CN107070926A - 一种对电子设备进行统一操作的结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对电子设备进行统一操作的结构及方法，其实现过程为：由操作端根据需要统一执行的操作生成符合被操作的电子设备可以识别的消息包并进行加密；操作端将含有操作信息的消息包封装入物联网平台准许的MQTT消息中，并发布到物联网平台的相关主题中；被操作的电子设备通过订阅物联网平台的相关主题，获取主题中推送的消息包，由电子设备进行解析并执行消息包中的操作命令。本发明的一种对电子设备进行统一操作的结构及方法与现有技术相比，借助MQTT 框架，减少系统构架复杂度，缩短开发周期；使用消息PUSH 机制，降低服务器开销，节约带宽，节约终端耗电量；遥控功能方便扩展。
Description
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体地说是一种对电子设备进行统一操作的结构及方法。
背景技术
在现代智能工厂场景中，对大量设备进行统一实时管理是十分重要的功能。消息序列遥测传输（Message Queue Telemetry Transport，MQTT）服务提供了一个简单的、轻量级的消息发布订阅机制，在现有技术中，电子设备的消息订阅发布架构较为复杂，开发周期较长，同时消息发布时由于电子设备的数量较多，带宽和终端耗电量较大。因而，如果能够充分利用MQTT机制，通过这一机制进行通讯的物联网平台可以对大量（百万级）电子设备进行远程实时控制，并获取反馈信息，这一功能的实现，对未来智能工业的发展有很大意义。
基于此，本发明提供一种对电子设备进行统一操作的结构及方法。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种对电子设备进行统一操作的结构及方法。
一种对电子设备进行统一操作的结构，包括操作端、物联网平台及电子设备，其中，
操作端用于封装用户对电子设备的控制信息，并发送到物联网平台中；
物联网平台接收操作端发送的控制信息，并发送控制信息给电子设备；
电子设备订阅物联网平台上的相关主题，从物联网平台获取对应主题的消息包并解析执行，回馈执行信息给物联网平台。
所述物联网平台中配置有数据库服务器，该数据库服务器用于通过互联网平台获取控制信息中包含的操作数据和电子设备执行操作后的回馈信息。
所述操作端由控制终端、移动终端组成，控制终端提供用户交互界面，并根据用户操作生成控制电子设备的控制信息；移动终端获取控制终端的控制信息，并将其发送到物联网平台中。
所述操作端通过MQTT协议发送消息包给物联网平台，即：
控制终端根据需要统一执行的操作生成符合被操作的电子设备的控制消息；
控制终端根据预先保存的物联网平台密钥对所述控制消息进行加密；
控制终端将加密后的控制消息封装在MQTT消息中；
移动终端将包含有控制消息的MQTT 消息发送到物联网平台中，所述控制消息中携带消息相关主题的信息。
所述控制终端中配置有以下结构：
消息生成模块，用于根据用户操作生成遥控电子设备的控制消息；
加密模块，用于根据用户选择的物联网平台密钥对所述控制消息进行加密，这里使用的加密密钥可以独立于物联网平台使用的密钥；
封装模块，用于将加密后的控制消息封装在MQTT消息中；
发送模块，用于将包含有控制消息的MQTT 消息发送到基于MQTT通讯协议的物联网平台中，所述控制消息中携带消息相关主题的信息；
提取模块，用于从由被控制的电子设备所反馈的MQTT消息中提取出电子设备端发出的反馈信息；
解密模块，用于根据加密模块所述的用户选择的控制密钥对所述反馈信息进行解密；
判断模块，用于判断所述反馈信息是否为合法反馈信息；
消息处理模块，用于判断是否为合法反馈信息，如为合法消息则对所述反馈信息进行相应处理并显示。
所述物联网平台配置有以下结构：
接收模块，用于接收控制终端发出的控制消息的MQTT消息和被控制电子设备发送的反馈MQTT消息；
提取模块，用于提取控制终端发出的控制消息的MQTT消息中的操作信息和被控制电子设备发送的反馈MQTT消息中的反馈信息；
解密模块，用于通过密钥解析控制终端发出的控制消息的MQTT消息和被控制电子设备发送的反馈MQTT消息；
存储模块，用于存储控制终端发出的控制消息的MQTT消息中的操作信息和被控制电子设备发送的反馈MQTT消息中的反馈信息，以备检测、分析使用；
消息处理模块，用于判断信息是否为合法消息，若为非法消息，则发送反馈信息，若为合法信息，则进行发送操作；
生成模块，用于生成包含控制信息的MQTT消息；
加密模块，用于加密物联网平台生成的包含控制信息的MQTT信息，在对被控制的设备发送消息时使用的加密密钥可以独立于操作终端的加密密钥，在对控制终端发送消息时使用的加密密钥与控制终端发送消息时使用的密钥需匹配；
封装模块，用于将加密后的信息封装入MQTT消息中；
发送模块，用于将包含有消息的MQTT消息发送到相关主题中进行推送。
所述电子设备中配置以下结构：
接收模块，用于接收消息推送服务器推送的包含有移动终端发出的控制消息的MQTT消息；
提取模块，用于从所述MQTT 消息中提取出控制终端发出的控制消息；
解密模块，用于根据物联网密钥对所述控制消息进行解密；
判断模块，用于判断所述控制消息是否为合法控制命令；
消息处理模块，用于如果判断出是合法控制命令，则根据所述控制消息执行相应的操作；如果判断出不是合法控制命令，则丢弃所述控制命令。
生成模块，用于生成反馈消息；
加密模块，用于根据物联网密钥对所述反馈消息进行加密；
封装模块，用于将加密后的通知消息封装在MQTT 消息中；
发送模块，用于将包含有通知消息的MQTT 消息发送到物联网平台中，所述通知消息中携带有相关主题信息。
一种对电子设备进行统一操作的方法，其实现过程为：由操作端根据需要统一执行的操作生成符合被操作的电子设备可以识别的消息包并进行加密；操作端将含有操作信息的消息包封装入物联网平台准许的MQTT消息中，并发布到物联网平台的相关主题中；被操作的电子设备通过订阅物联网平台的相关主题，获取主题中推送的消息包，由电子设备进行解析并执行消息包中的操作命令。
所述操作端包括控制终端和移动终端，基于此，该方法包括以下步骤：
控制终端根据用户操作生成控制电子设备的控制消息；
控制终端根据预先保存的物联网平台密钥对所述控制消息进行加密；
控制终端将加密后的控制消息封装在MQTT消息中；
移动终端将包含有控制消息的MQTT 消息发送到物联网平台中，所述控制消息中携带消息相关主题的信息；
电子设备通过订阅物联网平台上的相关主题，由物联网平台获取订阅主题提供的消息包；
电子设备解析消息包并执行操作。
物联网平台中相关主题的消息包推送过程为：
物联网平台将接收的控制消息包解析并使用与设备对应的密钥进行再次加密；
物联网平台将接收的控制消息包解析后作为log进行存储，以备检测和分析；
物联网平台将接收的来自被遥控的电子设备的反馈数据进行解析并进行分析，将分析后的内容通过加密MQTT消息发送到控制终端以及订阅相关主题的终端；
订阅反馈信息的设备对获取的反馈信息进行解析并对其中的数据进行利用；
物联网平台将来自被遥控的电子设备的反馈信息进行存储，以备检测和分析。
本发明的一种对电子设备进行统一操作的结构及方法和现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的一种对电子设备进行统一操作的结构及方法，借助MQTT 框架，减少系统构架复杂度，缩短开发周期；使用消息PUSH 机制，降低服务器开销，节约带宽，节约终端耗电量；遥控功能方便扩展；通过物联网平台，可同时对大量设备进行实时统一操作，适用于智能工业生产等场景，实用性强，易于实现，适用范围广泛，具有很好的推广应用价值。
附图说明
附图1为本发明方法的实现流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
一种对电子设备进行统一操作的结构，包括操作端、物联网平台及电子设备，其中，
操作端用于封装用户对电子设备的控制信息，并发送到物联网平台中；
物联网平台接收操作端发送的控制信息，并发送控制信息给电子设备；
电子设备订阅物联网平台上的相关主题，从物联网平台获取对应主题的消息包并解析执行，回馈执行信息给物联网平台。
所述物联网平台中配置有数据库服务器，该数据库服务器用于通过互联网平台获取控制信息中包含的操作数据和电子设备执行操作后的回馈信息。
所述操作端由控制终端、移动终端组成，控制终端提供用户交互界面，并根据用户操作生成控制电子设备的控制信息；移动终端获取控制终端的控制信息，并将其发送到物联网平台中。
所述操作端通过MQTT协议发送消息包给物联网平台，即：
控制终端根据需要统一执行的操作生成符合被操作的电子设备的控制消息；
控制终端根据预先保存的物联网平台密钥对所述控制消息进行加密；
控制终端将加密后的控制消息封装在MQTT消息中；
移动终端将包含有控制消息的MQTT 消息发送到物联网平台中，所述控制消息中携带消息相关主题的信息。
所述控制终端中配置有以下结构：
消息生成模块，用于根据用户操作生成遥控电子设备的控制消息；
加密模块，用于根据用户选择的物联网平台密钥对所述控制消息进行加密，这里使用的加密密钥可以独立于物联网平台使用的密钥；
封装模块，用于将加密后的控制消息封装在MQTT消息中；
发送模块，用于将包含有控制消息的MQTT 消息发送到基于MQTT通讯协议的物联网平台中，所述控制消息中携带消息相关主题的信息；
提取模块，用于从由被控制的电子设备所反馈的MQTT消息中提取出电子设备端发出的反馈信息；
解密模块，用于根据加密模块所述的用户选择的控制密钥对所述反馈信息进行解密；
判断模块，用于判断所述反馈信息是否为合法反馈信息；
消息处理模块，用于判断是否为合法反馈信息，如为合法消息则对所述反馈信息进行相应处理并显示。
所述物联网平台配置有以下结构：
接收模块，用于接收控制终端发出的控制消息的MQTT消息和被控制电子设备发送的反馈MQTT消息；
提取模块，用于提取控制终端发出的控制消息的MQTT消息中的操作信息和被控制电子设备发送的反馈MQTT消息中的反馈信息；
解密模块，用于通过密钥解析控制终端发出的控制消息的MQTT消息和被控制电子设备发送的反馈MQTT消息；
存储模块，用于存储控制终端发出的控制消息的MQTT消息中的操作信息和被控制电子设备发送的反馈MQTT消息中的反馈信息，以备检测、分析使用；
消息处理模块，用于判断信息是否为合法消息，若为非法消息，则发送反馈信息，若为合法信息，则进行发送操作；
生成模块，用于生成包含控制信息的MQTT消息；
加密模块，用于加密物联网平台生成的包含控制信息的MQTT信息，在对被控制的设备发送消息时使用的加密密钥可以独立于操作终端的加密密钥，在对控制终端发送消息时使用的加密密钥与控制终端发送消息时使用的密钥需匹配；
封装模块，用于将加密后的信息封装入MQTT消息中；
发送模块，用于将包含有消息的MQTT消息发送到相关主题中进行推送。
所述电子设备中配置以下结构：
接收模块，用于接收消息推送服务器推送的包含有移动终端发出的控制消息的MQTT消息；
提取模块，用于从所述MQTT 消息中提取出控制终端发出的控制消息；
解密模块，用于根据物联网密钥对所述控制消息进行解密；
判断模块，用于判断所述控制消息是否为合法控制命令；
消息处理模块，用于如果判断出是合法控制命令，则根据所述控制消息执行相应的操作；如果判断出不是合法控制命令，则丢弃所述控制命令。
生成模块，用于生成反馈消息；
加密模块，用于根据物联网密钥对所述反馈消息进行加密；
封装模块，用于将加密后的通知消息封装在MQTT 消息中；
发送模块，用于将包含有通知消息的MQTT 消息发送到物联网平台中，所述通知消息中携带有相关主题信息。
如附图1所示，一种对电子设备进行统一操作的方法，其实现过程为：由操作端根据需要统一执行的操作生成符合被操作的电子设备可以识别的消息包并进行加密；操作端将含有操作信息的消息包封装入物联网平台准许的MQTT消息中，并发布到物联网平台的相关主题中；被操作的电子设备通过订阅物联网平台的相关主题，获取主题中推送的消息包，由电子设备进行解析并执行消息包中的操作命令。
所述操作端包括控制终端和移动终端，基于此，该方法包括以下步骤：
控制终端根据用户操作生成控制电子设备的控制消息；
控制终端根据预先保存的物联网平台密钥对所述控制消息进行加密；
控制终端将加密后的控制消息封装在MQTT消息中；
移动终端将包含有控制消息的MQTT 消息发送到物联网平台中，所述控制消息中携带消息相关主题的信息；
电子设备通过订阅物联网平台上的相关主题，由物联网平台获取订阅主题提供的消息包；
电子设备解析消息包并执行操作。
物联网平台中相关主题的消息包推送过程为：
物联网平台将接收的控制消息包解析并使用与设备对应的密钥进行再次加密；
物联网平台将接收的控制消息包解析后作为log进行存储，以备检测和分析；
物联网平台将接收的来自被遥控的电子设备的反馈数据进行解析并进行分析，将分析后的内容通过加密MQTT消息发送到控制终端以及订阅相关主题的终端；
订阅反馈信息的设备对获取的反馈信息进行解析并对其中的数据进行利用；
物联网平台将来自被遥控的电子设备的反馈信息进行存储，以备检测和分析。
实施例：在本发明实施例中，首先由用户通过控制终端进行决定需要进行的操作，并选择发送到一个或数个独立设备或某一类或几类设备或全部设备，并通过输入物联网平台进行认证的安保手段，将操作信息和被控制设备的识别数据进行加密并封入MQTT消息包，并发送至物联网平台。在链接物联网平台时，控制终端和用户的身份验证信息会首先发送给物联网平台进行存储，用于后续的操作和检测与记录等拓展性功能。
在物联网平台收取到由控制端发出的MQTT消息包时，首先会验证并记录控制终端和用户发送的验证信息，并通过验证信息对消息包进行解析，将解析完后的操作信息进行合法验证，若不合法则放弃该信息并向操作端发送反馈信息，若合法则将操作信息和对象信息存储为操作历史log，需要说明的是，这些数据也可以通过物联网平台上传到数据库服务器作为大数据的一部分，供其他功能使用。物联网平台将根据所述消息包中被控制的设备的识别数据将消息包重新加密并发布到被控制的设备所订阅的主题中。
通过订阅相关主题而收到带有识别数据和操作数据的消息包的电子设备将首先验证消息包的完整性，这里需要说明的是，接收数据包的设备为全部订阅了相关主题的设备，通过这一订阅发布机制，可以有效防止重复运算和无效运算，大幅减少消耗。若接收到的消息包不完整则放弃现有消息包并向物联网平台发送通讯失败的反馈信息，要求再次发送消息包。若消息包完整，则通过密钥对消息包进行解密。这里需要说明的是解密使用的密钥可以独立于控制端用于和物联网平台通讯的密钥。解密后，由被控制的设备对消息包进行是否合法的判断，若不合法则放弃该消息包并对物联网发出反馈信息，若合法则进行消息包中包含的操作指令并进行反馈。反馈信息包括但不限于指令完成是否成功，回传数据，回传数据流，回传文件，时间标识，设备标识等。反馈信息在通过如上所述密钥进行加密后通过MQTT通讯协议消息包上传至物联网平台。
物联网平台收到来自被控制设备的反馈数据后，在确定其完整性后进行解密并解析其中数据并进行记录，包括但不限于将数据上传到数据存储服务器中成为大数据的一部分提供给其他拓展性功能使用。物联网平台可以且不限于在一定程度上进行数据分析，并将分析后的数据通过MQTT主题进行发布。物联网平台将反馈信息通过密钥进行加密，需要说明的是，这里使用的密钥独立于其他密钥，凡有这一密钥的用户或终端都可以对物联网平台发布的数据进行读取，但没有权限进行其他操作。加密后，数据包将被发布到相关主题中。
操作终端通过订阅相关主题，由物联网平台获取设备反馈的数据包。操作终端将判断消息包的完整性，并通过上述密钥对消息包进行解密，并判断其中数据的合法性，若非法，则放弃该消息包并对物联网平台发送反馈信息，若合法，则根据其中的数据类型进行展示和保存，以便于其他功能拓展。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
Claims (10)
1.一种对电子设备进行统一操作的结构，其特征在于，包括操作端、物联网平台及电子设备，其中，
操作端用于封装用户对电子设备的控制信息，并发送到物联网平台中；
物联网平台接收操作端发送的控制信息，并发送控制信息给电子设备；
电子设备订阅物联网平台上的相关主题，从物联网平台获取对应主题的消息包并解析执行，回馈执行信息给物联网平台。
2.根据权利要求1所述的一种对电子设备进行统一操作的结构，其特征在于，所述物联网平台中配置有数据库服务器，该数据库服务器用于通过互联网平台获取控制信息中包含的操作数据和电子设备执行操作后的回馈信息。
3.根据权利要求1所述的一种对电子设备进行统一操作的结构，其特征在于，所述操作端由控制终端、移动终端组成，控制终端提供用户交互界面，并根据用户操作生成控制电子设备的控制信息；移动终端获取控制终端的控制信息，并将其发送到物联网平台中。
4.根据权利要求3所述的一种对电子设备进行统一操作的结构，其特征在于，所述操作端通过MQTT协议发送消息包给物联网平台，即：
控制终端根据需要统一执行的操作生成符合被操作的电子设备的控制消息；
控制终端根据预先保存的物联网平台密钥对所述控制消息进行加密；
控制终端将加密后的控制消息封装在MQTT消息中；
移动终端将包含有控制消息的MQTT 消息发送到物联网平台中，所述控制消息中携带消息相关主题的信息。
5.根据权利要求4所述的一种对电子设备进行统一操作的结构，其特征在于，所述控制终端中配置有以下结构：
消息生成模块，用于根据用户操作生成遥控电子设备的控制消息；
加密模块，用于根据用户选择的物联网平台密钥对所述控制消息进行加密，这里使用的加密密钥可以独立于物联网平台使用的密钥；
封装模块，用于将加密后的控制消息封装在MQTT消息中；
发送模块，用于将包含有控制消息的MQTT 消息发送到基于MQTT通讯协议的物联网平台中，所述控制消息中携带消息相关主题的信息；
提取模块，用于从由被控制的电子设备所反馈的MQTT消息中提取出电子设备端发出的反馈信息；
解密模块，用于根据加密模块所述的用户选择的控制密钥对所述反馈信息进行解密；
判断模块，用于判断所述反馈信息是否为合法反馈信息；
消息处理模块，用于判断是否为合法反馈信息，如为合法消息则对所述反馈信息进行相应处理并显示。
6.根据权利要求4所述的一种对电子设备进行统一操作的结构，其特征在于，所述物联网平台配置有以下结构：
接收模块，用于接收控制终端发出的控制消息的MQTT消息和被控制电子设备发送的反馈MQTT消息；
提取模块，用于提取控制终端发出的控制消息的MQTT消息中的操作信息和被控制电子设备发送的反馈MQTT消息中的反馈信息；
解密模块，用于通过密钥解析控制终端发出的控制消息的MQTT消息和被控制电子设备发送的反馈MQTT消息；
存储模块，用于存储控制终端发出的控制消息的MQTT消息中的操作信息和被控制电子设备发送的反馈MQTT消息中的反馈信息，以备检测、分析使用；
消息处理模块，用于判断信息是否为合法消息，若为非法消息，则发送反馈信息，若为合法信息，则进行发送操作；
生成模块，用于生成包含控制信息的MQTT消息；
加密模块，用于加密物联网平台生成的包含控制信息的MQTT信息，在对被控制的设备发送消息时使用的加密密钥可以独立于操作终端的加密密钥，在对控制终端发送消息时使用的加密密钥与控制终端发送消息时使用的密钥需匹配；
封装模块，用于将加密后的信息封装入MQTT消息中；
发送模块，用于将包含有消息的MQTT消息发送到相关主题中进行推送。
7.根据权利要求4所述的一种对电子设备进行统一操作的结构，其特征在于，所述电子设备中配置以下结构：
接收模块，用于接收消息推送服务器推送的包含有移动终端发出的控制消息的MQTT消息；
提取模块，用于从所述MQTT 消息中提取出控制终端发出的控制消息；
解密模块，用于根据物联网密钥对所述控制消息进行解密；
判断模块，用于判断所述控制消息是否为合法控制命令；
消息处理模块，用于如果判断出是合法控制命令，则根据所述控制消息执行相应的操作；如果判断出不是合法控制命令，则丢弃所述控制命令；
生成模块，用于生成反馈消息；
加密模块，用于根据物联网密钥对所述反馈消息进行加密；
封装模块，用于将加密后的通知消息封装在MQTT 消息中；
发送模块，用于将包含有通知消息的MQTT 消息发送到物联网平台中，所述通知消息中携带有相关主题信息。
8.一种对电子设备进行统一操作的方法，其特征在于，其实现过程为：由操作端根据需要统一执行的操作生成符合被操作的电子设备可以识别的消息包并进行加密；操作端将含有操作信息的消息包封装入物联网平台准许的MQTT消息中，并发布到物联网平台的相关主题中；被操作的电子设备通过订阅物联网平台的相关主题，获取主题中推送的消息包，由电子设备进行解析并执行消息包中的操作命令。
9.根据权利要求8所述的一种对电子设备进行统一操作的方法，其特征在于，所述操作端包括控制终端和移动终端，基于此，该方法包括以下步骤：
控制终端根据用户操作生成控制电子设备的控制消息；
控制终端根据预先保存的物联网平台密钥对所述控制消息进行加密；
控制终端将加密后的控制消息封装在MQTT消息中；
移动终端将包含有控制消息的MQTT 消息发送到物联网平台中，所述控制消息中携带消息相关主题的信息；
电子设备通过订阅物联网平台上的相关主题，由物联网平台获取订阅主题提供的消息包；
电子设备解析消息包并执行操作。
10.根据权利要求8所述的一种对电子设备进行统一操作的方法，其特征在于，物联网平台中相关主题的消息包推送过程为：
物联网平台将接收的控制消息包解析并使用与设备对应的密钥进行再次加密；
物联网平台将接收的控制消息包解析后作为log进行存储，以备检测和分析；
物联网平台将接收的来自被遥控的电子设备的反馈数据进行解析并进行分析，将分析后的内容通过加密MQTT消息发送到控制终端以及订阅相关主题的终端；
订阅反馈信息的设备对获取的反馈信息进行解析并对其中的数据进行利用；
物联网平台将来自被遥控的电子设备的反馈信息进行存储，以备检测和分析。
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| CN201710256535.9A CN107070926A (zh) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | 一种对电子设备进行统一操作的结构及方法 |
Publications (1)
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| CN201710256535.9A Pending CN107070926A (zh) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | 一种对电子设备进行统一操作的结构及方法 |
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