CN106060119A - 保留原始时间戳的数据汇聚封装系统及方法 - Google Patents

保留原始时间戳的数据汇聚封装系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种保留原始时间戳的数据汇聚封装系统及方法，包括多数个物联网设备通过云端平台与网管系统连接进行数据通信，其中，本发明通过将多数个物联网设备分别连接终端网关再连接至云端平台，以所述终端网关生成时间戳并插入物联网设备输出的原始数据信息中，经封装形成带有时间戳的数据信息，以传输至云端平台储存、解析获得原始数据信息及其对应的时间戳，解决了以往物联网设备输出数据不带有时间戳，导致与数据信息实际产生时刻存在偏差的技术问题，提高了数据信息发生时刻的准确度，并且不受传输途径、中间所经设备以及云端平台的任何影响的技术效果。

Description

保留原始时间戳的数据汇聚封装系统及方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体来说涉及一种保留原始时间戳的数据汇聚封装方法及系统。
背景技术
在传统通信行业中，很多通信数据信息的上传都会携带有时间戳(timestamp)信息，便于网管系统或监控软件(以下统称网管系统)统计分析、和监控。如图1所示，在数据信息数量庞大的情况下，网管系统10与多数个设备11、12之间的时间戳及数据信息生成方式，是由第一设备11、第二设备12或更多的设备输出的数据信息s11、s12分别带有时间戳t11、t12，前述带有时间戳的数据信息在上传的过程中可以经过汇聚网关13，对数据信息s11、s12进行必要的组织，例如将多个数据信息数据包合并成一个长数据包，封装形成数据信息s13(包括数据信息s11、s12及其对应的时间戳t11、t12)，所述网管系统10接收所述数据信息s13会保存每个数据信息及其对应的时间戳信息。其主要目的是可以降低后续设备的数据信息处理频率，并提高网络传输效率。
值得注意的是，物联网已在各种传统行业(非传统通信行业)中得到迅猛发展。物联网中所连接的设备的一些状态和属性也需要定期或不定期的上报。然而，传统行业没有如传统通信行业一样，有完善的网络通信协议和标准，包括对时间戳的生成和使用。因此，在很多情况下，物联网设备产生的状态/信息本身并不带有时间戳。
此外，物联网的另一个特点是连接的设备数量庞大；云端平台能提供海量储存能力，而被大量用于存放物联网设备的历史信息，并呈现在网管系统上。为了让网管系统得到物联网设备的数据信息的产生时刻，云服务可以对所接收到的数据信息提供时间戳生成功能。一般是按照云服务接收到该数据信息时的本地时间来生成时间戳。如果该数据信息是汇聚网关经过数据信息汇聚后产生的，则该数据信息内包含的每条独立数据信息所对应的时间戳彼此相等，都是基于云服务接收到该数据信息时的本地时间产生。
现有物联网的数据信息汇聚方式如图2所示，使第一物联网设备21、第二物联网设备或更多的物联网设备通过汇聚网关23、云端平台24与网管系统20连接通信；其中，第一物联网设备21与第二物联网设备22输出不带有时间戳的数据信息s21、s22至汇聚网关23，所述汇聚网关23接收后进行封装形成新的数据信息s23(包括数据信息s21、s22)并输出至云端平台24，所述云端平台24再依据其接收数据信息s23的时点生成时间戳t24再次封装形成数据信息s24输出至网管系统20。
由上可知，采用这种方式，数据信息的时间戳信息由云端平台产生和提供，与数据信息的实际产生时刻存在偏差，主要由网络传输时延、汇聚网关数据信息汇聚方式、汇聚网关处理时延等组成。而且随着网络负载的变化，以及云端平台处理负载、时延的变化，导致难以获得准确的时间戳。
发明内容
鉴于上述情况，本发明提供一种保留原始时间戳的数据汇聚封装系统及方法，通过将多数个物联网设备分别连接终端网关再连接至云端平台，以所述终端网关生成时间戳并插入物联网设备输出的原始数据信息中，经封装形成带有时间戳的数据信息，以传输至云端平台储存、解析获得原始数据信息及其对应的时间戳；解决了以往物联网设备输出数据不带有时间戳，导致与数据信息实际产生时刻存在偏差的技术问题，提高了数据信息发生时刻的准确度，并且不受传输途径、中间所经设备以及云端平台的任何影响。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种保留原始时间戳的数据汇聚封装系统，包括多数个物联网设备与云端平台、汇聚网关、网管系统或远端服务器连接进行数据通信；其中，各所述物联网设备连接一终端网关，所述终端网关用以接收所述物联网设备的原始数据信息，所述终端网关并用以生成及插入一时间戳至所述原始数据信息以封装形成一带有时间戳的数据信息，令所述物联网设备通过终端网关将所述带有时间戳的数据信息输出至所述云端平台、汇聚网关、网管系统或远端服务器进行数据通信；所述云端平台、汇聚网关、网管系统或远端服务器用以接收、储存及解析所述带有时间戳的数据信息，令所述云端平台解析所述带有时间戳的数据信息，以获得并保存所述原始数据信息及其对应的时间戳。
本发明的有益效果在于，本发明通过将物联网设备与终端网关连接，以在物联网设备输出原始数据信息时，由终端网关实时地生成准确的时间戳并与原始数据信息封装形成带有时间戳的数据信息后输出至云端平台、汇聚网关、网管系统或远端服务器，达到了提高数据信息发生时刻的准确度、可靠度，并且不受传输途径、中间所经设备或云服务的任何影响等技术效果。
本发明保留原始时间戳的数据汇聚封装系统的进一步改进在于，所述多数个物联网设备的终端网关通过所述汇聚网关与所述云端平台连接，所述汇聚网关用以接收所述终端网关输出的带有时间戳的数据信息，并进行数据信息汇聚封装以形成一数据包输出至所述云端平台；令所述云端平台接收、储存并解析所述数据包，以获得所述原始数据信息及其对应时间戳。
本发明保留原始时间戳的数据汇聚封装系统的进一步改进在于，所述多数个物联网设备的终端网关直接与所述云端平台连接，所述云端平台接收、储存并解析所述终端网关输出的带有时间戳的数据信息，以获得所述原始数据信息及其对应时间戳。
本发明保留原始时间戳的数据汇聚封装系统的进一步改进在于，所述多个物联网设备的终端网关直接连接远端服务器或者网管系统，所述远端服务器或网管系统接收、储存并解析所述终端网关输出的带有时间戳的数据信息，以获得所述原始数据信息及其对应时间戳。
本发明保留原始时间戳的数据汇聚封装系统的更进一步改进在于，所述汇聚网关通过集成于无线访问点设备(AP设备)内部或者作为独立设备与所述终端网关及云端平台连接。
本发明保留原始时间戳的数据汇聚封装系统的更进一步改进在于，所述终端网关通过集成于物联网设备内部或者作为独立设备与物联网设备连接。
本发明保留原始时间戳的数据汇聚封装系统的进一步改进在于，所述带有时间戳的数据信息由所述终端网关按照轻量级的机器到机器协议(LWM2M，Light Weight Machineto Machine)进行封装形成。
本发明保留原始时间戳的数据汇聚封装系统的进一步改进在于，所述汇聚网关通过传输控制协议(TCP，Transmission Control Protocol)连接将所述数据包输出至所述云端平台。
此外，本发明另提出了一种保留原始时间戳的数据汇聚封装方法，其为多数个物联网设备通过云端平台与网管系统连接进行数据通信；所述方法步骤包括：
所述多数个物联网设备个别连接一终端网关；
所述物联网设备生成不带有时间戳的原始数据信息，各物联网设备并输出所述原始数据信息至与其连接的终端网关；
各所述终端网关根据接收到所述原始数据信息的时刻生成一时间戳，并将所述原始数据信息及与其对应的时间戳封装形成一带有时间戳的数据信息；
所述多数个物联网设备分别通过与其连接的终端网关输出所述带有时间戳的数据信息，令多数个带有时间戳的数据信息汇聚输出至所述云端平台；
所述云端平台接收、储存并解析所述多数个带有时间戳的数据信息，以获得并保存所述原始数据信息及其对应的时间戳；
所述网管系统连接至所述云端平台，以获得所述原始数据信息及其对应的时间戳。
于本发明，前述保留原始时间戳的数据汇聚封装方法中，所述多数个物联网设备可以直接与网管系统连接进行数据通信，以令多数个带有时间戳的数据信息汇聚输出至所述网管系统；由所述网管系统接收、储存并解析所述多数个带有时间戳的数据信息，以获得并保存所述原始数据信息及其对应的时间戳。
较佳地，前述保留原始时间戳的数据汇聚封装方法中，所述多数个带有时间戳的数据信息是先汇聚至一汇聚网关，所述汇聚网关将所述多数个带有时间戳的数据信息封装形成一数据包；令所述云端平台接收、储存并解析所述数据包，以获得并保存所述原始数据信息及其对应的时间戳。
较佳地，前述保留原始时间戳的数据汇聚封装方法中，所述终端网关按照轻量级的机器到机器协议(LWM2M)对原始数据信息及其对应的时间戳进行封装，以形成所述带有时间戳的数据信息。
较佳地，前述保留原始时间戳的数据汇聚封装方法中，所述多数个带有时间戳的数据信息汇聚至所述汇聚网关；所述汇聚网关通过解析接收到的所述多个带有时间戳的数据信息，以获得所述原始数据信息及其对应的时间戳；所述汇聚网关依据各原始数据信息的对应时间戳进行封装，令带有相同时间戳的数据信息先合并形成带有相同时间戳的数据信息集合后，再将不同时间戳的数据信息集合通过传输控制协议(TCP)连接封装形成一TCP数据包，以输出至所述云端平台。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
(1)通过在物联网设备连接用以实时生成时间戳及信息封装的终端网关，解决了以往物联网设备输出数据不带有时间戳，导致与数据信息实际产生时刻存在偏差的技术问题，提高了数据信息发生时刻的准确度，并且不受传输途径、中间所经设备以及云端平台的任何影响。
(2)本发明通过在终端网关与云端平台之间设置汇聚网关，用以将来自不同终端网关的多个数据信息进行汇聚及封装后再上传至云端平台，具有提高封装效率的有益效果。
(3)本发明通过所述汇聚网关能进一步按照信息汇聚算法，将来自不同终端网关但具有相同时间戳的数据信息先合并为信息集合后，再将不同时间戳的信息集合封装形成数据包输出至云端平台，更有效地提高了信息封装效率。
附图说明
图1为传统通信行业的时间戳及数据生成方式示意图。
图2是现有的物联网数据汇聚方式示意图。
图3是本发明保留原始时间戳的数据汇聚方式第一实施例示意图。
图4是本发明保留原始时间戳的数据汇聚方式第二实施例示意图。
图5是本发明保留原始时间戳的数据汇聚方式第三实施例示意图。
附图标记与部件的对应关系如下：
具体实施方式
为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。
本发明保留原始时间戳的数据汇聚封装系统包括多数个物联网设备通过云端平台与网管系统连接进行数据通信，且所述物联网设备个别连接一终端网关，所述终端网关用以接收所述物联网设备的原始数据信息，所述终端网关并用以生成及插入一时间戳至所述原始数据信息以封装形成一带有时间戳的数据信息，令所述物联网设备通过终端网关将所述带有时间戳的数据信息输出至所述云端平台进行数据通信。
本发明保留原始时间戳的数据汇聚封装方法，是将多数个物联网设备个别连接一终端网关；所述物联网设备生成不带有时间戳的原始数据信息，各物联网设备并输出所述原始数据信息至与其连接的终端网关；各所述终端网关根据接收到所述原始数据信息的时刻生成一时间戳，并将所述原始数据信息及与其对应的时间戳封装形成一带有时间戳的数据信息；所述多数个物联网设备分别通过与其连接的终端网关输出所述带有时间戳的数据信息，令多数个带有时间戳的数据信息汇聚输出至所述云端平台；所述云端平台接收、储存并解析所述多数个带有时间戳的数据信息，以获得并保存所述原始数据信息及其对应的时间戳；所述网管系统连接至所述云端平台，以获得所述原始数据信息及其对应的时间戳。
其中，所述多数个物联网设备的终端网关可选地通过一汇聚网关与所述云端平台连接，令所述多数个带有时间戳的数据信息先汇聚至一汇聚网关，所述汇聚网关将所述多数个带有时间戳的数据信息封装形成一数据包以上传至云端平台。
进一步地，所述多数个带有时间戳的数据信息汇聚至所述汇聚网关后，由所述汇聚网关对接收到的多个带有时间戳的数据信息进行解析，从而获得所述原始数据信息及其对应的时间戳；所述汇聚网关依据各原始数据信息的对应时间戳进行封装，令带有相同时间戳的数据信息先合并形成带有相同时间戳的数据信息集合后，再将不同时间戳的数据信息集合通过传输控制协议(TCP)连接封装形成一TCP数据包，以输出至所述云端平台。
以下请参阅图3至图5，说明本发明提供一种保留原始时间戳的数据汇聚封装系统及方法的三个实施例。
如图3所示，显示本发明的第一实施例，其包括一第一物联网设备31连接一第一终端网关32、一第二物联网设备33连接一第二终端网关34、云端平台36及网管系统30。其中，所述第一物联网设备31输出一数据信息s31至所述第一终端网关32，所述第一终端网关32在收到数据信息s31时对应生成一时间戳t32，并进一步将所述数据信息s31及时间戳t32封装形成带有时间戳的数据信息s32，所述数据信息s32包括了原始的数据信息s31及其对应的时间戳t32。同样地，所述第二物联网设备33输出一数据信息s33至第二终端网关34，并由第二终端网关34生成了时间戳t34并将其与数据信息s33封装形成带有时间戳的数据信息s34，所述数据信息s34包括了原始的数据信息s33及其对应的时间戳t34。
所述数据信息s32、s34分别由第一终端网关32及第二终端网关34上传至云端平台36，所述云端平台36用以接收、储存及解析所述带有时间戳的数据信息s32、s34，令所述云端平台36解析所述带有时间戳的数据信息s32、s34，以获得并保存所述原始数据信息s31、s33及其对应的时间戳t32、t34。则所述网管系统30通过连接至所述云端平台36后，即可经由云端平台36输出的数据信息s36，获得准确可靠的原始数据信息s31、s33及其对应的时间戳t32、t34。
如图4所示，显示本发明的第二实施例，其主要是在图3第一实施例的物联网设备31、33与云端平台36之间增设一汇聚网关35。如图，由第一终端网关32、第二终端网关34分别封装输出的带有时间戳的数据信息s32、s34被上传汇聚至所述汇聚网关35，于此，所述汇聚网关35将所述带有时间戳的数据信息s32、s34封装形成一数据包s35，所述数据包s35包括了数据信息s32及s34所包括的原始数据信息及其对应时间戳信息；所述云端平台36用以接收、储存所述数据包s35，且所述云端平台36进一步解析所述数据包s35后，获得所述原始数据信息s31、s33及其对应的时间戳t32、t34进保存，则所述网管系统30通过连接至所述云端平台36后，即可经由云端平台36输出的数据信息s36，获得准确可靠的原始数据信息s31、s33及其对应的时间戳t32、t34。
于本发明中，所述终端网关较佳靠近物联网设备设置连接，以缩小终端网关接收数据信息的时刻与数据信息实际产生时刻的差距。是以，终端网关可做为独立设备与物联网设备邻近连接，更佳地是集成于物联网设备内部。
由图3、图4的实施例可知，本发明保留原始时间戳的数据汇聚封装系统及方法中，所述汇聚网关35是可以选择设置的。而当设有汇聚网关时，具有将来自物联网设备端的多数个带有时间戳的数据信息依照预设的数据信息汇聚算法进行封装后，再上传至云端平台，达到有效提高封装传输效率的有益效果。此外，于本发明中，所述汇聚网关可以通过集成于无线访问点设备(AP设备)内部或者作为独立设备与所述终端网关及云端平台连接。
如图5所示，显示本发明的第三实施例，说明本发明如何通过设置汇聚网关达到提高封装传输效率。于本实施例中，包括第一物联网设备41连接一第一终端网关42、第二物联网设备43连接一第二终端网关44、第三物联网设备45连接一第三终端网关46、汇聚网关47、云端平台48及网管系统40。与前述第一、第二实施例相同地，所述第一物联网设备41通过第一终端网关42输出了数据信息s42，所述第二物联网设备43通过第二终端网关44输出了数据信息s44，所述第三物联网设备45通过第三终端网关46输出了数据信息s46。
所述数据信息s42、s44、s46是由终端网关按照LWM2M协议(轻量级的机器到机器协议，Light Weight Machine to Machine)封装形成后输出至汇聚网关47；所述数据信息s42包括了数据信息s41及其对应时间戳Tx，所述数据信息s44包括了数据信息s43及其对应时间戳Tx，所述数据信息s46包括了数据信息s45及其对应时间戳Ty；于本实施例中，数据信息s42与s44包括了相同的时间戳Tx。因此，所述汇聚网关47接收到所述带有时间戳的数据信息s42、s44、s46后，先进行数据信息的解析，以获得所述原始数据信息s41、s43、s45及其对应的时间戳Tx、Ty；接着，所述汇聚网关47依据各原始数据信息s41、s43、s45的对应时间戳Tx、Ty进行封装，令带有相同时间戳的数据信息先合并形成带有相同时间戳的数据信息集合，例如同样带有时间戳Tx的数据信息s41、s43；再将不同时间戳的数据信息集合通过TCP(传输控制协议)连接封装，例如将带有时间戳Tx的数据信息s41、s43集合与带有时间戳Ty的数据信息s45集合进一步封装，最后形成一TCP数据包并输出至所述云端平台48。则所述网管系统40通过连接至所述云端平台48后，即可经由云端平台48输出的数据信息s48，获得准确可靠的原始数据信息s41、s43、s45及其对应的时间戳Tx、Ty。
综上所述，本发明通过在物联网设备连接用以实时生成时间戳及信息封装的终端网关，解决了以往物联网设备输出数据不带有时间戳，导致与数据信息实际产生时刻存在偏差的技术问题，提高了数据信息发生时刻的准确度，并且不受传输途径、中间所经设备以及云端平台的任何影响。且)本发明通过在终端网关与云端平台之间设置汇聚网关，用以将来自不同终端网关的多个数据信息进行汇聚及封装后再上传至云端平台，具有提高封装效率的有益效果。
以上结合附图及实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种保留原始时间戳的数据汇聚封装系统，其包括多数个物联网设备与云端平台、汇聚网关、网管系统或远端服务器连接进行数据通信；其特征在于：
各所述物联网设备连接一终端网关，所述终端网关用以接收所述物联网设备的原始数据信息，所述终端网关并用以生成及插入一时间戳至所述原始数据信息以封装形成一带有时间戳的数据信息，令所述物联网设备通过终端网关将所述带有时间戳的数据信息输出至所述云端平台、汇聚网关、网管系统或远端服务器进行数据通信；
所述云端平台、汇聚网关、网管系统或远端服务器用以接收、储存及解析所述带有时间戳的数据信息，令所述云端平台、汇聚网关、网管系统或远端服务器解析所述带有时间戳的数据信息，以获得并保存所述原始数据信息及其对应的时间戳。
2.根据权利要求1所述的保留原始时间戳的数据汇聚封装系统，其特征在于：
所述多数个物联网设备的终端网关通过所述汇聚网关与所述云端平台连接，所述汇聚网关用以接收所述终端网关输出的带有时间戳的数据信息，并进行数据信息汇聚封装以形成一数据包输出至所述云端平台；令所述云端平台接收、储存并解析所述数据包，以获得所述原始数据信息及其对应时间戳。
3.根据权利要求1所述的保留原始时间戳的数据汇聚封装系统，其特征在于：
所述多数个物联网设备的终端网关直接与所述云端平台连接，所述云端平台接收、储存并解析所述终端网关输出的带有时间戳的数据信息，以获得所述原始数据信息及其对应时间戳。
4.根据权利要求1所述的保留原始时间戳的数据汇聚封装系统，其特征在于：
所述多个物联网设备的终端网关直接连接远端服务器或者网管系统，所述远端服务器或网管系统接收、储存并解析所述终端网关输出的带有时间戳的数据信息，以获得所述原始数据信息及其对应时间戳。
5.根据权利要求1或2所述的保留原始时间戳的数据汇聚封装系统，其特征在于：
所述汇聚网关通过集成于无线访问点设备内部或者作为独立设备与所述终端网关及云端平台连接。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的保留原始时间戳的数据汇聚封装系统，其特征在于：
所述终端网关通过集成于物联网设备内部或者作为独立设备与物联网设备连接。
7.根据权利要求1所述的保留原始时间戳的数据汇聚封装系统，其特征在于：
所述带有时间戳的数据信息由所述终端网关按照轻量级的机器到机器协议进行封装形成。
8.根据权利要求2所述的保留原始时间戳的数据汇聚封装系统，其特征在于：
所述汇聚网关通过传输控制协议连接将所述数据包输出至所述云端平台。
9.一种保留原始时间戳的数据汇聚封装方法，其为多数个物联网设备通过云端平台与网管系统连接进行数据通信；其特征在于，所述方法包括：
所述多数个物联网设备个别连接一终端网关；
所述物联网设备生成不带有时间戳的原始数据信息，各物联网设备并输出所述原始数据信息至与其连接的终端网关；
各所述终端网关根据接收到所述原始数据信息的时刻生成一时间戳，并将所述原始数据信息及与其对应的时间戳封装形成一带有时间戳的数据信息；
所述多数个物联网设备分别通过与其连接的终端网关输出所述带有时间戳的数据信息，令多数个带有时间戳的数据信息汇聚输出至所述云端平台；
所述云端平台接收、储存并解析所述多数个带有时间戳的数据信息，以获得并保存所述原始数据信息及其对应的时间戳；
所述网管系统连接至所述云端平台，以获得所述原始数据信息及其对应的时间戳。
10.根据权利要求9所述的保留原始时间戳的数据汇聚封装方法，其特征在于：
所述多数个带有时间戳的数据信息先汇聚至一汇聚网关，所述汇聚网关将所述多数个带有时间戳的数据信息封装形成一数据包；令所述云端平台接收、储存并解析所述数据包，以获得并保存所述原始数据信息及其对应的时间戳。
11.根据权利要求10所述的保留原始时间戳的数据汇聚封装方法，其特征在于：
所述多数个带有时间戳的数据信息汇聚至所述汇聚网关；
所述汇聚网关通过解析接收到的所述多个带有时间戳的数据信息，以获得所述原始数据信息及其对应的时间戳；
所述汇聚网关依据各原始数据信息的对应时间戳进行封装，令带有相同时间戳的数据信息先合并形成带有相同时间戳的数据信息集合后，再将不同时间戳的数据信息集合通过传输控制协议连接封装形成一TCP数据包，以输出至所述云端平台。
12.一种保留原始时间戳的数据汇聚封装方法，其为多数个物联网设备直接与网管系统连接进行数据通信；其特征在于，所述方法包括：
所述多数个物联网设备个别连接一终端网关；
所述物联网设备生成不带有时间戳的原始数据信息，各物联网设备并输出所述原始数据信息至与其连接的终端网关；
各所述终端网关根据接收到所述原始数据信息的时刻生成一时间戳，并将所述原始数据信息及与其对应的时间戳封装形成一带有时间戳的数据信息；
所述多数个物联网设备分别通过与其连接的终端网关输出所述带有时间戳的数据信息，令多数个带有时间戳的数据信息汇聚输出至所述网管系统；
所述网管系统接收、储存并解析所述多数个带有时间戳的数据信息，以获得并保存所述原始数据信息及其对应的时间戳。
13.根据权利要求9或12所述的保留原始时间戳的数据汇聚封装方法，其特征在于：
所述终端网关按照轻量级的机器到机器协议对原始数据信息及其对应的时间戳进行封装，以形成所述带有时间戳的数据信息。
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