控制命令发送给状态存储单元；接收状态存储单元返回的设备状态并传送给业务逻辑处理单元；

状态存储单元，存储设备状态，当控制命令为正常查询且设备状态未过期，直接返回已存储的设备状态；当控制命令为正常查询且设备状态已过期或者控制命令为刷新查询，更新设备状态为查询中，向传感层网关查询设备状态，将设备状态返回给状态查询显示单元。

6.根据权利要求5所述查询物联网设备状态的装置，还包括：

门户呈现单元，接收并显示业务逻辑处理单元传送的设备状态。

7.根据权利要求5或6所述查询物联网设备状态的装置，其中：

所述状态存储单元收到并发查询命令时，仅向底层传感层发送一条状态查询命令。

8.根据权利要求5或6或7所述查询物联网设备状态的装置，其中：

在设备状态正常显示时，控制命令为正常查询；

在对设备进行控制操作后，控制命令为刷新查询，所述控制操作包括根据控制命令执行的操作，或者在传感层直接对控制器进行手动控制的操作。

9.一种查询物联网设备状态的系统，包括传感层、网络层以及应用层，所述应用层包括如权利要求5至8任一所述查询物联网设备状态的装置。

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