CN105678436B - 一种基于云服务平台的物联网协同管理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于云服务平台的物联网协同管理方法和系统，通过封装模块封装物联网的物理设备并作为可调用的虚拟节点接入云服务平台；通过调用分类模块按照事件调用虚拟节点，并分类为事件虚拟节点、协同虚拟节点和管理虚拟节点；事件虚拟节点汇聚对应的物理设备的采集数据；通过判断模块比较事件虚拟节点汇聚的采集数据和门限：当大于等于门限时，向云服务平台发送事件触发请求；通过管理模块，首先云服务平台由协同虚拟节点向对应的物理设备发送数据请求，然后对应的物理设备再通过管理虚拟节点向云服务平台上传采集数据，最后云服务平台根据上传采集数据对事件进行处理。本发明使海端物理设备能灵活为云服务平台提供有效实时数据。

Description

一种基于云服务平台的物联网协同管理方法和系统

技术领域

本发明涉及一种物联网的协同管理方法，特别是涉及一种基于云服务平台的物联网协同管理方法和系统。

背景技术

伴随着云计算与物联网的兴起与成熟，人机物的三元世界，即，计算世界(CyberWorld)、物理世界(Physical World)和人类社会(Human Society)之间的协同交互成为信息社会发展演进的关注重点，融合多人(People)、多机(Computer)和多物(Things)的动态开放协同工作需求为云计算、海计算的组织框架提出更高要求。

在这一背景下，海端大量智能终端和传感器的行业应用日益丰富，集聚信息资源、综合服务能力的云计算平台也应用在不同领域的服务系统中。因此，云计算成为基于传感器的物联网应用整合升级的有效解决方案；海量传感器也为云平台的智能化与决策能力提供广泛的实时数据，即，海、云通过合理的架构、应需的工作机理与优化的接入协同实施，能够进一步融合、放大现有物联网与云计算应用的服务效应，是未来信息社会与智慧城市发展的必要支撑基础。

目前，海端传感器之间的协同、海端传感器与云服务平台之间的协同方法成为系统建设中不可回避的问题，实现对传感器或无线传感网的云化整合的研究也在近年被不断推进。较为常见的比如基于SOA(Service-Oriented Architecture面向服务架构)的海云协同架构，将传感器节点、汇聚节点(Sink Node)和集成控制器(Integration Controller)看做SOA架构中的角色，从而实现传感网络作为新的服务资源在云端的提供。现有工业界也不断提出针对传感器数据虚拟化、远程管理等方面的云平台解决方案，典型的包括Xively(Pachube)、微软推出的BizTalk RFID解决方案等。以BizTalk RFID解决方案为例，该解决方案重点聚焦快速实现基于RFID-Cloud协同的新应用部署，该解决方案重点解决企业在应用射频识别标签过程中的业务与标签之间的协同运作问题，能够排除相关标准的缺乏、多种访问协议混乱、与业务对接困难等障碍，实现基于微软Windows平台的对RFID设备的管理与统一通信解决方案。但以上述解决方案为代表的海云协同架构往往聚焦单一的应用领域，且在其管理框架中一般固化传感器节点的功能，使传感节点的数据只能够在其一一对应的系统中被获取、集中以及管理。同时缺乏面向更为复杂多样的大量传感设备的综合运营管理方案。

现有海端传感设备与云服务平台之间的协同方法主要用于实现在系统建设时将同类传感设备统一接入云服务平台。当所需协同的传感器种类多、云服务平台业务复杂时，或根据新业务需要对传感器进行调整重用时，需要进行大量的重新开发、测试以及标准化工作，并且很难保证传感器及其采集数据的使用效率。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于云服务平台的物联网协同管理方法和系统，用于解决现有技术中海端的物理设备无法为云服务平台的不同业务提供有效的实时数据的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于云服务平台的物联网协同管理方法，包括：步骤一，封装所述物联网的每一个物理设备并作为可调用的虚拟节点接入所述云服务平台；步骤二，按照事件需求调用多个所述虚拟节点，并将调用的所述虚拟节点分类为事件虚拟节点、协同虚拟节点和管理虚拟节点；步骤三，所述事件虚拟节点汇聚对应的物理设备采集的数据；步骤四，比较所述事件虚拟节点汇聚的数据和门限：如果所述事件虚拟节点汇聚的数据小于所述门限，则跳转至步骤三；如果所述事件虚拟节点汇聚的数据大于等于所述门限，则向所述云服务平台发送事件触发请求，并跳转到步骤五；步骤五，所述云服务平台由所述协同虚拟节点向对应的物理设备发送数据请求；步骤六，对应的物理设备通过所述管理虚拟节点向所述云服务平台上传采集数据，所述云服务平台根据上传采集数据对所述事件进行处理。

可选地，所述步骤一封装每一个所述物理设备包括将所述物理设备的物理接口虚拟化。

可选地，所述虚拟节点通过命名被唯一地标识。

可选地，所述管理虚拟节点、所述事件虚拟节点和所述协同虚拟节点分别包括一个或多个所述虚拟节点。

可选地，所述门限是用户根据所述事件预先设置的。

可选地，所述步骤五包括：所述云服务平台向所述协同虚拟节点下达任务，所述协同虚拟节点分解所述任务，并根据分解结果向对应的所述物理设备发送数据采集请求。

可选地，所述物理设备包括物理传感器、智能终端或视频采集设备。

一种基于云服务平台的物联网协同管理系统，所述物联网包括多个物理设备，所述基于云服务平台的物联网协同管理系统包括封装模块、调用分类模块、判断模块、管理模块和控制模块；其中，所述封装模块用于封装所述物联网内的每一个所述物理设备，将封装后的所述物理设备作为可调用的虚拟节点接入所述云服务平台；所述调用分类模块用于按照事件调用多个所述虚拟节点；并将调用的多个所述虚拟节点分类为事件虚拟节点、协同虚拟节点和管理虚拟节点；所述判断模块用于比较所述事件虚拟节点汇聚的采集数据和门限：当所述事件虚拟节点汇聚的数据大于等于所述门限时，所述事件虚拟节点向所述云服务平台发送事件触发请求；所述管理模块用于根据所述事件触发请求，管理所述云服务平台、所述协同虚拟节点、所述管理虚拟节点和对应的物理设备之间的数据交换；所述控制模块用于控制所述封装模块、所述调用分类模块、所述判断模块和所述管理模块。

可选地，所述封装模块将所述物理设备的物理接口虚拟化，且封装后的所述虚拟节点通过命名被唯一地标识。

可选地，所述管理模块管理所述云服务平台、所述协同虚拟节点、所述管理虚拟节点和对应的多个物理设备之间的数据交换处理包括管理所述云服务平台由所述协同虚拟节点向对应的物理设备发送数据请求；管理对应的物理设备通过所述管理虚拟节点向所述云服务平台上传采集的数据；管理所述云服务平台根据上传的数据进行处理的。

如上所述，本发明的一种基于云服务平台的物联网协同管理方法和系统，为以智慧城市为代表的海、云协同需求，提供能够基于物联网内大量的物理设备及其对实时数据的采集能力实现云服务平台上感知能力综合管理以及服务快速部署的协同方法，使海端的物理设备能够灵活地为云服务平台的不同业务提供更为广泛有效的实时数据。并且，本发明屏蔽了底层物理设备的通信协议、接口等方面的差异性，减少了物理设备的位置等特性对顶层业务的不利影响，使物理设备的信息采集能力成为一种可重复使用的、即插即用的服务能力，从而大幅降低海端物理设备的部署规模与复杂度，缩短基于物联网实时信息采集的新业务从设计到上线提供服务的周期长度，实现基于云服务平台与已有大量异构物理设备之间协同服务的新业务快速组合。

附图说明

图1显示为本发明实施例公开的一种基于云服务平台的物联网协同管理方法的流程示意图。

图2显示为本发明实施例公开的一种基于云服务平台的物联网协同管理方法中的根据新业务或事件引入虚拟节点的示意图。

图3显示为本发明实施例2智慧景区面内现有海端物理设备资源和云服务平台的资源模块的示意图。

图4显示为本发明实施例2中，使用基于云服务平台的物联网协同管理方法处理智慧景区突发事件的流程示意图。

图5显示为本发明实施例公开的基于云服务平台的物联网协同管理系统的结构示意图。

元件标号说明

S11～S16 步骤

100 物联网

200 云服务平台

500 基于云服务平台的物联网协同管理系统

510 封装模块

520 调用分类模块

530 判断模块

540 管理模块

550 控制模块

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅附图，需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明的一种基于云服务平台的物联网协同管理方法和系统，为以智慧城市为代表的海、云协同需求，提供能够基于物联网内大量的物理设备及其对实时数据的采集能力实现云服务平台上感知能力综合管理以及服务快速部署的协同方法，使海端的物理设备能够灵活地为云服务平台的不同业务提供更为广泛有效的实时数据。

实施例1

本实施例提供了的一种基于云服务平台的物联网协同管理方法，其中，物联网包括多个物理设备，且物理设备可以为传感器、智能终端或视频数据采集设备等等。如图1所示，本实施例的协同管理方法包括：

步骤一S11，封装物联网内的每一个物理设备作为可调应的虚拟节点接入云服务平台：

物联网内的物理设备不一定是同一种类型，而且就算是同一种类型的设备，其型号也不一定是完全相同的，也就是说，物联网内的物理设备的通信协议和接口存在差异。那么要达到云服务平台和物联网的协同管理，势必要解决物联网内不同的物理设备之间的差异。在本实施例中，为了屏蔽底层物理设备在通信协议和接口等方面的差异以及不易于统一管理与调度的物理设备的位置等特性，封装物理网内每一个物理设备，并将封装的物理设备作为一个可调用的模块，即虚拟节点，接入云服务平台。封装时，对物理设备的协议和操作的二进制数据采用XML语言进行定义和描述。由于XML语言可以表达任何对象，且可以跨越不同的操作系统平台，那么将物理设备的协议和操作采用XML进行描述，实现了云服务平台统一对各种不同类型、不同型号的物理设备物理接口的基本操作和标准化通信协议。其中的基本操作包括命名、读取和控制参数等等。并且，为了区别物联网内的物理设备，其接入云服务平台的对应的虚拟节点都被按照统一的规则进行命名，命名后的虚拟节点被唯一地标识，也就是说，物联网内的每一个物理设备也被唯一地标识。

步骤二S12，云服务平台按照事件需求调用多个虚拟节点，并将调用的虚拟节点分类为事件虚拟节点、协同虚拟节点和管理虚拟节点。

本实施例是面向事件的服务要求的协同管理方法，因此，根据事件(包括由新业务组合用户提出的事件)的实际要求，云服务平台会选择调用对应的虚拟节点，即物联网内的物理设备。比如说，如果需要监控一定区域内火警，那么云服务平台就只需选择该区域内的视频摄像头、温度传感器和红外传感器等等对应的虚拟节点，而不需要考虑其他与火警无关的物理设备。

并且，在本实施例中，为了云服务平台处理的方便，将根据事件调用的虚拟节点分类为：事件虚拟节点、协同虚拟节点和管理虚拟节点。事件虚拟节点、协同虚拟节点和管理虚拟节点分别包括一个或多个虚拟节点，并且事件虚拟节点、协同虚拟节点和管理虚拟节点内包括的虚拟节点可能是重复的。事件虚拟节点用于判断是否触发事件，如果触发事件，则向云服务平台发出事件触发请求。事件触发节点汇聚其内部虚拟节点对应的物理设备采集的数据，然后将汇聚的采集数据与门限进行比较判断是否触发事件。协同虚拟节点是针对云服务平台针对事件而下达的任务，协同虚拟节点会将任务进行分解，并根据分解结果对其对应的虚拟节点(物理设备)发出相应的请求。管理虚拟节点则负责搜集其对应的虚拟节点(物理设备)的数据，并将数据按要求上传到上一级节点或云服务平台。通过这三类虚拟节点的组合，使新业务组合用户能够通过控制或管理虚拟节点，获取所组合的新业务运作所需的物理设备的服务能力。

步骤三S13，事件虚拟节点汇聚对应的物理设备采集的数据。

步骤四S14，比较事件虚拟节点汇聚的数据和门限：如果汇聚的数据小于门限，那么证明事件没有没触发，则重新返回步骤三S13，事件虚拟节点继续汇聚对应物理设备采集的数据；如果汇聚的数据大于等于门限，那么说明事件被触发，事件虚拟节点则向云服务平台发送事件触发请求，并跳转至步骤五S15。

其中，门限是用户根据事件的实际需要通过云服务平台而设定的。

步骤S15，云服务平台接收到事件触发请求后，由协同虚拟节点向对应的物理设备发送数据采集请求。

步骤S16，对应的物理设备依据数据请求，通过管理虚拟节点向云服务平台上传对应的物理设备采集到的数据，云服务平台以这些实时数据作为依据，对事件进行处理。

需要说明的是，上述方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本实施例将物联网内大量的物理设备分别被封装后虚拟化成为可调用的虚拟节点或虚拟节点群组，为事件或新业务的协同开发提供物理设备的服务能力，且物理设备由于被虚拟化为虚拟节点，所以虚拟节点(物理设备)在云服务平台内可以即插即用。如图2所示，物联网中有物理设备运营商部署的物理设备则被封装为虚拟节点；在事件或新业务的实际处理过程中，云服务平台的服务组合框架只需要对虚拟节点进行服务编排管理，即关注的仅仅是事件或新业务本身，不需要对实际的物理设备再进行直接管理；

实施例2

本实施例提供了一个智慧景区面向突发事件的信息处理发布业务组合的协同管理方法。目前国内许多景区正在加速信息化、智慧化过程，以吸引更多旅客、并优化景区的运营与管理。其中，出入口闸机电子票务传感器、视频监控摄像头、景区运营车辆传感器等物联网终端在部分景区得到部署，并配套相应的电子票务系统、安防系统、车辆运营系统等垂直式业务系统进行运营。

与此同时，为整合上述垂直业务系统，景区建设云服务平台，以综合景区信息资源并加以挖掘利用。在上述物联网业务系统与云服务平台的基础上，当景区出现新的业务需求时，即可借助本发明的基于云服务平台的物联网协同管理方法进行新业务组合。景区内已有的海端物理设备资源(物联网)与云服务模块资源如图3所示，海端物理设备资源包括出入口闸机传感器、视频监控摄像头、车载GPS传感器、信息发布LED屏幕和游客智能终端；云服务平台的资源模块包括：客流量分析模块、信息发布管理模块、车船调度算法和IT资源管理模块。

基于景区关于自动监测实时客流量并在客流量超过警戒线时实现信息的自动发布的需求：

首先封装出入口闸机传感器、视频监控摄像头、车载GPS传感器、游客智能终端的信息获取能力，并将这些信息获取服务能力作为虚拟节点放置于云服务平台，开放接口使其可以被其它服务模块调用。另外，分布在景区的信息分布LED屏幕对应的信息发布服务能力要求已经在云服务平台上对应服务模块，在业务组合时可直接调用云端服务模块。

其次，根据事件流程组合服务能力，将出入口闸机传感器、视频监控摄像头、车载GPS传感器对应的虚拟节点分类为：事件虚拟节点、协同虚拟节点和管理虚拟节点。其中，出入口闸机传感器对应的虚拟节点作为事件虚拟节点；出入口闸机传感器、视频监控摄像头、车载GPS传感器、游客智能终端对应的虚拟节点作为协同虚拟节点；出入口闸机传感器、视频监控摄像头、车载GPS传感器、游客智能终端对应的虚拟节点作为管理虚拟节点。

最后，将事件或设计新业务的流程包括事件触发、启动事件工作流引擎以及人工优化三个步骤。如图4所示。

事件触发：景区游客数量已经超过警戒线，根据出入口闸机传感器上汇聚的信息，事件虚拟节点触发景区客流量控制预案。

启动工作流引擎：1)云平台调度虚拟感知节点与备用IT资源，保证预案执行过程中的可用性。并通过分发服务器(Provisioning Server)分发命令。2)根据云服务平台业务模块下发的任务，由协同虚拟节点向对应的物理设备的下发数据采集要求，海端物理设备分别采集必要数据：a)摄像头：入口处、游客集散中心等关键地点的视频图像抓取；b)车辆GPS终端：集中采集目前正在运营状态车辆的相关状态信息；c)游客智能终端(手机、Pad等)：消息接收通道是否正常；等等。3)海端物理设备采集的原始数据通过管理虚拟节点将数据反馈至云服务平台进行数据处理与信息分析：a)云服务平台启动智能视频分析模块，实时反馈关键旅客集中区域的状态与流量；b)云平台启动车船调度算法，及时减少进出景区游客滞留；c)通过移动APP的游客信息发布服务以及短信通知等互补手段对游客集中地点和景区相关调度安排进行及时通知。

信息交互与方案调整：景区管理者通过交互界面查看相关信息与实时分析结果，并根据主观判断进行相关信息发送、车船调度、票务等方案的人工优化。

实施例3

本实施例公开了一种基于云服务平台的物联网协同管理系统500，如图5所示，包括封装模块510、调用分类模块520、判断模块530、管理模块540和控制模块550。其中

封装模块510用于封装物联网100的每一个物理设备，将封装后的物理设备作为可调用的虚拟节点，并将虚拟节点接入到云服务平台200；其中，虚拟节点按照一定的规则予以命名，使得每一个虚拟节点被唯一标识；

调用分类模块520用于按照事件或者新业务将物联网100内的物理设备对应的虚拟节点进行调用，并且将调用的虚拟节点分类为：事件虚拟节点、协同虚拟节点和管理虚拟节点。

判断模块530用于将事件虚拟节点汇聚的其对应的物理设备的采集数据与门限进行比较，以判断是否触发事件；只有当汇聚的采集数据大于等于门限时，事件虚拟节点发送事件触发请求。

管理模块540用于根据事件触发请求，管理云服务平台、协同虚拟节点和其对应的物理设备、管理虚拟节点和其对应的物理设备之间的数据交换。具体包括：云服务平台200由协同虚拟节点向对应的物理设备发送数据请求；对应的物理设备通过管理虚拟节点向云服务平台上传采集数据；所述云服务平台200根据上传数据进行处理的。

控制模块550用于控制封装模块510、调用分类模块520、判断模块530和管理模块540。

不难发现，本实施例为与第一实施例或者第二实施例相对应的系统实施例，本实施例可与第一实施例或者第二实施例互相配合实施。第一实施例或者第二实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在第一实施例或者第二实施例中。

综上所述，本发明的一种基于云服务平台的物联网协同管理方法和系统，屏蔽了底层物理设备的通信协议、接口等方面的差异性，减少了物联网物理设备的位置等特性对顶层业务的不利影响，使物理设备的信息采集能力成为一种可重复使用的、即插即用的服务能力，从而大幅降低海端物理设备的部署规模与复杂度，缩短基于物联网实时信息采集的新业务从设计到上线提供服务的周期长度，实现基于云服务平台与已有大量异构物理设备之间协同服务的新业务快速组合。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种基于云服务平台的物联网协同管理方法，其特征在于，包括：

步骤一，封装所述物联网的每一个物理设备并作为可调用的虚拟节点接入所述云服务平台；

步骤二，按照事件需求调用多个所述虚拟节点，并将调用的所述虚拟节点分类为事件虚拟节点、协同虚拟节点和管理虚拟节点；

步骤三，所述事件虚拟节点汇聚对应的物理设备采集的数据；

步骤四，比较所述事件虚拟节点汇聚的数据和门限：如果所述事件虚拟节点汇聚的数据小于所述门限，则跳转至步骤三；如果所述事件虚拟节点汇聚的数据大于等于所述门限，则向所述云服务平台发送事件触发请求，并跳转到步骤五；

步骤五，所述云服务平台由所述协同虚拟节点向对应的物理设备发送数据请求；

步骤六，对应的物理设备通过所述管理虚拟节点向所述云服务平台上传采集数据，所述云服务平台根据上传采集数据对所述事件进行处理。

2.根据权利要求1所述的基于云服务平台的物联网协同管理方法，其特征在于，所述步骤一封装每一个所述物理设备包括将所述物理设备的物理接口虚拟化。

3.根据权利要求1所述的基于云服务平台的物联网协同管理方法，其特征在于，所述虚拟节点通过命名被唯一地标识。

4.根据权利要求1所述的基于云服务平台的物联网协同管理方法，其特征在于，所述管理虚拟节点、所述事件虚拟节点和所述协同虚拟节点分别包括一个或多个所述虚拟节点。

5.根据权利要求1所述的基于云服务平台的物联网协同管理方法，其特征在于，所述门限是用户根据所述事件预先设置的。

6.根据权利要求1所述的基于云服务平台的物联网协同管理方法，其特征在于，所述步骤五包括：所述云服务平台向所述协同虚拟节点下达任务，所述协同虚拟节点分解所述任务，并根据分解结果向对应的所述物理设备发送数据采集请求。

7.根据权利要求1所述的基于云服务平台的物联网协同管理方法，其特征在于，所述物理设备包括物理传感器、智能终端或视频采集设备。

8.一种基于云服务平台的物联网协同管理系统，所述物联网包括多个物理设备，其特征在于，所述基于云服务平台的物联网协同管理系统包括封装模块、调用分类模块、判断模块、管理模块和控制模块；其中，

所述封装模块用于封装所述物联网内的每一个所述物理设备，将封装后的所述物理设备作为可调用的虚拟节点接入所述云服务平台；

所述调用分类模块用于按照事件调用多个所述虚拟节点；并将调用的多个所述虚拟节点分类为事件虚拟节点、协同虚拟节点和管理虚拟节点；

所述判断模块用于比较所述事件虚拟节点汇聚的采集数据和门限：当所述事件虚拟节点汇聚的数据大于等于所述门限时，所述事件虚拟节点向所述云服务平台发送事件触发请求；

所述管理模块用于根据所述事件触发请求，管理所述云服务平台、所述协同虚拟节点、所述管理虚拟节点和对应的物理设备之间的数据交换；

所述控制模块用于控制所述封装模块、所述调用分类模块、所述判断模块和所述管理模块。

9.根据权利要求8所述的基于云服务平台的物联网协同管理系统，其特征在于，所述封装模块将所述物理设备的物理接口虚拟化，且封装后的所述虚拟节点通过命名被唯一地标识。

10.根据权利要求8所述的基于云服务平台的物联网协同管理系统，其特征在于，所述管理模块管理所述云服务平台、所述协同虚拟节点、所述管理虚拟节点和对应的多个物理设备之间的数据交换处理包括管理所述云服务平台由所述协同虚拟节点向对应的物理设备发送数据请求；管理对应的物理设备通过所述管理虚拟节点向所述云服务平台上传采集的数据；管理所述云服务平台根据上传的数据进行处理的。