CN103152786B - 一种物联网业务网关上行和下行消息路由的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物联网业务网关上行和下行消息路由的方法，其中上行消息路由是终端发送上行消息到终端接入适配层子系统；终端接入适配层子系统解析终端协议，将上行消息转换成物联网业务网关内部协议消息，发送给核心层子系统的路由控制模块；路由控制模块查询路由表，根据不同订购关系将上行消息发送给对应网元；能力网关模块和实时数据分发模块将收到的上行消息提供给应用子系统进行应用。采用了本发明的技术方案，架构弹性灵活，扩展性好，能够实现多粒度的订购关系，支持应用广泛，应用定制能力强，有助于应用开发。

Description

一种物联网业务网关上行和下行消息路由的方法

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种物联网业务网关上行和下行消息路由的方法。

背景技术

物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别设备、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。

从技术架构的角度来划分，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器以及传感器网关构成，其主要功能是识别物体、采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和物联网平台组成，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。

现有技术中，如图1所示，物联网平台是一个封闭的平台，以网络通信的方式与物联网应用进行交互，以便应用可以获取终端采集的信息，进而实现对终端的管理和监控。

对现有的物联网网关而言，应用订购终端消息，指应用订购终端消息，终端发送请求消息后，物联网平台根据订购关系把消息路由到应用。应用只能订购终端全部消息，而不能根据需要订购消息类型或数据项。这个对专注于业务的物联网应用是合适的，但对于只关注部分数据类型和数据项的应用(他们往往提供一些特有服务)，如能力开发、业务扩展、业务监控，也同样要求他们订购终端的全部消息，显的缺乏灵活性、专业性和业务扩展性，不利于业务的扩展和运营。

随着业务的不断扩展，系统集成功能越来越多，物联网平台逐渐过渡成物联网业务网关。为了支持多种多样的物联网应用，需要支持多种路由模式。对于应用系统，要支持多粒度消息订购，来实现特有业务服务；对于发展中的物联网业务网关，实现对终端管控和能力调用等业务功能，也同样需要支持多粒度消息的订购。

发明内容

本发明的目的是针对以上现有物联网平台订购终端消息不灵活的问题而提出的一种物联网业务网关上行和下行消息路由的方法，架构弹性灵活，扩展性好，能够实现多粒度的订购关系，支持应用广泛，应用定制能力强，有助于应用开发。

为实现本发明的目的，采用了以下技术方案：

本发明的一个具体实施方式提供了一种物联网业务网关上行消息路由的方法，包括以下步骤：

终端发送上行消息到终端接入适配层子系统；

终端接入适配层子系统解析终端协议，将上行消息转换成物联网业务网关内部协议消息，发送给核心层子系统的路由控制模块；

所述路由控制模块查询路由表，根据不同订购关系将上行消息发送给对应网元；

所述能力网关模块和所述实时数据分发模块将收到的上行消息提供给应用子系统进行应用。

进一步地，终端以GPRS方式将上行消息发送到终端接入适配层子系统的终端接入网关模块。

进一步地，终端以短信方式将上行消息发送到终端接入适配层子系统的短信代理模块，短信代理模块再将上行消息转发给终端接入网关模块。

进一步地，路由控制模块以数据路由模式将上行消息发送给告警处理模块。

进一步地，路由控制模块以数据路由模式将上行消息发送给数据存储模块。

进一步地，路由控制模块以消息匹配路由模式将上行消息发送给能力网关模块。

进一步地，路由控制模块以订购关系路由模式、消息类型路由模式或者数据路由模式将上行消息发送给实时数据分发模块。

进一步地，应用来自与BOSS同步或者物联网业务网关授权。

进一步地，路由控制模块控制上行消息优先级和上行消息发送频率。

本发明的另一个具体实施方式提供了一种物联网业务网关下行消息路由的方法，包括以下步骤：

应用将下行消息发送给能力层子系统中的实时数据分发模块；

实时数据分发模块将下行消息转换成物联网业务网关内部协议消息，发送给核心层子系统的路由控制模块；

路由控制模块查询路由表，根据不同订购关系将下行消息发送给对应网元；

终端接入适配层子系统将下行消息发送给终端。

进一步地，路由控制模块以数据路由模式将下行消息发送给数据存储模块。

进一步地，路由控制模块以数据路由模式将下行消息发送给告警处理模块。

进一步地，路由控制模块以终端在线路由模式或者强制短信模式将下行消息发送给终端接入适配层子系统。

进一步地，如果下行消息是短信，路由控制模块将所述下行消息发送给终端接入适配层子系统的任何一个网元，所述网元以短信方式发送给行业网关，行业网关再转发给终端。

进一步地，如果下行消息是GPRS数据，路由控制模块将所述下行消息发送给作为终端上线的终端接入适配层子系统的网元，所述网元将所述下行消息转换成终端协议后，通过GPRS协议发送给所述终端。

进一步地，应用来自与BOSS同步或者物联网业务网关授权。

采用本发明的技术方案，架构弹性灵活，扩展性好，能够实现多粒度的订购关系，支持应用广泛，应用定制能力强，有助于应用开发，而且由于物联网业务网关对多种路由的支持，使得对信息资源使用更加有效，可以从协议中获得所有有价值的信息，使得物联网业务网关对业务的支撑更加完善。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施方式一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术中物联网平台的结构示意图。

图2是本发明技术方案中使用的物联网业务网关系统的结构示意图。

图3是本发明具体实施方式一中物联网业务网关上行消息传输的流程图。

图4是本发明具体实施方式一中物联网业务网关上行消息路由示意图。

图5是本发明具体实施方式二中物联网业务网关下行消息传输的流程图。

图6是本发明具体实施方式二中物联网业务网关下行消息路由示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施方式进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

为了实施本发明的物联网业务网关上行和下行消息路由的流程，需要对现有物联网平台进行改造。图2是本发明技术方案中使用的物联网业务网关系统的结构示意图。如图2所示，该物联网业务网关系统包括终端接入适配层子系统、核心层子系统、数据层子系统、能力层子系统和应用层子系统。

终端接入适配层子系统进一步包括终端接入网关模块和短信代理模块。终端接入网关模块标准化以GPRS方式接入终端，对终端进行鉴权，维护终端在线状态，将终端上报的业务数据标准化后传送给核心层子系统的路由控制模块和数据存储模块，供其实现核心业务逻辑。短信代理模块标准化以短信方式接入终端，将终端发送的MO(MobileOriginate)消息中业务数据取出，转发给终端接入网关模块，同时，将应用以短信方式下发的消息封装成终端接收的MT(MobileTerminated)消息，以物联网网关的特服号码发送给行业网关，行业网关转发给终端，并且向应用提供短信代理的功能，应用可以使用自己的特服号码连接短信代理模块，短信代理模块负责控制MO消息和MT消息的路由，这样物联网网关对应用屏蔽了其他网元，应用只需要与物联网网关通信即可。

核心层子系统进一步包括路由控制模块、数据存储模块和告警处理模块。路由控制模块控制上下行消息的路由，可以控制消息发送的频率和优先级，同时对终端上报的业务数据进行持久化处理，当应用离线时，确保上行消息不丢失。数据存储模块存储终端接入网关模块发来的终端的配置信息、告警信息、统计信息、监控信息和/或业务数据，并向能力层子系统提供业务数据查询。告警处理模块当终端或者应用出现告警时根据预设的告警规则，以短信或者邮件的形式向配置的联系人发出告警通知。

数据层子系统进一步包括数据同步模块、内存型数据库NOSQL和数据库。当BOSS产生开销户信息时，数据同步模块会与BOSS系统进行用户数据同步，BOSS系统每天向数据同步模块同步BOSS系统的终端余额信息。内存型数据库NOSQL和/或数据库用于存储

能力层子系统进一步包括能力网关模块和实时数据分发模块。能力网关模块向应用层子系统提供能力调用，物联网网关将平台的能力开放给应用，应用可以通过调用这些能力快速构建其业务，提供终端信息查询、终端远程控制、终端配置和告警通知等能力。实时数据分发模块将业务应用订阅的业务数据内容以TCP的方式实时发送给应用层子系统。

应用层子系统进一步包括应用开发工具模块和自助服务门户模块。应用开发工具模块封装能力调用，提供应用开发。自助服务门户模块下载开发包和/或管理终端。

经过分析现有的业务需求，在上述物联网业务网关的基础上采用的请求消息路由模式主要包括订购关系路由模式、消息类型路由模式和数据路由模式。

图3是本发明具体实施方式一中物联网业务网关上行消息传输的流程图。图4是本发明具体实施方式一中物联网业务网关上行消息路由示意图。如图3和图4所示，该物联网业务网关上行消息路由的流程包括以下步骤：

步骤301、终端以GPRS方式将上行消息发送到终端接入适配层子系统的终端接入网关模块。或者终端以短信方式将上行消息发送到终端接入适配层子系统的短信代理模块，短信代理模块再将上行消息转发给终端接入网关模块。

步骤302、终端接入适配层子系统解析终端协议，将上行消息转换成物联网业务网关内部协议消息，发送给核心层子系统的路由控制模块。

步骤303、路由控制模块查询路由表，根据不同订购关系将上行消息发送给对应网元。路由控制模块还对服务质量进行控制，包括上行消息优先级和上行消息发送频率。

其中路由控制模块以数据路由模式将上行消息发送给告警处理模块；路由控制模块以数据路由模式将上行消息发送给数据存储模块；路由控制模块以消息匹配路由模式将上行消息发送给能力网关模块；路由控制模块以订购关系路由模式、消息类型路由模式或者数据路由模式将上行消息发送给实时数据分发模块。

步骤304、能力网关模块和实时数据分发模块收到上行消息后，根据连接的外部应用的不同，进行协议转换，上下文处理后将上行消息提供给应用子系统进行应用。

图5是本发明具体实施方式二中物联网业务网关下行消息传输的流程图。图6是本发明具体实施方式二中物联网业务网关下行消息路由示意图。如图5和图6所示，该物联网业务网关下行消息路由的流程包括以下步骤：

步骤501、应用将下行消息发送给能力层子系统中的实时数据分发模块。

步骤502、实时数据分发模块收到下行消息，进行鉴权后将下行消息转换成物联网业务网关内部协议消息，发送给核心层子系统的路由控制模块。

步骤503、路由控制模块查询路由表，根据不同订购关系将下行消息发送给对应网元。

其中路由控制模块以数据路由模式将下行消息发送给数据存储模块；路由控制模块以数据路由模式将下行消息发送给告警处理模块；路由控制模块以终端在线路由模式或者强制短信模式将下行消息发送给终端接入适配层子系统。

步骤504、终端接入适配层子系统将下行消息发送给终端。

其中如果下行消息是短信，路由控制模块将该下行消息发送给终端接入适配层子系统的任何一个网元，该网元以短信方式发送给行业网关，行业网关再转发给终端。

如果下行消息是GPRS数据，路由控制模块将该下行消息发送给作为终端上线的终端接入适配层子系统的网元，该网元将该下行消息转换成终端协议后，通过GPRS协议发送给终端。

路由控制模块是物联网业务网关内部系统的整合中心，通过路由规则分发消息到业务系统，业务系统属分布式系统，可根据业务需要不断扩展，而不会影响其他现有业务系统。而路由控制模块是以下面三种订购关系路由支撑为基础。

一是订购关系路由。

与原订购关系路由处理逻辑一致，但扩展了订购应用的范围，订购应用不只局限于BOSS同步过来的应用，也包括经过物联网业务网关授权的应用。这样订购应用的范围得到了扩展，扩展了数据的利用率。

以下是订购关系路由的使用场景：

1.BOSS同步订购关系给物联网业务网关。物联网业务网关根据订购关系路由模式把消息路由给应用，这个也是现有物联网平台的应用场景。

2.某车载应用经过物联网业务网关授权，并设定路由模式为订购关系路由模式。客户订购应用，绑定终端和应用的关系。物联网业务网关根据订购关系路由模式把消息路由给车载应用。提供了除BOSS外，另一种对应用和订购关系的控制，由规则的执行者(BOSS同步)，转变成业务的制定者和控制者，使得专业分工更加细化。服务专业化是业务系统不断发展的保证，专业化有助于服务质量的提高。

二是消息类型路由。

根据消息类型订购关系分发消息，有利于应用专注于处理某一类型的消息，如车务通常见的定位报文。但要注意，订购此类型的应用，要求是BOSS同步或经过授权的应用。这样既保证了数据的安全性，要求经过授权，又允许应用进行不同订购的选择，给应用提供了灵活性，也给运营商提供了业务扩展的机会，可以根据订购的消息类型，组合不同的业务，并进行灵活的订价。

以下是消息类型路由的使用场景：

1.某客运公司已经订购了导航服务(订购关系路由模式)，但他们不提供定位服务，而随着客运公司业务的发展，客运公司想了解旗下各车辆位置信息，以有效控制业务运营成本和优化运行路线。这时客运公司，可以只订购某位置服务应用，该应用只订购了定位类型报文，位置服务应用会实时或定期提供车载位置信息给客户。信息是一种资源，对于物联网业务网关来说更是如此。对应用侧来说，可以对不同消息类型的应用接入收取不同费用，而对客户来说，也可以根据需要，选择不同类型的服务，当然服务的定价也不同。这样有助于信息资源的利用率和安全性。提高信息资源的利用率也同时提供了运营商的收益；非授权和其它消息类型不会发送给应用。

2.由上面1类拟，但该客运公司没有订购导航服务，只订购了位置服务。

三是数据路由。

根据数据订购关系，分发消息。这是更细粒度的控制，应用只专注于某一消息项，如报文的告警数据项等，这个主要由物联网业务网关核心层服务使用，但也提供给应用进行订购，对应用和运营商的好处，与消息类型路由中描述的一样，只是订购粒度比消息类型路由更细。

以下是数据路由的使用场景：

1.某大型电力企业，对辖区变电所安装了智能监控设备，对运行状况进监控和管理。同时在物联网业务网关进行数据项订购，火警告警数据项订购119服务，防暴告警数据项订购110服务。这样在发生火警时，会及时发送消息给119进行处理；而发生属于安全型事件时时，会把消息发送给110服务。数据路由对物联网业务网关的促进和发展与消息类型订购一样，但订购的粒度更细了一些。

物联网业务网关对三种路由的支持，使得对信息资源使用更加有效，可以从协议中获得所有有价值的信息，使得物联网业务网关对业务的支撑更加完善。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种物联网业务网关上行消息路由的方法，其特征在于，包括以下步骤：

终端发送上行消息到终端接入适配层子系统；

终端接入适配层子系统解析终端协议，将上行消息转换成物联网业务网关内部协议消息，发送给核心层子系统的路由控制模块；

所述路由控制模块查询路由表，根据不同订购关系将上行消息发送给对应网元；所述路由控制模块以消息匹配路由模式将上行消息发送给能力网关模块，且所述路由控制模块以订购关系路由模式、消息类型路由模式或者数据路由模式将上行消息发送给实时数据分发模块；

所述能力网关模块和所述实时数据分发模块将收到的上行消息提供给应用子系统进行应用。

2.根据权利要求1所述的一种物联网业务网关上行消息路由的方法，其特征在于，终端以GPRS方式将上行消息发送到终端接入适配层子系统的终端接入网关模块。

3.根据权利要求1所述的一种物联网业务网关上行消息路由的方法，其特征在于，终端以短信方式将上行消息发送到终端接入适配层子系统的短信代理模块，短信代理模块再将上行消息转发给终端接入网关模块。

4.根据权利要求1所述的一种物联网业务网关上行消息路由的方法，其特征在于，路由控制模块以数据路由模式将上行消息发送给告警处理模块。

5.根据权利要求1所述的一种物联网业务网关上行消息路由的方法，其特征在于，路由控制模块以数据路由模式将上行消息发送给数据存储模块。

6.根据权利要求4-5中任一权利要求所述的一种物联网业务网关上行消息路由的方法，其特征在于，应用来自与BOSS同步或者物联网业务网关授权。

7.根据权利要求1所述的一种物联网业务网关上行消息路由的方法，其特征在于，路由控制模块控制上行消息优先级和上行消息发送频率。

8.一种物联网业务网关下行消息路由的方法，其特征在于，包括以下步骤：

应用将下行消息发送给能力层子系统中的实时数据分发模块；

实时数据分发模块将下行消息转换成物联网业务网关内部协议消息，发送给核心层子系统的路由控制模块；

路由控制模块查询路由表，根据不同订购关系将下行消息发送给对应网元；其中，所述路由控制模块支持订购关系路由、消息类型路由和数据路由；

终端接入适配层子系统将下行消息发送给终端。

9.根据权利要求8所述的一种物联网业务网关下行消息路由的方法，其特征在于，路由控制模块以数据路由模式将下行消息发送给数据存储模块。

10.根据权利要求8所述的一种物联网业务网关下行消息路由的方法，其特征在于，路由控制模块以数据路由模式将下行消息发送给告警处理模块。

11.根据权利要求8所述的一种物联网业务网关下行消息路由的方法，其特征在于，路由控制模块以终端在线路由模式或者强制短信模式将下行消息发送给终端接入适配层子系统。

12.根据权利要求11所述的一种物联网业务网关下行消息路由的方法，其特征在于，如果下行消息是短信，路由控制模块将所述下行消息发送给终端接入适配层子系统的任何一个网元，所述网元以短信方式发送给行业网关，行业网关再转发给终端。

13.根据权利要求11所述的一种物联网业务网关下行消息路由的方法，其特征在于，如果下行消息是GPRS数据，路由控制模块将所述下行消息发送给作为终端上线的终端接入适配层子系统的网元，所述网元将所述下行消息转换成终端协议后，通过GPRS协议发送给所述终端。

14.根据权利要求9-11中任一权利要求所述的一种物联网业务网关下行消息路由的方法，其特征在于，应用来自与BOSS同步或者物联网业务网关授权。