CN107864223A - 用于物联网设备终端与服务器之间的数据通信系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于物联网设备终端与服务器之间的数据通信系统，包括：物联网设备终端和服务器集群，所述服务器集群由服务器群组和工作站两大类组成，采用C/S架构；所述服务器群组包括前置反向代理服务器、数据库服务器和应用服务器。本发明还公开了用于物联网设备终端与服务器之间的数据通信系统的数据通信方法。本发明可以实现物联网设备终端与服务器集群的动态增配升级，另外物联网设备终端配置的服务器IP地址只需要配置前置反向代理服务器的IP地址即可，减轻了物联网设备终端配置的复杂度，方便服务器的扩容，拓宽了服务器群组的应用场景，让服务器搭建的通用型成为一种可能。

Description

用于物联网设备终端与服务器之间的数据通信系统及方法

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其是一种用于物联网设备终端与服务器之间的数据通信系统及方法。

背景技术

随着科学技术的发展和生产水平的提高，物联网愈加凸显出为工业企业创造巨大商机的能力，也因此越来越受到企业的重视。目前市场上的智能设备在各行各业几乎是百花齐放，能够掌握物联网行业的核心技术便能在未来的大发展中占有一定的主导地位。而物联网的信息交互在整个物联网发展的浪潮中也起到了扛大帆的作用。制造业正处于提升转型期，企业要实现由“制造”向“智造”的转型，如何实现工业的智能化，成为发展趋势。

传统的网络通讯接入过程中通过广播或者点对点的方式将信息传递给服务器，终端上配置服务器的主机IP，设备通电后将采集到的数据信息根据配置的IP通过网络通讯传递给对应的服务器。设备终端的信息收集只能依赖于配置的IP对应的服务器，服务器在接入终端数量上存在数量限制，无法满足大批量的设备接入，而一旦服务器出现异常则无法正常收集到设备上送的数据信息。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种能够有效解决服务器主站接入物联网设备终端数限制的瓶颈问题，实现大规模的物联网设备终端接入服务器主站的用于物联网设备终端与服务器之间的数据通信系统。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于物联网设备终端与服务器之间的数据通信系统，包括：

物联网设备终端，用于监控、控制、采集数据信息并将数据信息通过网络通信协议上传到服务器集群；

服务器集群，用于与物联网设备终端进行数据交互，实现对物联网设备终端所上传数据的存储、处理分析和展示；

所述服务器集群由服务器群组和工作站两大类组成，采用C/S架构；所述服务器群组包括：

前置反向代理服务器，接受网络通讯协议上送的连接请求，然后根据前置反向代理服务器配置的应用服务器的IP，将客户端请求均衡映射到应用服务器上；将结果返回给终端设备。

数据库服务器，作为物联网设备终端数据的持久化存储模块，为历史数据分析、统计、展示提供依据，由实时数据库和持久化数据组成；

应用服务器，完成数据的逻辑处理、数据格式化入库、数据的web页面展示，在处理客户端请求后，响应请求到前置反向代理服务器。

所述工作站提供展示物联网设备终端的监控数据的人机界面，通过显示器或者告警设备展示、通知操作人员。

所述物联网设备终端包括采集模块、电源模块、时钟模块、GPRS模块、微处理器模块和人机交互模块，所述采集模块的输出端与微处理器的第一输入端相连，所述时钟模块的输出端与微处理器的第二输入端相连，所述微处理器分别与GPRS模块和人机交互模块双向通讯，电源模块分别向采集模块、时钟模块、GPRS模块、微处理器模块和人机交互模块供电。

本发明的另一目的在于提供一种用于物联网设备终端与服务器之间的数据通信系统的数据通信方法，该方法包括下列顺序的步骤：

（1）搭建应用服务器及数据库服务器，并将应用服务器与数据库服务器关联；

（2）配置前置反向代理服务器，配置完成后启动前置反向代理服务器，将应用服务器下的各个应用程序的接口地址配置到前置反向代理服务器的映射配置文件中；

（3）在物联网设备终端上配置服务器的IP+端口，此IP+端口为前置反向代理服务器的IP+端口，物联网设备终端通电启动后主动向前置反向代理服务器发送登录帧，在建立通讯连接后物联网设备终端将收集到的信号通过GPRS模块将信息进行上传；

（4）前置反向代理服务器接收到物联网设备终端上传的报文信息后，依据负载均衡将报文信息分发给应用服务器，报文信息被应用服务器解析处理之后将相应信息反馈给前置反向代理服务器，前置反向代理服务器将应用服务器反馈的报文信息下发给物联网设备终端，从而与物联网设备终端实现信息交互。

由上述技术方案可知，本发明可以实现物联网设备终端与服务器集群的动态增配升级，另外物联网设备终端配置的服务器IP地址只需要配置前置反向代理服务器的IP地址即可，减轻了物联网设备终端配置的复杂度，方便服务器的扩容，拓宽了服务器群组的应用场景，让服务器搭建的通用型成为一种可能。

附图说明

图1是本发明的系统组成示意图；

图2是本发明中物联网设备终端的电路框图；

图3是本发明中服务器集群的组成示意图。

具体实施方式

如图1、3所示，一种用于物联网设备终端与服务器之间的数据通信系统，包括：

物联网设备终端1，用于监控、控制、采集数据信息并将数据信息通过网络通信协议上传到服务器集群2；

服务器集群2，用于与物联网设备终端1进行数据交互，实现对物联网设备终端1所上传数据的存储、处理分析和展示；服务器集群2设置固定的网络环境，可实现物联网设备终端1数据的监听、收集、遥控。

所述服务器集群2由服务器群组和工作站两大类组成，采用C/S架构；所述服务器群组包括：

前置反向代理服务器，接受网络通讯协议上送的连接请求，然后根据前置反向代理服务器配置的应用服务器的IP，将客户端请求均衡映射到应用服务器上；将结果返回给终端设备。

数据库服务器，作为物联网设备终端1数据的持久化存储模块，为历史数据分析、统计、展示提供依据，由实时数据库和持久化数据库组成；实时数据库可通过Redis、Memcached实现，持久化数据库可通过MySQL、Oracle实现。

应用服务器，完成数据的逻辑处理、数据格式化入库、数据的web页面展示，在处理客户端请求后，响应请求到前置反向代理服务器。

所述工作站提供展示物联网设备终端1的监控数据的人机界面，通过显示器或者告警设备展示、通知操作人员。

如图2所示，所述物联网设备终端1包括采集模块、电源模块、时钟模块、GPRS模块、微处理器模块和人机交互模块，所述采集模块的输出端与微处理器的第一输入端相连，所述时钟模块的输出端与微处理器的第二输入端相连，所述微处理器分别与GPRS模块和人机交互模块双向通讯，电源模块分别向采集模块、时钟模块、GPRS模块、微处理器模块和人机交互模块供电。微处理器通过自己设定的逻辑运算对需要采集的数据进行收集、物联网设备终端1配置需要上传数据的服务器IP，通过GPRS模块向前置反向代理服务器发送登录帧，前置反向代理服务器获取到登录帧后与物联网设备终端1建立通信。

物联网设备终端1将采集到的数据通过网络通信协议传送到服务器集群2，实现服务器集群2的数据汇集存储、信息监听、遥控下发等三遥功能。微处理器通过自己设定的逻辑运算对需要采集的数据进行收集、物联网设备终端1配置需要上传数据的服务器IP，通过GPRS模块向前置反向代理服务器发送登录帧，前置反向代理服务器获取到登录帧后与物联网设备终端1建立通信。所述人机交互模块包括按键和液晶显示屏，通过按键可设置设备的主、从工作模式，通过液晶屏可显示台区识别信息。所述应用服务器为进行数据业务逻辑处理的程序，能够完成数据的逻辑处理、数据格式化入库、数据的web页面展示，实现语言可为Java、C#、Scala、Ruby等。

本方法包括下列顺序的步骤：

（1）搭建应用服务器及数据库服务器，并将应用服务器与数据库服务器关联；应用服务器能够访问、操作数据库服务器上的数据库，两者可以在一台服务器上搭建也可以在不同的服务器上进行搭建，应用服务器上的应用程序可以集群化部署，数据库服务器可以实现双机热备；

（2）配置前置反向代理服务器，前置反向代理服务器可为Windows或Linux操作系统，前置反向代理服务器可安装Nginx、Apache、IIS中的一种来实现服务器的搭建，配置完成后启动前置反向代理服务器，将应用服务器下的各个应用程序的接口地址配置到前置反向代理服务器的映射配置文件中；

（3）首先将物联网设备终端1安装在需要监测的位置进行固定通电，在物联网设备终端1上配置服务器的IP+端口，此IP+端口为前置反向代理服务器的IP+端口，物联网设备终端1通电启动后主动向前置反向代理服务器发送登录帧，在建立通讯连接后物联网设备终端1将收集到的信号通过GPRS模块将信息进行上传；

（4）前置反向代理服务器接收到物联网设备终端1上传的报文信息后，依据负载均衡将报文信息分发给应用服务器，报文信息被应用服务器解析处理之后将相应信息反馈给前置反向代理服务器，前置反向代理服务器将应用服务器反馈的报文信息下发给物联网设备终端1，从而与物联网设备终端1实现信息交互。

随着物联网设备终端1的设备接入量的增加及应用服务器的运行状况，可通过增加新的应用服务器来分担其他应用服务器的压力，只需要将新增加的应用服务器的接口地址配置到前置反向代理服务器的地址映射配置文件中即可。通过上面步骤的配置可以实现物联网设备终端1与服务器集群2的动态增配升级，另外物联网设备终端1配置的服务器IP地址只需要配置反向代理服务器的IP地址即可，减轻了物联网设备终端1配置的复杂度。本发明方便了服务器的扩容，拓宽了服务器群组的应用场景，让服务器搭建的通用型成为一种可能。

综上所述，本发明能够实现大规模的物联网设备终端1接入服务器主站的能力，能够有效的解决服务器主站接入终端数限制的瓶颈问题。

Claims (4)

1.一种用于物联网设备终端与服务器之间的数据通信系统，包括：

物联网设备终端，用于监控、控制、采集数据信息并将数据信息通过网络通信协议上传到服务器集群；

服务器集群，用于与物联网设备终端进行数据交互，实现对物联网设备终端所上传数据的存储、处理分析和展示；

所述服务器集群由服务器群组和工作站两大类组成，采用C/S架构；所述服务器群组包括：

前置反向代理服务器，接受网络通讯协议上送的连接请求，然后根据前置反向代理服务器配置的应用服务器的IP，将客户端请求均衡映射到应用服务器上；将结果返回给终端设备；

数据库服务器，作为物联网设备终端数据的持久化存储模块，为历史数据分析、统计、展示提供依据，由实时数据库和持久化数据组成；

应用服务器，完成数据的逻辑处理、数据格式化入库、数据的web页面展示，在处理客户端请求后，响应请求到前置反向代理服务器。

2.根据权利要求1所述的用于物联网设备终端与服务器之间的数据通信系统，其特征在于：所述工作站提供展示物联网设备终端的监控数据的人机界面，通过显示器或者告警设备展示、通知操作人员。

3.根据权利要求1所述的用于物联网设备终端与服务器之间的数据通信系统，其特征在于：所述物联网设备终端包括采集模块、电源模块、时钟模块、GPRS模块、微处理器模块和人机交互模块，所述采集模块的输出端与微处理器的第一输入端相连，所述时钟模块的输出端与微处理器的第二输入端相连，所述微处理器分别与GPRS模块和人机交互模块双向通讯，电源模块分别向采集模块、时钟模块、GPRS模块、微处理器模块和人机交互模块供电。

4.一种如权利要求1至3中任一项所述的用于物联网设备终端与服务器之间的数据通信系统的数据通信方法，该方法包括下列顺序的步骤：

（1）搭建应用服务器及数据库服务器，并将应用服务器与数据库服务器关联；

（2）配置前置反向代理服务器，配置完成后启动前置反向代理服务器，将应用服务器下的各个应用程序的接口地址配置到前置反向代理服务器的映射配置文件中；

（3）在物联网设备终端上配置服务器的IP+端口，此IP+端口为前置反向代理服务器的IP+端口，物联网设备终端通电启动后主动向前置反向代理服务器发送登录帧，在建立通讯连接后物联网设备终端将收集到的信号通过GPRS模块将信息进行上传；

（4）前置反向代理服务器接收到物联网设备终端上传的报文信息后，依据负载均衡将报文信息分发给应用服务器，报文信息被应用服务器解析处理之后将相应信息反馈给前置反向代理服务器，前置反向代理服务器将应用服务器反馈的报文信息下发给物联网设备终端，从而与物联网设备终端实现信息交互。