CN110430180A - 一种基于热插拔的物联网平台及实现方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于热插拔的物联网平台及实现方法，所述平台包括：感知层，由通过一定方式连接物联网的设备组成；数据采集层，用于从所述设备采集数据以及上层命令下发，通过设备插件的方式进行数据传输处理；逻辑业务层，用于根据传输处理的数据对设备插件进行管理，对接入物联网的设备进行权限控制，并分发执行任务，推送设备消息。本发明的优点是：实现简单，解决了现有物理网的局限性和不稳定性，对于市面上不同厂商生产的不同协议的设备都能接入物联网平台，而且还具有高扩展性，对于每一种新协议的设备，只需为他们编写特定的设备插件即可。而平台又是基于热插拔式的，所以在平台的运行过程中能随时为设备更改插件，提高了平台的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于热插拔的物联网平台及实现方法。
背景技术
设备的生产厂家都会开发关于对自己生产设备的平台，设备厂家平台提供对外的接口，使得可以调用这些接口获得设备的信息、获得设备的数据、获得设备的状态、控制设备的操作。每个厂家提供对外的接口在物联网进行配置，在需要的对设备进行访问时，根据预先写好的接口配置文件，调用其中的某个厂家对外提供的接口，达到对设备访问的目的。
这种物联网平台是基于配置式的接口调用，必须预先在平台上配置好到设备的厂家所提供的接口。当有新设备的设备需要接入时，需要新设备厂家有自己的对外部调用的接口，否则不能接入，这就使得使用的设备存在局限性。而且当新设备接入时还需要把物联网平台关闭之后再重新启动，这就存在物联网平台的不稳定性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于热插拔的物联网平台，其解决了现有物联网的局限性和不稳定性的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术本发明为：一种基于热插拔的物联网平台，其特征在于，包括：感知层，由通过一定方式连接物联网的设备组成；数据采集层，用于从所述设备采集数据以及上层命令下发，通过设备插件的方式进行数据传输处理；逻辑业务层，用于根据传输处理的数据对设备插件进行管理，对接入物联网的设备进行权限控制，并分发执行任务，推送设备消息。
本发明的另一目的在于提供一种基于热插拔的物联网平台的实现方法，其特征在于，包括：
由通过一定方式连接物联网的设备组成感知层；
数据采集层从所述设备采集数据以及上层命令下发，通过设备插件的方式进行数据传输处理；
逻辑业务层根据传输处理的数据对设备插件进行管理，对接入物联网的设备进行权限控制，并分发执行任务，推送设备消息。
本发明的有益效果为：
实现简单，包括：感知层，由通过一定方式连接物联网的设备组成；数据采集层，用于从所述设备采集数据以及上层命令下发，通过设备插件的方式进行数据传输处理；逻辑业务层，用于根据传输处理的数据对设备插件进行管理，对接入物联网的设备进行权限控制，并分发执行任务，推送设备消息。解决了现有物理网的局限性和不稳定性，对于市面上不同厂商生产的不同协议的设备都能接入物联网平台，而且还具有高扩展性，对于每一种新协议的设备，只需要为他们编写特定的设备驱动(即插件)即可。而平台又是基于热插拔式的，所以在平台的运行过程中能随时为设备更改驱动(即插件)，所以提高了平台的稳定性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本发明的基于热插拔的物联网平台的结构示意图；
图2是本发明的基于热插拔的物联网平台实现方法的实施例示意图。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
请参照图1，本发明的一种基于热插拔的物联网平台，包括：感知层，由通过一定方式连接物联网的设备组成；数据采集层，用于从所述设备采集数据以及上层命令下发，通过设备插件的方式进行数据传输处理；逻辑业务层，用于根据传输处理的数据对设备插件进行管理，对接入物联网的设备进行权限控制，并分发执行任务，推送设备消息。
在一个实施例中，所述设备通过3G/4G/5G，GPRS，NB-IOT，WIFI连接物联网。
在一个实施例中，所述设备包括：传感器、报警器、控制器。
在一个实施例中，所述逻辑业务层包括：设备驱动管理模块，用于对数据采集层中的设备插件进行管理。
在一个实施例中，所述逻辑业务层包括：设备管理模块，用于对连接物联网的设备进行管理。
在一个实施例中，所述逻辑业务层包括：安全权限模块，用于对用户访问设备信息时进行安全验证。
在一个实施例中，所述逻辑业务层包括：任务调度模块，用于对感知层中的设备进行任务命令下达。
在一个实施例中，所述逻辑业务层包括：消息推送模块，用于推送设备的实时数据、设备的运行状态、任务的执行情况、任务的状态。
在一个实施例中，所述逻辑业务层包括：数据持久化模块，用于对下达设备命令的存储、设备回传数据的存储、定时任务的存储、周期任务的存储、即时任务的存储、任务状态的存储、设备状态的存储。
在一个实施例中，所述逻辑业务层包括：webapi接口模块，用于对外提供外部调用接口，通过接口可以实现平台的设备管理、设备驱动的管理、任务的管理。
在一个实施例中，所述感知层中，包含的是物理网设备，这些设备是通过某种方式连接互联网的，比如，(通过3G/4G/5G，GPRS，NB-IOT，WIFI等)方式，设备类型可以是传感器、报警器、控制器等。
请参照图2，本发明的一种基于热插拔的物联网平台的实现方法，包括：由通过一定方式连接物联网的设备组成感知层；数据采集层从所述设备采集数据以及上层命令下发，通过设备插件的方式进行数据传输处理；逻辑业务层根据传输处理的数据对设备插件进行管理，对接入物联网的设备进行权限控制，并分发执行任务，推送设备消息。
在具体的实施例中，数据采集层负责从设备采集数据以及上层命令下发，平台将提供一些基础传输服务以方便具体协议的实现，而重点的协议以插件(设备驱动)的方式融入平台，在具体实现时可以预先包含一些常用的内置模块或内置工具，达到开发驱动时简单快捷。
在具体的实施例中，逻辑业务层主要负责对设备驱动的管理、对接入物联网设备的管理、对权限的管理、分发执行任务、验证用户权限、推送消息、对数据持久化、提供第三方接口。
在具体的实施例中，逻辑业务层分为7大模块，分别为：设备驱动管理模块、设备管理模块、安全权限模块、任务调度模块、消息推送模块、数据持久化模块、webapi接口模块。
在具体的实施例中，设备驱动管理模块主要负责对数据采集层中的设备插件(设备驱动)进行管理，每一个设备驱动都有唯一的标识码和怎么处理某种协议的方法并能根据某种协议对设备命令的下发。通过设备驱动管理模块可以对设备驱动进行增、删、改、查。
在具体的实施例中，设备管理模块主要负责对接入平台的设备进行管理。每一个设备都有唯一标识的设备驱动和连接方式，通过“设备管理”模块可以对设备的驱动(即插件)进行加载和卸载，管理设备的运行状态(启用、未启用)、设备监测设备的连接状态。
在具体的实施例中，安全权限模块主要负责对用户访问设备信息时，需要进行安全验证，以防恶意用户篡改设备信息，导致平台不稳定、故障等问题。安全权限模块是基于CAS身份认证技术，用户在登录系统时，通过安全加密通道与远程身份认证服务器通讯，由认证服务器完成对用户身份的认证，并得到当前用户的身份以及系统的授权信息。登录各个业务系统，统一用户管理平台通过和CA做信息同步接口，保证用户得到合法认证信息，对各个业务系统进行认识操作。
在具体的实施例中，应用系统如果需要用到统一认证服务，需要跟平台进行CAS集成，将用户的登录信息和用户信息库相比较，对用户进行登录认证；认证成功后，认证系统应该生成统一的认证标志(ticket)，返还给用户，另外，认证系统还应该对ticket进行校验，判断其有效性。
在具体的实施例中，任务调度模块主要负责对感知层设备的任务命令的下达，执行一些特定的或用户指定的任务(比如：定时采集传感器设备的数据、用户指定周期性控制某个设备)。
在具体的实施例中，任务调度模块是基于Quartz框架实现的，Quartz是OpenSymphony开源组织在Job scheduling领域又一个开源项目，是完全由java开发的一个开源的任务日程管理系统，“任务进度管理器”就是一个在预先确定(被纳入日程)的时间到达时，负责执行(或者通知)其他软件组件的系统。通过触发器设置作业定时运行规则，控制作业的运行时间。其中quartz集群通过故障切换和负载平衡的功能，能给调度器带来高可用性和伸缩性。
在具体的实施例中，消息推送模块主要负责的是推送设备的实时数据、设备的运行状态、任务的执行情况、任务的状态。消息推送模块是基于RabbitMQ实现的，RabbitMQ是实现了高级消息队列协议(AMQP)的开源消息代理软件(亦称面向消息的中间件)。RabbitMQ服务器是用Erlang语言编写的，而集群和故障转移是构建在开放电信平台框架上的。所有主要的编程语言均有与代理接口通讯的客户端库。
在具体的实施例中，消息推送模块使用RabbitMQ发布/订阅传递模式，发布订阅模式定义了如何向一个内容节点发布和订阅消息，这个内容节点成为主题，主题可以认为是消息传递的中介，消息发布者将消息发布到某个主题，而消息的订阅者则从主题中订阅消息。主题使得消息的订阅和消息的发布者互相保持独立，不需要进行接触即可保证消息的传递，发布/订阅模式在消息的一对多广播时采用。
在具体的实施例中，数据持久化模块主要负责的是对下达设备命令的存储、设备回传数据的存储、定时任务的存储、周期任务的存储、即时任务的存储、任务状态的存储、设备状态的存储。数据库采用的是MYSQL数据库。MySQL是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB公司开发，目前属于Oracle旗下产品。MySQL是最流行的关系型数据库管理系统之一，在WEB应用方面，MySQL是最好的RDBMS(Relational Database Management System，关系数据库管理系统)应用软件。MySQL是一种关系数据库管理系统，关系数据库将数据保存在不同的表中，而不是将所有数据放在一个大仓库内，这样就增加了速度并提高了灵活性。MySQL所使用的SQL语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。MySQL软件采用了双授权政策，分为社区版和商业版，由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，一般中小型网站的开发都选择MySQL作为网站数据库。
在具体的实施例中，Webapi接口模块主要负责的是平台对外提供外部调用接口，通过接口可以实现平台的设备管理、设备驱动的管理、任务的管理(即新增任务、任务的删除、任务的修改、任务查询)。
作为具体的实施例，当物联网平台启动服务时，从数据库中读取设备信息，并初始化设备，再监听端口感知层中设备SOCKET连接。当感知层中设备回传数据时或者响应物联网平台的请求时，首先校验数据是否有效，再经过数据清洗，由数据路由器路由到一个实例化的设备中，在设备中，通过插件目录信息把插件序列化到内存中，再反序列化生成一个插件实例，把数据在交给插件去处理，处理完成后，进行插件回收，清理内存。
当任务调度模块对设备下达任务时，通过quartz框架中的触发器触发设备的作业，在设备中，通过插件目录信息把插件序列化到内存中，再反序列化生成一个插件实例，由插件实例组织任务命令后，回收插件，清理内存。再把任务命令交给设备的SOCKET连接，达到下达任务的命令。
本发明的有益效果为：
实现简单，包括：感知层，由通过一定方式连接物联网的设备组成；数据采集层，用于从所述设备采集数据以及上层命令下发，通过设备插件的方式进行数据传输处理；逻辑业务层，用于根据传输处理的数据对设备插件进行管理，对接入物联网的设备进行权限控制，并分发执行任务，推送设备消息。解决了现有物理网的局限性和不稳定性，对于市面上不同厂商生产的不同协议的设备都能接入物联网平台，而且还具有高扩展性，对于每一种新协议的设备，只需要为他们编写特定的设备驱动(即插件)即可。而平台又是基于热插拔式的，所以在平台的运行过程中能随时为设备更改驱动(即插件)，所以提高了平台的稳定性。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于热插拔的物联网平台，其特征在于，包括：
感知层，由通过一定方式连接物联网的设备组成；
数据采集层，用于从所述设备采集数据以及上层命令下发，通过设备插件的方式进行数据传输处理；
逻辑业务层，用于根据传输处理的数据对设备插件进行管理，对接入物联网的设备进行权限控制，并分发执行任务，推送设备消息。
2.根据权利要求1所述的基于热插拔的物联网平台，其特征在于，所述设备通过3G/4G/5G，GPRS，NB-IOT，WIFI连接物联网。
3.根据权利要求2所述的基于热插拔的物联网平台，其特征在于，所述逻辑业务层包括：设备驱动管理模块，用于对数据采集层中的设备插件进行管理。
4.根据权利要求1所述的基于热插拔的物联网平台，其特征在于，所述逻辑业务层包括：设备管理模块，用于对连接物联网的设备进行管理。
5.根据权利要求1所述的基于热插拔的物联网平台，其特征在于，所述逻辑业务层包括：安全权限模块，用于对用户访问设备信息时进行安全验证。
6.根据权利要求1所述的基于热插拔的物联网平台，其特征在于，所述逻辑业务层包括：任务调度模块，用于对感知层中的设备进行任务命令下达。
7.根据权利要求1所述的基于热插拔的物联网平台，其特征在于，所述逻辑业务层包括：消息推送模块，用于推送设备的实时数据、设备的运行状态、任务的执行情况、任务的状态。
8.根据权利要求1所述的基于热插拔的物联网平台，其特征在于，所述逻辑业务层包括：数据持久化模块，用于对下达设备命令的存储、设备回传数据的存储、定时任务的存储、周期任务的存储、即时任务的存储、任务状态的存储、设备状态的存储。
9.根据权利要求1所述的基于热插拔的物联网平台，其特征在于，所述逻辑业务层包括：webapi接口模块，用于对外提供外部调用接口，通过接口可以实现平台的设备管理、设备驱动的管理、任务的管理。
10.一种基于热插拔的物联网平台的实现方法，其特征在于，包括：
由通过一定方式连接物联网的设备组成感知层；
数据采集层从所述设备采集数据以及上层命令下发，通过设备插件的方式进行数据传输处理；
逻辑业务层根据传输处理的数据对设备插件进行管理，对接入物联网的设备进行权限控制，并分发执行任务，推送设备消息。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20191108 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |