CN104955042B - 一种应用于物联网的数据中心处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于物联网的数据中心处理方法，该方法包括以下步骤：S1：采集物联网初步数据，对数据进行预处理和分析过滤；S2：对S1处理后的数据进行身份认证和权限判定，上传有效、安全及实时性要求高的数据给远程服务器；S3：备份本地及网络数据到本地服务器；S4：监控数据中心处理系统内设备运行状态，对异常的状态及时发出预警。本发明通过一种应用于物联网的数据中心处理方法及系统，对物联网内初步采集的数据进行预处理和过滤，再转发给网络服务器，改善了网络通信拥塞状态、节约了远程服务器的存储空间、减少了远程服务器的运算量、提高了网络效率、优化了整体物联网系统。

Description

一种应用于物联网的数据中心处理方法及系统

技术领域

本发明属于物联网系统架构领域，尤其涉及一种应用于物联网的数据中心处理方法及系统。

背景技术

物联网的价值在于让物体也拥有了“智慧”，从而实现人与物、物与物之间的沟通，物联网的特征在于感知、互联和智能的叠加。实现物联网服务器和存储资源的虚拟化共享，提高计算机资源的利用效率和网络服务功能的性价比，将成为未来物联网应用拓展的重要支撑技术之一。现有的物联网系统是以互联网的发展为前提的，其系统架构一般是数据采集传感器通过通信接口和远程的服务器连接，将数据直接传输到服务器上；另外一种是将传感数据汇聚到网关，经网关转发到服务器。

随着物联网技术及其应用方式的进展，终端设备数量迅速增长，数据流量成倍数增长，以上两种传统的数据处理中心很难继续满足计算需求和存储容量，导致传输数据量大、占用通信链路资源、占用大量的服务器存储空间，并且所有数据的分析处理都在服务器上完成，使得服务器不堪重负。对于公共和个人来说，安全问题会更严重，如果不加处理就将各种数据都上传到远程服务器，对用户的各种隐私可能造成侵犯，更甚者泄露用户银行帐户和密码等造成财产损失。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种应用于物联网数据中心处理系统的方法，用以解决传统的物联网信息处理中心在数据处理过程中数据量大、占用通信链路资源，占用大量服务器存储空间、服务器不堪重负、缺乏安全性的问题。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种应用于物联网的数据中心处理方法，所述方法包括以下步骤：

S1：采集物联网初步数据，对数据进行预处理和分析过滤。采集数据的过程中不可避免存在误差，经过预处理和分析过滤可使测量值能够逼近真实值。其中对数据进行预处理是指：通过不同传感器一定时间段内采集到的初步数据可以是物理量如温度，压力，流量，湿度等，也可以是电量如电压，电流，电功率等，然后通过模拟数字转换得到可测量的数字值；对于数据进行分析过滤是指：针对系统测量不同相关参数的情形，各种参数之间相互印证，实现去伪存真，提高数据采集精度，减少数据冗余。

S2：对S1处理后的数据进行身份认证和权限判定，上传有效、安全及实时性要求高的数据给远程服务器。通过设置本地防火墙运行守护策略用于鉴别用户身份，判定数据中心处理系统的数据是否可以被访问、访问的权限、数据可否通过网关向外转发。

S3：备份本地数据及步骤S2中的数据到本地服务器：如在智能家居系统中，涉及到隐私的视频图像数据等不宜公开的数据，用户可以选择保存本地不向外发送。

S4：监控物联网的数据中心处理系统内设备运行状态，对异常状态及时进行预警。所述预警一方面是指数据中心按一定的时间间隔对辖区域内设备进行状态的轮询，如果是传感器则是采集数据，并上报给数据中心；另一方面是指设备出现异常，主动报告给数据中心处理系统。

为了支持上述方法的实现，本发明在物联网的应用层还提供了一种应用于物联网的数据中心处理系统，该系统包括数据分析模块、控制模块、存储模块、监控模块。其中其中控制模块获得数据分析模块处理后的有效数据进行分配，将有效数据存储在存储模块，监控模块实时监控数据中心处理系统的整体运行状态。

所述数据中心处理系统，也称为现场数据中心，如在智能家居系统里就是家庭数据中心，在智能医疗系统里就是医疗数据中心，在智能城市系统里就是城市数据中心，是组成区域内应用该物联网系统各个模块的总和，对整体物联网系统进行控制和调度。该数据中心处理系统自带网关，或者通过网线外接网关。

所述数据分析模块，包括数据采集模块和数据预处理模块。所述数据采集模块是指通过物联网感知层硬件如RFID感应器、RFID标签、智能终端、传感器网关等设备初步采集数据；所述数据预处理模块对于初步采集的数据进行预处理和分析过滤提取有效数据：对于上述传感器采集到的数据根据实际情形调用不同算法进行预处理，如中值滤波，最小二乘法等；如果有多个相关联的参数，或者不同位置取得的同一参数互相印证，用于区别采集数据是否受到干扰。

所述控制模块制订数据转发策略，对于不同用户划分到不同的组，赋予不同的权限。该控制模块通过设置本地防火墙运行守护策略用于鉴别用户身份，判定相关数据是否可以被访问、访问的权限、数据可否通过网关向外转发，比如在智能家居系统中，涉及到隐私的视频图像数据等不宜公开的数据，用户可以选择保存本地不向外发送。控制模块还设定策略控制网关：经IP网络的简单SNMP网管协议进行交互；对于不支持SNMP网管协议的网关，需要安装兼容程序实现交互；对于简单使用Web页面控制的无线路由器网关，可以在控制模块模仿用户手动设置时动作，根据策略发送相应数据达到控制网关的目的，比如打开关闭端口，过滤各种数据包等。控制模块还对数据中心处理系统内部访问的用户进行身份鉴别：数据中心维护有用户身份数据库，并存储相应的身份信息证书。用户初次使用该系统注册后得到系统颁发的证书及系统唯一ID号。之后用户初次访问或者访问一段特定时间，所述控制模块会询问与ID号相应的证书摘要，并且对收到的摘要与数据库内容进行校验比对，确认用户的合法性。以登录，认证，授权的次序进行，使得合法用户可以访问数据，并防止非法入侵。对于实时性要求高的数据如安防领域的应急取证，各种突发事件的管控，区域内检测非法入侵等，可通过设置直接转发远程服务器，以免丢失重要参数和各种证据。

所述存储模块用来存储本地数据，也可同时存储网络数据，保证数据在传输过程中的安全性不至于丢失；

所述监控模块在线监测网内各种设备的工作状态并且同时采集数据，对出现异常的设备及时上报。该监控模块包括对所维护的系统内的设备的状态监控的软硬件部分，系统内的传感器按照数据中心设置的时间间隔，向数据中心处理系统传送数据。如果指定时间内系统没有收到数据，系统则主动向传感设备请求数据；如果仍然不能完成数据的接收，确认节点通讯失败，向维护数据的显示部分，或者维护人员的手持智能终端App发送告警信息，方便系统的管理和维护。

所述的一种应用于物联网的数据中心处理系统连接有智能终端App端，该APP端通过无线对系统各模块及各模块所需参数进行配置：安装有相应App软件的智能终端通过Wi-Fi或者3G/4G网络和数据中心处理系统相连。系统通过认证用户的登录信息后，发送指令激活用户权限，如管理员设置各种参数，察看系统设备工作状态，查看参数数据等。该App还可实现P2P客户端通讯，即使用户不处于局域网内部，通过互联网也能找到需要访问的数据中心处理系统。

本发明的有益效果是：通过一种应用于物联网的数据中心处理方法及系统，对物联网内初步采集的数据进行预处理和过滤，再转发给网络服务器，改善了网络通信拥塞状态、节约了远程服务器的存储空间、减少了远程服务器的运算量、提高了网络效率、优化了整体物联网系统。

图1为现有技术提供的一种传统的物联网数据处理中心图；

图2为本发明提供的一种应用于物联网的数据中心处理方法实现步骤图；

图3为本发明提供的一种应用于物联网的数据中心处理系统内部构造图；

图4为本发明实施例提供的一种应用于物联网的数据中心处理系统外部构架图；

图5为本发明实施例提供的一种应用于物联网的数据中心处理系统进行堆叠和级联的构架图。

具体实施方式

以下将结合附图1至附图5对本发明做进一步的说明，但不应以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

如附图2所示，本发明提供一种应用于物联网的数据中心处理方法及系统，所述数据中心处理方法包括以下步骤：

S1：采集物联网初步数据，对数据进行预处理和分析过滤。

S2：判定有效及安全的数据上传给服务器，对向内的数据请求进行身份鉴别，对实时性要求高的数据及时转发远程服务器。

S3：备份本地数据及步骤S2中的数据至本地服务器。

S4：监控物联网的数据中心处理系统内设备运行状态，对异常状态及时进行预警。

如附图3所示，本发明在物联网的应用层还提供了一种应用于物联网的数据中心处理系统，该系统包括数据分析模块、控制模块、存储模块、监控模块。其中数据分析模块处理数据得到有效数据，控制模块分配有效数据，存数模块存储有效数据，监控模块监控所述数据中心处理系统整体运行状态。

所述数据中心处理系统，也称为现场数据中心，是组成区域内应用该物联网系统各个模块的总和，对整体物联网系统进行控制和调度。该数据中心处理系统自带网关。

所述数据分析模块，包括数据采集模块和数据预处理模块。所述数据采集模块是指通过物联网感知层硬件如RFID感应器初步采集数据；所述数据预处理模块对于初步采集的数据进行预处理和分析过滤提取有效数据：对于上述传感器采集到的数据根据实际情形调用中值滤波分析数据；对于有多个相关联的参数径向互相印证，区别采集数据是否受到干扰。

所述控制模块制订数据转发策略，对于不同用户划分到不同的组，赋予不同的权限。该控制模块通过设置本地防火墙运行守护策略用于鉴别用户身份，判定相关数据是否可以被访问、访问的权限、数据可否通过网关向外转发，涉及隐私的内容用户可以选择保存本地不向外发送。控制模块还设定策略控制网关：经IP网络的简单SNMP网管协议进行交互。控制模块还对数据中心处理系统内部访问的用户进行身份鉴别：数据中心维护有用户身份数据库，并存储相应的身份信息证书。用户初次使用该系统注册后得到系统颁发的证书及系统唯一ID号。之后用户初次访问或者访问一段特定时间，所述控制模块会询问与ID号相应的证书摘要，并且对收到的摘要与数据库内容进行校验比对，确认用户的合法性。以登录，认证，授权的次序进行，使得合法用户可以访问数据，并防止非法入侵。对于实时性要求高的数据可通过设置直接转发远程服务器，以免丢失重要参数和各种证据。

所述存储模块用来存储不上传的本地数据，也可同时存储网络数据。

所述监控模块在线监测网内各种设备的工作状态并且同时采集数据，对出现异常的设备及时上报。

所述的一种应用于物联网的数据中心处理系统连接有智能终端App端，该APP端对系统各模块及各模块所需参数通过无线进行配置：安装有相应App软件的智能终端通过Wi-Fi或者3G/4G网络和数据中心处理系统相连。

实施例二

如附图4所示，本发明提供一种应用于物联网的数据中心处理系统，所述数据中心处理系统是通过以下方式实现物联网信息交互的：

数据中心处理系统带有内网IP管理内网系统，通过无线路由或者网关和外网进行网络地址转换。外网的智能终端也带有内网IP，当网管处于多级网络，也就是说网关也带有内网IP，在这样的环境下，通过带有公网IP的P2P服务器实现寻址。数据中心处理系统和智能终端App客户端运行P2P客户端服务器软件，这样智能终端客户端也能寻找到需要访问的数据中心处理系统与其通信，反之数据中心处理系统亦然。

数据中心处理系统不断提取必要数据，进行网络远程寻址，使得授权用户可以不在局域网内也可以访问现场服务器，对于智能家居的用户，即只要可以连接互联网就可随时随地的访问自己家庭中的服务器从而了解系统运行状况。

实施例三

如附图5所示，本发明提供一种应用于物联网的数据中心处理系统，当多层数据中心处理系统堆叠和级联时：每个数据中心处理系统管理一定范围内物联网的硬件网络，同时内部可嵌套多个数据中心处理子系统，这些子系统通过其数据中心处理系统与上级的数据中心处理系统相连，被上级数据中心处理系统看作所属辖区内的一个数据节点，就是被虚拟成上级服务器系统中的节点。这样当用户从外部访问，如果上层的数据中心处理系统能够提供服务，将不会请求下层服务，从而减少数据流量，缩短网络时延。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种应用于物联网数据中心处理系统的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：采集物联网初步数据，对数据进行预处理和分析过滤；

S2：对S1处理后的数据进行身份认证和权限判定，上传有效、安全及实时性要求高的数据给远程服务器；

S3：备份本地数据及步骤S2中的数据至本地服务器；

S4：监控数据中心处理系统内设备运行状态，对异常的状态及时发出预警。

2.如权利要求1所述的一种应用于物联网数据中心处理系统的方法，其特征在于，S1步骤中对数据进行预处理和分析过滤是通过不同传感器采集初步数据，转换初步数据为可测量的数字值，测量得到的可测量数字值，对测量结果进行印证。

3.如权利要求2所述的一种应用于物联网数据中心处理系统的方法，其特征在于，所述初步数据包括物理量和电量。

4.如权利要求1所述的一种应用于物联网数据中心处理系统的方法，其特征在于，对异常状态及时进行预警包括：数据中心处理系统对辖区域内设备进行状态的轮询；接收传感器采集的数据；当设备出现异常，主动报告给数据中心处理系统。

5.一种应用于物联网的数据中心处理系统，用于实现权利要求1至4之一所述的一种应用于物联网数据中心处理系统的方法，其特征在于，该数据中心处理系统包括数据分析模块、控制模块、存储模块、监控模块，其中控制模块获得数据分析模块处理后的有效数据进行分配，将有效数据存储在存储模块，监控模块实时监控数据中心处理系统的整体运行状态。

6.如权利要求5所述的一种应用于物联网的数据中心处理系统，其特征在于，该数据中心处理系统自带网关，或者通过网线外接网关。

7.如权利要求5所述的一种应用于物联网的数据中心处理系统，其特征在于，所述数据分析模块，包括数据采集模块和数据预处理模块，其中数据采集模块通过物联网感知层硬件初步采集数据；数据预处理模块对于对初步采集的数据进行预处理和分析过滤。

8.如权利要求5所述的一种应用于物联网的数据中心处理系统，其特征在于，所述控制模块通过设置本地防火墙运行守护策略用于鉴别用户身份、判定数据中心处理系统的数据是否可以被访问、数据中心处理系统的数据可否通过网关向外转发、控制网关。

9.如权利要求5所述的一种应用于物联网的数据中心处理系统，其特征在于，所述监控模块在线监测物联网内各种设备的工作状态并且同时采集数据，对出现异常的设备及时上报给数据中心处理系统。

10.如权利要求5所述的一种应用于物联网的数据中心处理系统，其特征在于，该数据中心处理系统连接有智能终端App端，该APP端通过无线对系统各模块及各模块所需参数进行配置。