CN109104454A - 采用设备虚拟化技术构造的软件定义物联网的服务架构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了采用设备虚拟化技术构造的软件定义物联网的服务架构，包括；超融合云控物联网服务、设施设备管理代理服务和现有设备/设施设备管理系统三层架构，采用设备虚拟化技术构造的软件定义物联网的服务结构，其特征在于，包括；超融合云控物联网服务、设施设备管理代理服务和现有设备/设施设备管理系统三层架构，可同时接入数据和媒体终端设备，以及通过设备虚拟化设计接入现有设施设备管理系统。

Description

采用设备虚拟化技术构造的软件定义物联网的服务架构
技术领域
本发明涉及云控物联网平台服务(PaaS)的设计领域，具体涉及采用设备虚拟化技术构造的软件定义物联网的服务架构。
背景技术
目前，公知的物联网架构(以微软IoT Hub架构为代表)可接入数据终端设备，而媒体终端设备的海量接入技术主要应用于监控行业，通过对存储资源进行虚拟化的方式实现，提供媒体数据的网络存储及平台服务。
微软物联网参考架构由设备接入和数据分析处理两部分组成，其中物联网接入设备包括IP设备、现有物联网设备以及低功耗设备，IP设备可通过AMQP、MQTT、HTTPS协议直接接入物联网平台，现有物联网设备使用MQTT或自定义协议，需通过云中部署的物联网网关进行协议转换，统一使用AMQP协议接入物联网平台，低功耗设备需在本地建立物联网网关，本地物联网网关可直接使用AMQP协议接入物联网平台，也可通过云端部署的物联网网关进行协议转换后接入物联网平台。物联网接入通过平台中的IoT Hub服务实现，而数据分析处理均基于IoT Hub。
微软物联网参考架构可实现设备结构化数据的接入，但不能接入媒体数据等非结构化数据，并且不兼容已有设施设备管理系统，不可避免地产生系统重复建设、资源重复投资的情况。
而现有媒体终端设备的海量接入主要依靠对存储资源的虚拟化来实现，不具有完整的物联网架构设计。
在实际应用场景中，数据终端设备和媒体终端设备同时使用的场景不计其数，且已建系统中接入了大量的数据终端设备和媒体终端设备，但目前的物联网架构并未考虑到同时接入数据终端设备和媒体终端设备，且可重复利用现有终端设备的完整应用场景。
发明内容
为了解决上述不足的缺陷，本发明提供了采用设备虚拟化技术构造的软件定义物联网的服务架构，可以实现在云平台PaaS层部署物联网平台软件，可同时接入普通数据和媒体数据，以及支持接入现有物联网设备、非物联网设备和设施设备管理系统。
本发明提供了采用设备虚拟化技术构造的软件定义物联网的服务架构，包括如下内容：
包含一个超融合云控物联网平台服务，该平台服务包含一个或多个PaaS服务，用于支持物联网接入、远程设备管理、远程服务状态管理、数据存储和数据访问等服务功能，被部署在云平台中。
上述的服务结构，其中，物联网接入层服务，用于提供与设备、网关、以及现有设施设备管理系统代理服务的数据连接能力，支持物联网接入的多种标准协议或者自定义的非标准协议。
上述的服务结构，其中，现有设施设备管理系统，是指现有物联网系统，或接入了终端设备的一般软件系统，进一步，指现有具有数据或媒体终端设备接入能力的软件系统。
上述的服务结构，其中，数据终端设备是指具备感知、采集和传输结构化数据的终端设备，通常具有初步处理数据和控制终端行为的能力。
上述的服务结构，其中，媒体终端设备是指能够采集和处理图像、语音、文字、活动影像的终端设备。
上述的服务结构，其中，包含一个或多个现有设备或现有设施设备管理系统的代理服务，用于承载多个虚拟终端；
上述的服务结构，其中，代理服务是指独立的数据服务，或由现有设施设备管理系统提供数据接口或服务，作为端到云的中间服务，用于支持终端设备虚拟化；
上述的服务结构，其中，虚拟终端是指使用软件定义的方法，对现有终端或现有设施设备管理系统中接入的终端，实现终端虚拟化。进一步，使用软件来标识终端、连接终端、提供数据协议和适配程序以兼容不同厂商和型号的设备，以及使用软件来实现其他终端维护功能。
本发明具有以下优点：1、对公知物联网架构进行补充设计，增加了对现有设施设备管理系统接入的支持，提高资源复用率；2、对公知物联网架构进行补充设计，增加了对媒体终端设备的支持；3、通过物联网设备的虚拟化接入，由软件统一对资源进行管理和调度，提高了资源的使用效率；4、通过物联网设备的虚拟化接入，硬件不直接与业务发生关系，由软件定义的架构具有更好的扩展性和更高的灵活性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其组成、特征和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为本发明中采用设备虚拟化技术构造的软件定义物联网架构图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
参照图1所示，本发明提供了采用设备虚拟化技术构造的软件定义物联网的服务架构，包括以下内容；
超融合云控物联网平台服务、代理服务、数据/媒体终端设备三层架构；
其中，超融合云控物联网平台服务被部署在云平台PaaS层，包含设备身份识别、设备安全认证和连接、设备远程管理、数据传输、数据存储等公知物联网所具备的能力；
其中，超融合云控物联网平台服务中的物联网接入层服务可将以下设备或虚拟设备接入到平台服务中：IP设备、物联网网关、支持物联网通信协议的终端设备，以及通过代理服务接入现有数据和媒体终端设备或现有设施设备管理系统；
其中，代理服务分为两种，一种是独立运行的代理服务，可对接一个或多个设施设备管理系统，或通过代理服务直接连接现有设备；另一种是在现有设施设备管理系统基础上进行扩展，提供数据服务或接口来对接物联网接入层服务。
本发明设计在云平台PaaS层部署物联网平台服务，通过统一的物联网接入层来接入IP终端设备、物联网设备以及现有设施设备管理系统，通过使用代理服务对现有设备和设施设备管理系统所接入的设备进行软件定义，从而达到设备虚拟化的效果。
本发明一优选而非限制性的实施例中，现有设备是指已经投入使用的设施设备，包括已经具备物联网接入能力的设备(简称“物联网设备”)和不具备物联网接入能力的设备(需通过代理服务进行协议转换)。现有设施设备管理系统是指已经投入使用的具有设施设备管理能力(包括设备列表管理、设备数据采集、设备控制、设备数据分析处理等功能)的系统，包括现有监控系统、现有定位系统等终端后台系统。
本发明一优选而非限制性的实施例中，代理服务是指某种数据服务，被部署在本地或云端，对现有设备及设备管理的数据进行协议封装或转换，通过统一的数据协议，建立现有设施设备管理系统与物联网平台的数据连接。代理服务在本地部署可简化为现有设施设备管理系统的扩展组件或功能接口，即通过编程现有系统，以实现协议转换和终端设备数据传输。
本发明一优选而非限制性的实施例中，所包含的PaaS层服务有：物联网接入层服务、远程设备管理服务、设备状态管理服务、数据/媒体共享服务组件池、数据访问服务、数据存储服务、数据流服务、媒体流服务、媒体存储服务、控制指令服务、直播/点播分发服务，以及IoT平台服务接口。其中，物联网接入层服务：提供与设备、网关、以及现有设施设备管理代理系统的数据连接能力，支持物联网接入的多种标准协议或者自定义的非标准协议；远程设备管理服务：对接入平台的设备进行分组管理，可对设备进行远程控制、支持设备固件远程升级、设备故障远程识别以及部分设备故障的远程维修，该服务提供API或集成服务，在用户客户端或平台管理员界面，对物联网接入设备进行远程管理；设备状态管理服务：对设备的状态进行管理和维护，具有设备ID识别、注册、状态更新、注销等功能，并提供设备状态通知功能，以保证平台其他组件、用户客户端、其他设备能及时获取指定设备的最新状态。
本发明的设计架构与微软物联网参考架构相比，在物联网接入设计中，增加了对现有非物联网设备和现有设备设施管理系统接入的支持，提高资源复用率，同时增加了对流媒体的支持。
本发明的设计架构使用代理服务，通过软件定义的方式对终端设备进行虚拟化管理，通过统一的资源管理和调度，节约了成本，提高了效率；同时，使用软件定义，业务层不直接与设备关联，提高了设备应用的可扩展性，具备更高的灵活性。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.采用设备虚拟化技术构造的软件定义物联网的服务架构，其特征在于，包括；超融合云控物联网服务、设施设备管理代理服务和现有设备/设施设备管理系统三层架构。
2.如权利要求1所述的采用设备虚拟化技术构造的软件定义物联网的服务架构，其特征在于，所述超融合云控物联网服务，是部署在云平台PaaS层的关于物联网的服务集合，包括：物联网接入层服务、远程设备管理服务、设备状态管理服务、数据/媒体共享服务组件池、数据访问服务、数据存储服务、数据流服务、媒体流服务、媒体存储服务、控制指令服务、直播/点播分发服务，以及IoT平台服务接口，其中物联网接入层服务支持：提供与设备、网关、以及现有设施设备管理系统代理服务的数据连接能力，支持物联网接入的多种标准协议或者自定义的非标准协议。
3.如权利要求2所述的采用设备虚拟化技术构造的软件定义物联网的服务架构，其特征在于，支持同时接入媒体终端设备和数据终端设备，与目前公知的物联网架构相比，具有更加广阔的实际应用场景。
4.如权利要求3所述的采用设备虚拟化技术构造的软件定义物联网的服务架构，其特征在于，所述设施设备管理代理服务，是指部署在本地或云端，使用软件定义的方法，对现有设备及设施设备管理系统所接入的设备进行虚拟化管理，并通过标准协议接入物联网平台的的数据服务或接口。
5.如权利要求4所述的采用设备虚拟化技术构造的软件定义物联网的服务架构，其特征在于，所述设施设备管理代理服务中，设备虚拟化是指使用软件定义的方法，对现有终端或现有设施设备管理系统中接入的终端，实现终端虚拟化，通过使用软件来标识终端、连接终端、提供数据协议和适配程序以兼容不同厂商和型号的设备，以及使用软件来实现其他终端维护功能。
6.如权利要求5所述的采用设备虚拟化技术构造的软件定义物联网的服务架构，其特征在于，所述现有设施设备管理系统是指已投入使用的视频监控平台、车联网平台等媒体终端设备或数据终端设备的后台管理系统，以及通过代理服务对现有设施设备管理系统所接入的设备进行虚拟化管理，并接入物联网平台，可有效降低系统投入成本，提高资源使用效率。
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