CN106790588A - 一种基于云计算的物联网平台创建系统及其方法 - Google Patents

一种基于云计算的物联网平台创建系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种物联网平台创建系统，包括：物联网自创服务平台，其通过人机界面向用户提供物联网应用的创建服务；物联网云平台，用于对用户创建和发布的物联网应用进行验证、分析和下发执行；物联网云控网关，用于解析物联网应用以控制至少一个物联网终端进行本地实施所创建的物联网应用；其中，所述物联网自创服务平台连接到物联网云平台，所述物联网云平台连接到物联网云控网关，所述物联网云控网关和物联网终端分别配置有IoT通信机，用于通过IoT私有无线协议进行通信。此外，本发明还提供一种基于所述的物联网平台创建系统的方法。

Description

一种基于云计算的物联网平台创建系统及其方法
技术领域
本发明涉及物联网应用领域，尤其涉及一种基于云计算的物联网平台创建方法及系统。
背景技术
物联网作为未来信息网络领域发展的重要方向之一，已经在世界范围内受到了广泛关注。物联网被视为继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮，其在世界范围内已经受到了广泛重视。国内外企业、大学、科研机构及相关国际标准化组织已经发起了对于物联网相关问题的研究。美国在2009年提出了“智慧地球”的概念，以大力发展物联网这一新兴技术。欧盟在第七框架下“RFID和物联网研究项目簇”中也开始了对于物联网技术的研究。我国也已将“物联网”明确列入《国家中长期科学技术发展规划(2006-2020年)》和2050年国家产业路线图。物联网的推广将会成为推进我国经济发展的又一驱动器，对优化我国产业结构，推进各行业的经济增长有重大意义。
物联网平台是基于互联网或传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络平台，目前物联网技术在某些领域取得了突破性进展，各个厂家都开发出各自物联网设备的网络控制模块。由于这些物联网平台的信息处理以及信息存储能力存在限制，不足以有效处理海量物联网设备的复杂信息，且传统物联网平台创建过程复杂、稳定性差、响应迟缓。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种物联网平台创建系统及方法，用以实现有效、可靠的物联网平台的创建，解决了物联网平台创建过程复杂、稳定性差、响应迟缓以及海量物联网设备的复杂信息处理问题。
根据本发明的一个方面，提供一种物联网平台创建系统，包括：物联网自创服务平台，其通过人机界面向用户提供物联网应用的创建服务；物联网云平台，用于对用户创建和发布的物联网应用进行验证、分析和下发执行；物联网云控网关，用于解析物联网应用以控制至少一个物联网终端进行本地实施所创建的物联网应用；其中，所述物联网自创服务平台连接到物联网云平台，所述物联网云平台连接到物联网云控网关，所述物联网云控网关和物联网终端分别配置有IoT通信机，用于通过IoT私有无线协议进行通信。
进一步地，所述物联网自创服务平台被适配为：提供用于创建物联网应用的集成开发环境，开放控件部署，逻辑控制脚本接口；提供控件与物联网终端的绑定接口；提供物联网应用发布功能。进一步地，所述物联网自创服务平台被适配为，将创建的物联网应用生成至网页APP、智能移动通信终端APP或个人计算机应用程序，其中网页APP、智能移动通信终端APP或个人计算机应用程序通过互联网与物联网云平台实现交互和同步。
进一步地，所述物联网自创服务平台基于WEB终端、智能移动通信终端、个人计算设备或云计算设备运行。
进一步地，所述物联网云平台被适配为：为物联网应用、物联网云控网关、物联网终端、IoT通信机提供接入认证；为物联网应用的创建，提供控件与物联网终端绑定；为系统上层互联网通信提供转发功能；为物联网应用提供联动逻辑脚本下发接口到物联网云控网关；实现IoT通信机地址生成、远程烧录及地址数据管理；实现IoT通信机密钥生成、远程烧写或修改及密钥数据管理；管理发布完成的物联网应用；协助物联网云控网关为IoT通信机加密通信提供密钥协商。
进一步地，所述物联网云控网关被适配为：对物联网应用、物联网终端、IoT通信机提供本地接入认证；提供局域网通信转发功能；上位通信TCP/IP与下位通信IoT私有无线协议转换桥；接收并执行来自物联网应用的联动逻辑脚本，及单控、组控命令；接收来自物联网终端的命令数据，根据命令数据及内容分发给对应的物联网应用及物联网终端。
进一步地，所述物联网终端包括控制器，该控制器被适配为：发送传感器和/或执行器状态到物联网云控网关；以及接收来自物联网云控网关的命令以控制执行器动作。
根据本发明的另一方面，提供了一种基于所述的物联网平台创建系统的方法，包括以下步骤：
S1、物联网自创服务平台生成物联网应用，并在物联网云平台上进行应用注册；
S2、下载到用户端的物联网应用进行内外网接入方式判定，选择通过外网交互接入物联网云平台或通过内网交互接入物联网云控网关；
S3、物联网云控网关进行通过认证的客户机证书烧录，使客户获得对物联网云控网关的控制；
S4、IoT通信机进行通信地址、配对密钥的烧录。
进一步地，所述步骤S2包括：在创建物联网应用期间，对运行物联网自创服务平台的设备所处的网络状态进行判定，若该设备处于内网环境下则进行直接接入所述物联网云控网关的尝试，若该设备处于外网环境则进行接入所述物联网云平台的尝试。
进一步地，所述步骤S3包括：物联网云控网关烧录程序向物联网云平台请求证书；物联网云平台向证书服务器转发请求；物联网云平台收到审批证书后写入数据库，并返回到烧录程序；将证书烧录物联网云控网关嵌入式模块。
进一步地，所述步骤S4包括：IoT通信机烧录程序向物联网云平台申请地址及密钥；物联网云平台随机产生地址及密钥记入数据库并下发；将地址和密钥烧录到IoT通信机。
本发明的有益效果在于：以一套完整的方案解决了物联网平台创建过程复杂、稳定性差、响应迟缓以及海量物联网设备的复杂信息处理问题；而且基于WEB终端、智能移动通信终端、个人计算设备或云计算设备运行物联网的创建环境，灵活方便。
附图说明
图1是本发明一个实施例的物联网平台创建系统的架构图；
图2为应用本发明一个实施例的物联网平台创建系统的家庭温湿度监控物联网系统架构图；
图3为用户端物联网应用处于外网环境下应用本发明一个实施例创建的家庭温湿度监控物联网系统架构图；
图4为用户端物联网应用处于内网环境下应用本发明一个实施例创建的家庭温湿度监控物联网系统架构图；
图5为本发明一个实施例的物联网平台创建方法的流程示意图；
图6为该家庭温湿度监控应用的示例性屏幕截图；
图7为物联网云控网关的烧录流程的示意图；
图8为物联网云控网关的进一步烧录流程的示意图；
图9为修改所述配对密钥方式的流程示意图；
图10为根据本发明一个实施例的家庭温湿度监控应用创建流程示意图；
图11为根据本发明一个实施例的家庭温湿度监控物联网系统架构图；
图12为用于创建图11的物联网系统的人机交互界面。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是本发明一个实施例的物联网平台创建系统的架构图。如图1所示，该系统包括：物联网自创服务平台，其通过人机界面向用户提供物联网应用的创建服务；物联网云平台，用于对用户创建和发布的物联网应用进行验证、分析和下发执行；物联网云控网关，用于解析物联网应用以控制至少一个物联网终端进行本地实施所创建的物联网应用；其中，所述物联网自创服务平台连接到物联网云平台，所述物联网云平台连接到物联网云控网关，所述物联网云控网关和物联网终端分别配置有IoT通信机，用于通过IoT私有无线协议进行通信。
在下文中，以创建家庭温湿度监控物联网系统为例，对本发明实施例的物联网平台创建系统进行详细说明。图2为应用本发明一个实施例的物联网平台创建系统的家庭温湿度监控物联网系统架构图，如图2所示，当本发明的实施例为创建的家庭温湿度监控物联网系统时，物联网终端组为包含了温湿度传感器。
具体地，用户通过物联网自创服务平台所提供的物联网应用创建IDE，开放控件部署，逻辑控制脚本接口、控件与物联网终端的绑定接口创建家庭温湿度监控应用，并通过所述物联网自创服务平台提供的物联网应用发布功能将家庭温湿度监控应用发布至物联网云平台，用户可通过物联网云平台下载该家庭温湿度监控应用至智能手机等移动终端，该应用接入创建的家庭温湿度监控物联网系统，并且，通过该应用可以对通过绑定接口绑定的物联网终端进行控制。
图3为用户端物联网应用处于外网环境下应用本发明一个实施例创建的家庭温湿度监控物联网系统架构图，如图3所示，所述物联网应用处于外网环境下（如移动通信网络或互联网等），则通过物联网云平台进行接入，通过物联网云平台对该应用的操作进行认证，通过认证的用户端物联网应用可以经由物联网云控网关对包含了温湿度传感器的物联网终端进行控制。
图4为用户端物联网应用处于内网环境下应用本发明一个实施例创建的家庭温湿度监控物联网系统架构图，如图4所示，所述物联网应用处于内网环境下，直接接入物联网云控网关，无需通过物联网云平台的认证即可直接对包含了温湿度传感器的物联网终端进行控制。
物联网云平台被适配为：对物联网应用、物联网云控网关、物联网终端、IoT通信机提供接入认证；为物联网应用的创建，提供控件与物联网终端绑定；为系统上层互联网通信提供转发功能；为物联网应用提供联动逻辑脚本下发接口到物联网云控网关；实现IoT通信机地址生成、远程烧录及地址数据管理；实现IoT通信机密钥生成、远程烧写或修改及密钥数据管理；管理发布完成的物联网应用；协助物联网云控网关为IoT通信机加密通信提供密钥协商。
所述物联网云控网关被适配为：对物联网应用、物联网终端、IoT通信机提供本地接入认证；提供局域网通信转发功能；上位通信TCP/IP与下位通信IoT私有无线协议转换桥；接收并执行来自物联网应用的联动逻辑脚本，及单控、组控命令；接收来自物联网终端的命令数据，根据命令数据及内容分发给对应的物联网应用及物联网终端。
优选地，所述物联网自创服务平台基于WEB终端（或WEB APP）、智能移动通信终端、个人计算设备或云计算设备运行。
图5为本发明一个实施例的物联网平台创建方法的流程示意图。如图5所示，基于物联网平台创建系统的物联网平台创建方法包括以下步骤：
S1、物联网自创服务平台生成物联网应用，并在物联网云平台上进行应用注册；
具体地，包括:新建应用，即注册用户创立应用，赋予应用的名称，图标定制等工作；拖放设计显示、动作控件；拖放物联网控件；捆绑物联网控件，部署IoT物联网控件时，需要通过输入或者扫描物理的物联网组件的地址码，使手机上的IoT控件于物理组件捆绑；设置控件间联动关系，捆绑好的IoT物联网控件具有输入和输出接口，可以与可视、动作控件关联，亦可以在物联网控件之间关联；编写部分控件定制脚本，其支持编写简单的Js脚本，完成相对复杂的工作，如把大房间的温湿度传感器值平均化；在物联网云平台上进行应用的注册以及发布。
S2、下载到用户端的物联网应用进行内外网接入方式判定，选择通过外网交互接入物联网云平台或通过内网交互接入物联网云控网关。在创建物联网应用的测试过程或者运行创建的物联网应用时，可以对运行物联网自创服务平台的设备所处的网络状态进行判定：若该设备处于内网环境下则进行直接接入所述物联网云控网关的尝试，若该设备处于外网环境则进行接入所述物联网云平台的尝试。即是说，物联网自创服务平台可以根据网络情况，在局域网内或者靠近物联网云控网关时，可以直接通过内外进行联动测试和运行创建的物联网应用，以提高速度和响应；在远程创建物联网应用时，可以通过互联网接入（比如是运行在云计算服务器中的）物联网云平台，从而远程同步处理物联网应用创建和运行，这样可以不受地域限制。
S3、物联网云控网关进行通过认证的客户机证书烧录，使客户获得对物联网云控网关的控制。如图7所示，该步骤优选地进一步包括：物联网云控网关烧录程序向物联网云平台请求证书；物联网云平台向证书服务器转发请求；物联网云平台收到审批证书后写入数据库，并返回到烧录程序；将证书烧录物联网云控网关嵌入式模块。如图8所示，该步骤优选地进一步包括：IoT通信机烧录程序向物联网云平台申请地址及密钥；物联网云平台随机产生地址及密钥记入数据库并下发；将地址和密钥烧录到IoT通信机。
S4、IoT通信机进行通信地址、配对密钥的烧录。如图9所示，其中修改所述配对密钥方式包括：控制端发起修改命令到物联网云平台；物联网云平台随机产生新密钥；物联网云平台将新密钥记入数据库并下发到物联网云控网关；物联网云控网关发送远程修改密钥烧录命令到IoT通信机；IoT通信机修改密钥。
上文所述的物联网应用是由用户根据IoT传感器的状态反馈，然后设置一定的逻辑来通过IoT控制器触发目标终端执行给定的动作，其中，接收来自IoT传感器及控制机的状态，通过命令对IoT传感器及控制器进行控制，还可以为用户提供IoT状态如显示、声、光、震动的表现。
下面以一个实例来描述本发明的方案。以家庭温湿度监控物联网系统的创建为例。图10所示为家庭温湿度监控应用创建流程，包括：创立名为家庭温湿度监控的项目；建立5个房间的页面，每个页面标题输入房间名称；在每个页面拖放一个名为温度的标签，温度显示条，一个湿度标签，一个湿度显示条；在每个页面拖放一个温湿度传感器（客厅2个），并输入对应房间部署好的传感器终端地址；设置每个页面的传感器控件，输出到对应的温湿度显示框；编写客厅温湿度显示框脚本，发布、下载、运行应用。家庭温湿度监控应用的示例性屏幕截图如图6所示。
然后，通过物联网自创服务平台中的图元控件，建立如图11所示的物联网系统架构。用户可以通过双击每个图元控件（比如温度传感器、电器的图标），然后切换到图12的界面进行编程和参数设置。在物联网自创服务平台都对每个物联网终端传感器、控制器、执行器等封装了功能，还封装了条件、循环、选择等逻辑元件，因此用户只需拖动相应的图形化元件到编辑区，通过连线和设置参数和功能，就可以生成所需的联动程序。比如可以如图12设置房间内的联动程序，监控房间温度，如果超过预设温度T时，则同时执行动作1（关窗）和动作2（打开空调制冷）；然后在启动动作2一段时间后的监控房间湿度，如果低于H值则执行动作3（打开加湿器）。用户还可以分别设置图12所示的其它区域的联动程序。当完成创建所述物联网系统后，物联网自创服务平台将所创建的系统得应用包发布到物联云平台，或者可以进行内网交互，实施上述实施例所述的证书验证、烧录等工作。
在优选的实施例中，物联云平台是基于云计算服务器来进行分析和同步。运用云计算模式，使物联网中数以兆计的各类物品的实时动态管理，智能分析变得可能。物联网通过将射频识别技术、传感器技术、纳米技术等新技术充分运用在各行各业之中，将各种物体充分连接，并通过无线等网络将采集到的各种实时动态信息送达计算处理中心，进行汇总、分析和处理。同样地，云计算服务器也为创建物联网系统应用提供数据同步功能，使得用户在其中一个终端中配置的物联网应用可以同步配置到云计算的其它终端进行同步和交互。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应该以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种物联网平台创建系统，其特征在于，包括：
物联网自创服务平台，其通过人机界面向用户提供物联网应用的创建服务；
物联网云平台，用于对用户创建和发布的物联网应用进行验证、分析和下发执行；
物联网云控网关，用于解析物联网应用以控制至少一个物联网终端进行本地实施所创建的物联网应用；
其中，所述物联网自创服务平台连接到物联网云平台，所述物联网云平台连接到物联网云控网关，所述物联网云控网关和物联网终端分别配置有IoT通信机，用于通过IoT私有无线协议进行通信。
2.根据权利要求1所述的物联网平台创建系统，其特征在于，所述物联网自创服务平台被适配为：
提供用于创建物联网应用的集成开发环境，开放控件部署，逻辑控制脚本接口；提供控件与物联网终端的绑定接口；提供物联网应用发布功能。
3.根据权利要求1或2所述的物联网平台创建系统，其特征在于，所述物联网自创服务平台被适配为，将创建的物联网应用生成至网页APP、智能移动通信终端APP或个人计算机应用程序，其中网页APP、智能移动通信终端APP或个人计算机应用程序通过互联网与物联网云平台实现交互和同步。
4.根据权利要求1或2所述的物联网平台创建系统，其特征在于，所述物联网自创服务平台基于WEB终端、智能移动通信终端、个人计算设备或云计算设备运行。
5.根据权利要求1所述的物联网平台创建系统，其特征在于，物联网云平台被适配为：
为物联网应用、物联网云控网关、物联网终端、IoT通信机提供接入认证；
为物联网应用的创建，提供控件与物联网终端绑定；
为系统上层互联网通信提供转发功能；
为物联网应用提供联动逻辑脚本下发接口到物联网云控网关；
实现IoT通信机地址生成、远程烧录及地址数据管理；
实现IoT通信机密钥生成、远程烧写或修改及密钥数据管理；
管理发布完成的物联网应用；
协助物联网云控网关为IoT通信机加密通信提供密钥协商。
6.根据权利要求1所述的物联网平台创建系统，其特征在于：
所述物联网云控网关被适配为：对物联网应用、物联网终端、IoT通信机提供本地接入认证；提供局域网通信转发功能；上位通信TCP/IP与下位通信IoT私有无线协议转换桥；接收并执行来自物联网应用的联动逻辑脚本，及单控、组控命令；接收来自物联网终端的命令数据，根据命令数据及内容分发给对应的物联网应用及物联网终端；
所述物联网终端包括控制器，该控制器被适配为：发送传感器和/或执行器状态到物联网云控网关；以及接收来自物联网云控网关的命令以控制执行器动作。
7.一种基于如权利要求1-6中任一项所述的物联网平台创建系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、物联网自创服务平台生成物联网应用，并在物联网云平台上进行应用注册；
S2、下载到用户端的物联网应用进行内外网接入方式判定，选择通过外网交互接入物联网云平台或通过内网交互接入物联网云控网关；
S3、物联网云控网关进行通过认证的客户机证书烧录，使客户获得对物联网云控网关的控制；
S4、IoT通信机进行通信地址、配对密钥的烧录。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
在创建物联网应用或运行创建的物联网应用时，对运行物联网自创服务平台的设备所处的网络状态进行判定，若该设备处于内网环境下则进行直接接入所述物联网云控网关的尝试，若该设备处于外网环境则进行接入所述物联网云平台的尝试。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
物联网云控网关烧录程序向物联网云平台请求证书；
物联网云平台向证书服务器转发请求；
物联网云平台收到审批证书后写入数据库，并返回到烧录程序；
将证书烧录物联网云控网关嵌入式模块。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
IoT通信机烧录程序向物联网云平台申请地址及密钥；
物联网云平台随机产生地址及密钥记入数据库并下发；
将地址和密钥烧录到IoT通信机。
CN201611237975.1A 2016-12-28 2016-12-28 一种基于云计算的物联网平台创建系统及其方法 Pending CN106790588A (zh)

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