CN108848025B - 数据处理方法、智能网关、物联网系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种对物联网设备进行注册的注册方法，其中，所述注册方法包括：将所述物联网设备发送的注册申请信息发送至云端服务器，所述注册申请信息包括所述物联网设备的属性信息；接收云端服务器发送的验证结果信息；当所述验证结果信息包括判定所述物联网设备通过验证的信息时，将所述物联网设备添加至边缘网络设备列表中，并存储所述属性信息，所述属性信息包括所述物联网设备的身份信息和所述物联网设备的数据处理方式。本发明还提供一种对已注册的物联网设备上传的封装数据进行处理的处理方法、一种智能网关和一种物联网系统。所述物联网系统中，物联网设备传输数据占用的网络资源小，可以提高传输效率。
Description
技术领域
本发明涉及物联网领域，具体地，涉及一种对物联网设备进行注册的注册方法、一种对已注册的物联网设备上传的封装数据进行处理的处理方法、一种智能网关和一种包括该智能网关的物联网系统。
背景技术
随着物联网技术的发展，已经出现了应用于物联网系统中的边缘网络。边缘网络中的物联网设备需要频繁的上传小数据包。例如，智能空调需要定时上报空调的开关状态、实时温度等。小数据包的信息量小，可能只有一两个字节。但是，在正常的通信模式中，终端设备需要将小量的信息在传输层、网络层、链路层、物联层进行层层封装，携带大量的网络开销字节，这就导致了小数据包的有效负载比例较小，而频繁的小信息量的数据交互也使得网络资源被严重浪费。
因此，如何提高网络资源的利用率成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对物联网设备进行注册的注册方法、一种对已注册的物联网设备上传的封装数据进行处理的处理方法、一种智能网关和一种包括该智能网关的物联网系统。本发明所提供的智能网关能够存储物联网设备对数据的处理方式，因此，物联网设备只需要采用简单的协议对原始数据进行封装，上传至所述智能网关后，由智能网关对数据进行补充，从而可以减少物联网设备传输的数据量，提高网络资源的利用率。
为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种对物联网设备进行注册的注册方法，其中，所述注册方法包括：
将所述物联网设备发送的注册申请信息发送至云端服务器，所述注册申请信息包括所述物联网设备的属性信息；
接收云端服务器发送的验证结果信息；
当所述验证结果信息包括判定所述物联网设备通过验证的信息时，将所述物联网设备添加至边缘网络设备列表中，并存储所述属性信息，所述属性信息包括所述物联网设备的身份信息和所述物联网设备的数据处理方式。
优选地，所述物联网设备的身份信息包括所述物联网设备的设备标识、所述物联网设备的MAC地址和传输数据所采用的传输层协议中的至少一者。
优选地，所述注册方法还包括将所述物联网设备添加至边缘网络设备列表中之后进行的：
向所述物联网设备发送注册成功的提示信息。
优选地，所述注册申请信息为采用五层协议封装的消息。
作为本发明的第二个方面，提供一种对已注册的物联网设备上传的封装数据进行处理的处理方法，其中，根据本发明所提供的上述注册方法对所述物联网设备进行注册，所述处理方法包括：
接收到所述物联网设备发送的封装数据后对所述封装数据进行解封，以获得所述物联网设备的身份信息；
根据解封获得的身份信息对所述边缘网络设备列表进行查找，以获得与解封获得的身份信息对应的物联网设备的数据处理方式；
根据所述物联网设备的身份信息对解封后的数据进行解析以获得所述物联网设备接收到的原始采集数据；
根据所述物联网设备的数据处理方式对所述原始采集数据进行处理。
作为本发明的第三个方面，提供一种智能网关，其中，所述智能网关包括：
通信模块，所述通信模块用于接收物联网设备发送的注册申请信息以及已经根据本发明所提供的上述注册方法注册至所述智能网关的物联网设备发送的封装数据，并且所述通信模块还用于将所述注册申请信息发送至云端服务器以及接收所述云端服务器发送的验证结果信息，所述注册申请信息包括所述物联网设备的属性信息；
存储模块，所述存储模块用于存储边缘网络设备列表，所述边缘网络设备列表中存储有已经注册的物联网设备的属性信息；
注册模块，所述注册模块用于在所述验证结果信息包括所述物联网设备通过验证的信息时，将所述物联网设备添加至边缘网络设备列表中，并控制所述存储模块存储所述属性信息
解封模块，所述解封模块用于在接收到封装数据后，对所述封装数据进行解封，以获取所述物联网设备的身份信息；
查找模块，所述查找模块用于对所述边缘网络设备列表进行查找，以获得与解封获得的身份信息对应的物联网设备的数据处理方式；
解析模块，所述解析模块用于根据所述物联网设备的身份信息对解封后的数据进行解析以获得所述物联网设备接收到的原始采集数据；和
数据补充模块，所述数据补充模块用于根据所述物联网设备的数据处理方式对所述原始采集数据进行处理。
优选地，所述注册模块还用于将所述物联网设备添加至边缘网络设备列表中之后生成表示注册成功的提示信息，所述通信模块用于将所述提示信息发送至相应的物联网设备。
作为本发明的第四个方面，提供一种物联网系统，所述物联网系统包括物联网设备、智能网关和云端服务器，其中，所述智能网关为本发明所提供的上述智能网关，
未经注册的所述物联网设备用于向所述智能网关发送注册申请信息，所述注册申请信息包括所述物联网设备的属性信息，注册成功的所述物联网设备用于向所述智能网关发送封装数据；
所述云端服务器能够根据所述物联网设备的属性信息验证所述物联网设备的合法性，并根据判断结果生成所述验证结果信息，并且所述云端服务器还能够将所述验证结果信息发送至所述智能网关。
优选地，所述物联网设备的身份信息包括所述物联网设备的设备标识、所述物联网设备的MAC地址和传输数据采用的传输层协议中的至少一者。
优选地，所述注册申请信息为采用五层协议封装的消息。
在本发明中，由智能网关执行所述注册方法。当所述物联网设备通过验证时，可以将物联网设备的属性信息存储在所述智能网关中。所述智能网关中还存储有与物联网设备的属性信息对应的信息处理模式。当将物联网设备的身份信息与相应的信息处理模式一一对应后，后续使用物联网设备采集数据后，只需要对采集到的原始数据进行简单的封装，上传至所述智能网关，有所述智能网关根据相应的处理模式对原始数据进行补足，再完成正常的消息传送和处理。
由于在注册过程中已经将所述物联网设备的数据处理方式存储在智能网关中，所述物联网设备向所述智能网关传输数据包时，无需对所述数据按照所述数据处理方式进行处理，从而可以获得有效载荷较高的、较小的数据包。在数据包较小的情况下，其传输所占用的网
络资源也较少，提高了网络资源的利用率。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明所提供的对物联网设备进行注册的注册方法的流程图；
图2是本发明所提供的对已注册的物联网设备上传的封装数据进行处理的处理方法；
图3是本发明所提供的物联网系统的模块示意图。
附图标记说明
310：通信模块 320：存储模块
330：注册模块 340：解封模块
350：查找模块 360：解析模块
370：数据补充模块 400：物联网设备
500：云端服务器
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
作为本发明的一个方面，提供一种对物联网设备进行注册的注册方法，其中，如图1所示，所述注册方法包括：
在步骤S110中，将物联网设备发送的注册申请信息发送至云端服务器，所述注册申请信息包括所述物联网设备的属性信息，所述物联网设备的属性信息包括所述物联网设备的身份信息和所述物联网设备对应的数据处理方式；
在步骤S120中，接收云端服务器发送的验证验证结果信息；
在步骤S130中，当所述验证结果信息包括判定所述物联网设备通过验证的信息时，将所述物联网设备添加至边缘网络设备列表中，并存储所述属性信息。
在本发明中，由智能网关执行所述注册方法。当所述物联网设备通过验证时，可以将物联网设备的属性信息存储在所述智能网关中。所述智能网关中还存储有与物联网设备的属性信息对应的信息处理模式。由于所述智能网关中已经存储了所述物联网设备的身份信息，因此，所述物联网设备发送的封装数据中，只需要进行简单的四层封装(即应用层封装、传输层封装、链路层封装和物理层封装)即可，不再需要进行网络层封装，接口将封装数据上传至所述智能网关。由所述智能网关根据与所述封装数据中携带的物联网设备的身份信息相应的处理模式对原始数据进行补足，再完成正常的消息传送和处理。
由此可知，所述物联网设备发送至智能网关的封装数据有效载荷较高的、较小的数据包。在数据包较小的情况下，其传输所占用的网络资源也较少，提高了网络资源的利用率。
在本发明中，对物联网设备的身份信息并没有特殊的要求，作为一种具体实施方式，所述身份信息包括所述物联网设备的设备标识、所述物联网设备的MAC地址和传输数据所采用的传输层协议中的至少一者。
在本发明中，所述传输层协议可以为UDP协议或者TCP协议。
作为一种优选实施方式，所述注册方法还包括在步骤S130之后进行的：
在步骤S140中，向所述物联网设备发送注册成功的提示信息。
在本发明中，对如何封装注册申请信息没有特殊的要求，例如，所述注册申请信息为采用五层协议封装的消息。即，所述注册申请信息为经过应用层、传输层、链路层、物理层和网络层五层封装的消息。
作为本发明的另一个方面，提供一种对已注册的物联网设备上传的封装数据进行处理的处理方法，其中，根据本发明注册方法对所述物联网设备进行注册，所述封装数据包括经过应用层、传输层、链路层和物理层四层封装的数据，如图2所示，所述处理方法包括：
在步骤S210中，接收到所述物联网设备发送的封装数据后对所述封装数据进行解封，以获得所述物联网设备的身份信息；
在步骤S220中，根据解封获得的身份信息对所述边缘网络设备列表进行查找，以获得与解封获得的身份信息对应的物联网设备的数据处理方式；
在步骤S230中，根据所述物联网设备的身份信息对解封后的数据进行解析以获得所述物联网设备接收到的原始采集数据；
在步骤S240中，根据所述物联网设备的数据处理方式对所述原始采集数据进行处理。
在本发明中，由所述智能网关执行本发明所提供的上述处理方法。由于物联网注册的过程中，已经将物联网设备的属性信息存储至所述智能网关中，因此，物联网设备发送的封装数据较小，并且有效载荷相对较大。在本发明所提供的处理方法中，可以利用智能网关对解析获得的原始数据进行处理，从而可以完成正常的数据传输。
在本发明中，对步骤S240并没有特殊的要求，例如，所述数据处理方式可以是对数据进行丢弃、计算或存储，然后转发至云端服务器或者其他节点。
如上文中所述，所述物联网设备的身份信息可以包括所述物联网设备的设备标识、所述物联网设备的MAC地址和传输所述属性信息采用的传输层协议，因此，在步骤S220中，可以根据所述物联网设备的MAC地址在所述边缘网络设备列表进行查找，寻找与所述MAC地址匹配的物联网设备以及相应的数据处理方式。
在步骤S210中，可以根据网络连接类型对所述封装数据进行链路层和物理层的解封。
在步骤S230中，可以根据物联网设备对应的传输层协议(例如，UDP协议、TCP协议等)对解封后的数据进行解析，以获得所述原始采集数据。
作为本发明的第三个方面，提供一种智能网关，其中，如图3所示，所述智能网关包括通信模块310、存储模块320、注册模块330、解封模块340、查找模块350、解析模块360和数据补充模块370。在本发明中，所述智能网关用于执行上述注册方法和上述处理方法。
具体地，通信模块310用于执行步骤S110、步骤S120以及步骤S210中的一部分，具体地，通信模块310用于将所述物联网设备发送的注册申请信息发送至云端服务器，所述注册申请信息包括所述物联网设备的属性信息，所述通信模块还用于接收云端服务器发送的回复信息，以及物联网设备发送的封装数据。
存储模块320用于存储边缘网络设备列表，其中，所述边缘网络设备列表中存储有已经注册的物联网设备的属性信息。
注册模块330用于执行步骤S130，具体地，注册模块330用于在所述回复信息包括判定所述物联网设备合法的验证通过信息和包括所述物联网设备的属性信息的注册申请信息时，将所述物联网设备添加至边缘网络设备列表中，并控制所述存储模块存储所述属性信息。
解封模块340用于执行步骤S210，具体地，解封模块S210用于在接收到封装数据后，对所述封装数据进行解封，以获取所述物联网设备的属性信息.
查找模块350用于执行步骤S220，具体地，查找模块350用于对所述边缘网络设备列表进行查找，以获得与解封获得的属性信息对应的物联网设备的数据处理方式。
解析模块360用于执行步骤S230，具体地，解析模块360用于根据所述物联网设备的身份信息对解封后的数据进行解析以获得所述物联网设备接收到的原始采集数据。
数据补充模块370用于执行步骤S240，具体地，数据补充模块370用于根据所述物联网设备的数据处理方式对所述原始采集数据进行处理。
所述智能网关用于执行本发明所提供的上述注册方法和处理方法，上文中已经对所述注册方法和所述处理方法的原理以及有益效果进行了详细的描述，这里不再赘述。
优选地，注册模块330还用于执行步骤S140，即，注册模块330还用于将所述物联网设备添加至边缘网络设备列表中之后生成表示注册成功的提示信息，所述通信模块用于将所述提示信息发送至相应的物联网设备。
作为本发明的第四个方面，提供一种物联网系统，如图3所示，所述物联网系统包括物联网设备400、智能网关和云端服务器500，其中，所述智能网关为本发明所提供的上述智能网关。
具体地，物联网设备包括数据采集模块、数据发送模块和封装模块。
所述数据采集模块用于采集数据，所述封装模块用于对采集的数据进行应用层、传输层、链路层和物理层四层封装，以获得封装数据。
未经注册的物联网设备400用于通过所述数据发送模块向所述智能网关发送注册申请信息，所述注册申请信息包括所述物联网设备的属性信息，注册成功的物联网设备400用于通过所述数据发送模块向所述智能网关发送封装数据。
所述云端服务器能够根据所述物联网设备的属性信息验证所述物联网设备的合法性，并根据判断结果生成所述验证结果信息。
由于注册成功的物联网设备400发送的封装数据只进行了简单的四层封装，因此，该封装数据中有效载荷比例较高，可以减小网络资源的占用。
在本发明中，对物联网设备400如何与所述智能网关通信并没有特殊的要求。例如，可以通过WIFI、蓝牙等方式与所述智能网关通信。所述智能网关可以根据网络连接的类型对封装数据进行链路层解封和物理层解封。
优选地，所述物联网设备的身份信息包括所述物联网设备的设备标识、所述物联网设备的MAC地址和传输数据采用的传输层协议中的至少一者。
优选地，所述注册申请信息为采用五层协议封装的消息。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种对已注册的物联网设备上传的封装数据进行处理的处理方法，其特征在于，对所述物联网设备进行注册，所述封装数据包括经过应用层、传输层、链路层和物理层四层封装的数据，所述处理方法包括：
接收到所述物联网设备发送的封装数据后对所述封装数据进行解封，以获得所述物联网设备的身份信息；
根据解封获得的身份信息对边缘网络设备列表进行查找，以获得与解封获得的身份信息对应的物联网设备的数据处理方式；
根据所述物联网设备的身份信息对解封后的数据进行解析以获得所述物联网设备接收到的原始采集数据；
根据所述物联网设备的数据处理方式对所述原始采集数据进行处理；
所述对所述物联网设备进行注册包括：
将所述物联网设备发送的注册申请信息发送至云端服务器，所述注册申请信息包括所述物联网设备的属性信息，所述物联网设备的属性信息包括所述物联网设备的身份信息和所述物联网设备对应的数据处理方式；
接收所述云端服务器发送的验证结果信息；
当所述验证结果信息包括判定所述物联网设备通过验证的信息时，将所述物联网设备添加至边缘网络设备列表中，并存储所述属性信息。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述物联网设备的身份信息包括所述物联网设备的设备标识、所述物联网设备的MAC地址和传输数据所采用的传输层协议中的至少一者。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述对所述物联网设备进行注册还包括将所述物联网设备添加至边缘网络设备列表中之后进行的：
向所述物联网设备发送注册成功的提示信息。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的处理方法，其特征在于，所述注册申请信息为采用五层协议封装的消息。
5.一种智能网关，其特征在于，所述智能网关包括：
通信模块，所述通信模块用于接收物联网设备发送的注册申请信息以及已经根据权利要求1至4中任意一项所述的处理方法中的对所述物联网设备进行注册的过程注册至所述智能网关的物联网设备发送的封装数据，并且所述通信模块还用于将所述注册申请信息发送至云端服务器以及接收所述云端服务器发送的验证结果信息，所述注册申请信息包括所述物联网设备的属性信息；
存储模块，所述存储模块用于存储边缘网络设备列表，所述边缘网络设备列表中存储有已经注册的物联网设备的属性信息；
注册模块，所述注册模块用于在所述验证结果信息包括所述物联网设备通过验证的信息时，将所述物联网设备添加至边缘网络设备列表中，并控制所述存储模块存储所述属性信息；
解封模块，所述解封模块用于在接收到封装数据后，对所述封装数据进行解封，以获取所述物联网设备的身份信息；
查找模块，所述查找模块用于对所述边缘网络设备列表进行查找，以获得与解封获得的身份信息对应的物联网设备的数据处理方式；
解析模块，所述解析模块用于根据所述物联网设备的身份信息对解封后的数据进行解析以获得所述物联网设备接收到的原始采集数据；和
数据补充模块，所述数据补充模块用于根据所述物联网设备的数据处理方式对所述原始采集数据进行处理。
6.根据权利要求5所述的智能网关，其特征在于，所述注册模块还用于将所述物联网设备添加至边缘网络设备列表中之后生成表示注册成功的提示信息，所述通信模块用于将所述提示信息发送至相应的物联网设备。
7.一种物联网系统，所述物联网系统包括物联网设备、智能网关和云端服务器，其特征在于，所述智能网关为权利要求5或6所述的智能网关，
所述物联网设备包括数据采集模块、数据发送模块和封装模块，所述数据采集模块用于采集数据，所述封装模块用于对采集的数据进行应用层、传输层、链路层和物理层四层封装以获得封装数据，未经注册的所述物联网设备用于通过所述数据发送模块向所述智能网关发送注册申请信息，所述注册申请信息包括所述物联网设备的属性信息，注册成功的所述物联网设备用于通过所述数据发送模块向所述智能网关发送封装数据；
所述云端服务器能够根据所述物联网设备的属性信息验证所述物联网设备的合法性，并根据判断结果生成所述验证结果信息，并且所述云端服务器还能够将所述验证结果信息发送至所述智能网关。
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