CN111163079A - 设备上报数据分发与控制的系统、方法、存储介质及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种设备上报数据分发与控制的系统、电子设备,所述系统包括:负载均衡单元,用于将设备接入最优网关;协议解析单元,用于根据设备使用协议的不同适配不同的编解码器;数据过滤单元,用于对设备上报的数据根据设定的规则决定是否保留;设备路由单元,用于维护设备在离线状态及相对应的接入点信息。本发明用以解决多类型、多协议、多媒介的设备接入适配问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电子技术领域,尤其涉及设备上报数据分发与控制的系统、方法、存储介质及设备。
背景技术
随着物联网概念的不断深入,商业级的网络应用得到广泛推广,各种智能设备层出不穷,改善着我们的生活。与此同时,联网设备接入云平台也是大势所趋,网关也将成为连接的重要纽带,要担负不同类型感知网络之间的协议转换的职责,同时具备负载均衡和大数据分发处理能力,而且还将有进行设备管理功能。
例如。各种厂商的车载设备接入云平台,所采取协议和网络通信方式各式各样。通信网络协议可以TCP、也可以UDP;应用协议可以采用通用的中国交通部部标,也可以自定义协议如谷米、华强、博实结等。设备上传媒体格式也是多种多样:文本、视频、音频等。存在多类型、多协议、多媒介的设备接入适配问题。
因此现有技术还有待于进一步发展。
发明内容
针对上述技术问题,本发明提供了一种设备上报数据分发与控制的系统、方法、存储介质及设备,用以解决多类型、多协议、多媒介的设备接入适配问题,对上层应用屏蔽复杂的逻辑,提供统一的接口。
根据本发明的第一方面,提供一种设备上报数据分发与控制的系统,包括:
负载均衡单元,用于将设备接入最优网关;
协议解析单元,用于根据设备使用协议的不同适配不同的编解码器;
数据过滤单元,用于对设备上报的数据根据设定的规则决定是否保留;
设备路由单元,用于维护设备在离线状态及相对应的接入点信息。
可选地,所述将设备接入最优网关,包括:
利用用公式计算当前调度的权值:CW(Si)=C(Si)*B1+M(Si)*B2+N(Si)*B3+W(Si),从当前调度权重值中取出最小服务器Si具有优先分配权;
其中,W(Si)表示服务器Si的权值,C(Si)表示服务器Si的CPU利用率,N(Si)表示服务器Si的网络连接数,M(Si)表示服务器Si的内存利用率,B1表示CPU利用率占比,B2表示内存利用率占比,B3表示网络连接数占比。
可选地,所述将设备接入最优网关,还包括:
定时检测所述服务器Si是否正常可用,若发现所述服务器Si故障,则从排序队列中剔除,从新计算最小值服务器Si为连接点;若发现服务器Si恢复正常,则插入队列、重新排序。
可选地,所述根据设备使用协议的不同适配不同的编解码器,包括:
根据设定的数据包起始与结束字符,判断所述设备的使用协议,根据所述使用协议匹配编解码器对数据包处理,并输出统一数据格式。
可选地,所述对设备上报的数据根据设定的规则决定是否保留,包括:
检查定位时间的准确性,使得定位时间不小于当前系统时间的第一预设时间、且不大于当前系统时间;
检查数据的有效范围,使得数据在预设的有效范围内;
检查数据的精度,使得卫星定位优先于基站定位、WIFI定位;
检查连续的经纬度,利用道格拉斯-普克抽稀算法对经纬度进行抽稀处理;
过滤上述不满足检查的数据。
可选地,所述维护设备在离线状态及相对应的接入点信息,包括:
设备接入网关通过鉴权后,向路由单元注册路由信息,路由单元检测是否有同设备路由存在,如果存在则根据时间排序路由信息,注入新的路由信息,并定时检测路由信息,剔除过期的设备路由。
根据本发明的第二方面,提供一种设备上报数据分发与控制的方法,所述方法包括:
将设备接入最优网关;
根据设定的数据包起始与结束字符,判断所述设备的使用协议,根据所述使用协议匹配编解码器对数据包处理;
对设备上报的数据根据设定的规则决定是否保留;
存在相同设备路由信息时,根据时间排序路由信息,注入新的路由信息,并定时检测路由信息,剔除过期的设备路由。
根据本发明的第三方面,提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行本发明第二方面所述的方法。
根据本发明的第四方面,提供一种电子设备,包括:本发明第一方面提供所述的系统。
本发明实施例提供的技术方案中,可以解决多类型、多协议、多媒介的设备接入适配问题。
附图说明
图1为本发明实施例中一种设备上报数据分发与控制系统与接入设备的架构图;
图2为本发明实施例中的一种设备上报数据分发与控制系统中各单元之间的交互流程;
图3为本发明实施例中的一种一种设备上报数据分发与控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
以下结合附图对本发明实施例进行详细的描述。
图1为本发明实施例中一种设备上报数据分发与控制系统与接入设备的架构图。如图1所示,本发明提供的一种设备上报数据分发与控制的系统,包括:负载均衡单元、协议解析单元、数据过滤单元、设备路由单元。四个功能单元中的负责负载均衡单元、协议解析单元、设备路由单元与接入设备交互。其中,
负载均衡单元,用于将设备接入最优网关;
协议解析单元,用于根据设备使用协议的不同适配不同的编解码器;
数据过滤单元,用于对设备上报的数据根据设定的规则决定是否保留;
设备路由单元,用于维护设备在离线状态及相对应的接入点信息。
本发明提供的一种设备上报数据分发和控制的分流方式,用以解决多类型、多协议、多媒介的设备接入适配问题,对上层应用屏蔽复杂的逻辑,提供统一的接口。具体通过以下方式实现:
所述负载均衡单元,利用用公式计算当前调度的权值:CW(Si)=C(Si)*B1+M(Si)*B2+N(Si)*B3+W(Si),从当前调度权重值中取出最小服务器Si具有优先分配权。然后将设备请求接入所述最小服务器的网关。其中,W(Si)表示服务器Si的权值,C(Si)表示服务器Si的CPU利用率,N(Si)表示服务器Si的网络连接数,M(Si)表示服务器Si的内存利用率,B1表示CPU利用率占比,B2表示内存利用率占比,B3表示网络连接数占比。
假设有一组服务器S={S0,S1,…,Sn-1},需从中选取权值最小服务器Si作为优先分配服务器。其调度算法如下:
定时获取服务器组S的CPU利用率,内存利用率,网络连接数;
利用公式计算当前调度的权值CW:CW(Si)=C(Si)*B1+M(Si)*B2+N(Si)*B3+W(Si)
从当前调度权重值中取出权值最小服务器Si,所述权值最小服务器Si具有优先分配权;给予设备网关,使其访问所述最小服务器Si,从而完成当前环境下的调度。
增加负载均衡单元,平衡各服务的压力。计算每一台服务器的处理能力,能有效地解决数据流量过大、网络负荷过重的问题,以此来保证应用的高可用。
进一步地,算法还包括:定时检测所述服务器Si是否正常可用,若发现所述服务器Si故障,则从排序队列中剔除,从新计算最小值服务器Si为连接点;若发现服务器Si恢复正常,则插入队列、重新排序。
例如负载均衡单元定时PING(Packet Internet Groper因特网包探索器,用于测试网络连接量的程序)服务器Si是否正常可用。如果发现服务器故障,从排序队列中剔除,从新计算最小值服务器Si为连接点;如果发现服务器恢复正常,插入队列,重新排序。
设备接入单元,用于维护与设备的长连接和连接状态变化的监测。
设备经过负载均衡单元的分发,最终连接到设备接入单元。设备接入单元需要维护与设备的长连接和连接状态变化的监测。
具体的,在设备网络请求到接入点时,验证设备IMEI是否在平台允许的白名单内,如果允许则上报设备路由单元,否则主动断开网络连接。按照约定设备需定时向设备接入点发送心跳包,确保设备网络连接正常;接入点同时监听设备的网络事件,在接收到设备断开连接事件后,同时向设备路由单元注销。所述设备接入单元收到设备心跳包后,同时更新本单元连接状态表时间;本单元需定时检测设备最后一次心跳时间,如果超过设备阀值,主动断开网络连接,同时上报设备路由单元。
所述协议解析单元,根据设定的数据包起始与结束字符,判断所述设备的使用协议,根据所述使用协议匹配编解码器对数据包处理,并输出统一数据格式。
由于设备制造厂商的不同,研发的设备采用的应用协议会不同,不同版本之间也存在差异。本发明利用协议解析单元针对这种差异实现不同的编解码数据包,提取特定数据格式,从而解决多类型、多协议、多媒介的设备接入适配问题。
具体的,设备协议设定了数据包的起始和结束字符。如中国交通部部标JTT808(道路运输车辆卫星定位系统终端通讯协议及数据格式),起始和结束都以“0x7e”标记;华强系列以文本通信,起始字符为“*”或“[”,协议以“#”或“]”为结束符。那么所述协议解析单元则可以按照以上协议规则,检测到接收的数据包起始第一个字符不是“0x7e、*、[”其中的一个,若否则认为接收的数据非法,网络连接断开;检测到接收的数据包在约定的范围内如1024个字节,没有收到约定的相应的结束符“0x7e、#、]”其中的一个,丢弃非法数据包,断开网络连接。如果检测到接受的数据包第一个字符及结束符包含上述协议规则获取相应的编解码器解析数据包。
如JTT808采用部标专有的编解码器,此编解码器严格遵循JTT 808-2011道路运输车辆卫星定位系统终端通讯协议及数据格式(终端与企业平台),则根据协议的类型调用此编解码器执行解析。因此,按照协议的不同,采用不同编解码对数据包进行处理;可以更好解决设备接入适配问题,无需针对特定的协议制定特定的通讯解析协议。
上述数据过滤单元,对设备上报的数据根据设定的规则决定是否保留,对于满足设定的规则的数据保留,对于不满足的在过滤。在汽车电子技术领域,通讯的数据格式如下表1:
表1
针对表1中的数据进行检查,包括:
检查定位时间的准确性,使得定位时间不小于当前系统时间的第一预设时间、且不大于当前系统时间。
例如第一预设时间为7天,即不小于当前系统时间7天,也不能大于当前系统时间。
检查数据的有效范围,使得数据在预设的有效范围内。例如,GPS定位的不能超过中国内陆的经度范围:73°33′E至135°05′E;纬度范围:3°51′N至53°33′N。车辆速度不能低于0,中国限速120,数据不能超过200千米每小时。
检查数据的精度,使得卫星定位优先于基站定位、WIFI定位。若有卫星定位、基站定位和WIFI定位,则按照优先级过滤数据,即过滤基站定位和WIFI定位。
检查连续的经纬度,利用道格拉斯-普克抽稀算法对经纬度进行抽稀处理。
所述设备路由单元,在设备接入网关通过鉴权后,向路由单元注册路由信息,路由单元检测是否有同设备路由存在,如果存在则根据时间排序路由信息,注入新的路由信息,并定时检测路由信息,剔除过期的设备路由。
在一实施例中,如果设备A接入平台,负载均衡单元将其第一次分配到接入点B1;B1向路由单元录入路由记录:A+B1。设备A中途由于网络的原因,连接断开;设备A重新连接,负载均衡单元将其第二分配到接入点B2;B2向设备路由单元录入路由记录:A+B1。所述设备路由单元同时存在A+B1、A+B2两条记录,A+B2最新置为第一位置。设备接入点B1收到设备A的断开连接请求后,向设备路由单元剔除设备路由A+B1。设备路由单元定时扫描路由表,如果设备A在设定的时间内没有收到心跳包,对A进行离线处理。
图2为本发明实施例中的一种设备上报数据分发与控制系统中各单元之间的交互流程。如图2所示:
设备接入负载均衡单元,负载均衡单元选择最优服务器,然后设备经过负载均衡单元的分发,最终连接到设备接入单元。设备接入单元向负载均衡单元反馈可接入,设备与设备接入单元建立连接,设备接入单元完成设备的鉴权任务。设备接入单元向设备路由单元申请注册路由,设备路由单元查询路由并由设备接入单元下发网关。
设备接入单元向协议解析单元发送数据请求,协议解析单元根据数据包的第一个字符及结束符调用相应的编解码器对数据包解析,然后数据转发至数据过滤单元,由数据过滤单元进行数据过滤,最终形成有效可用的数据,实现统一格式的数据。
由上述实施例可知,负载均衡单元提供设备分发,设备路由单元维护护设备的在离线状态和相对应的接入点信息;协议解析单元针对设备使用协议的不同适配到不同的编解码器,数据过滤单元针对设备上报的数据根据设定的规则和策略决定是否保留。各模块之间交互逻辑简单,可以屏蔽上层应用复杂的逻辑,数据经过滤后可以转换成统一的接口供使用,解决了现有设备的多类型、多协议、多媒介的设备接入适配问题。
图3为本发明实施例中的一种一种设备上报数据分发与控制方法的流程图。如图3所示,本发明还提供一种设备上报数据分发与控制的方法,所述方法包括以下步骤:
步骤S100:将设备接入最优网关;
步骤S200:根据设定的数据包起始与结束字符,判断所述设备的使用协议,根据所述使用协议匹配编解码器对数据包处理;
步骤S300:对设备上报的数据根据设定的规则决定是否保留;
步骤S400:存在相同设备路由信息时,根据时间排序路由信息,注入新的路由信息,并定时检测路由信息,剔除过期的设备路由。
本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行设备上报数据分发与控制的方法。
本发明还提供一种电子设备,其特征在于,包括设备上报数据分发与控制的系统。包括通信接口、处理器、计算机可读介质,其中所述通信接口、所述处理器与所述计算机可读介质通过总线连接:所述通信接口,用于与存储器进行通信;所述计算机可读介质,用于存储程序代码,当这些程序代码被所述处理器执行时,所述处理器用于执行权利要求图3中所示的所述的方法。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种设备上报数据分发与控制的系统,其特征在于,包括:
负载均衡单元,用于将设备接入最优网关;
协议解析单元,用于根据设备使用协议的不同适配不同的编解码器;
数据过滤单元,用于对设备上报的数据根据设定的规则决定是否保留;
设备路由单元,用于维护设备在离线状态及相对应的接入点信息。
2.根据权利要求1所述的设备上报数据分发与控制的系统,其特征在于,所述将设备接入最优网关,包括:
利用用公式计算当前调度的权值:CW(Si)=C(Si)*B1+M(Si)*B2+N(Si)*B3+W(Si),从当前调度权重值中取出最小服务器Si具有优先分配权;
其中,W(Si)表示服务器Si的权值,C(Si)表示服务器Si的CPU利用率,N(Si)表示服务器Si的网络连接数,M(Si)表示服务器Si的内存利用率,B1表示CPU利用率占比,B2表示内存利用率占比,B3表示网络连接数占比。
3.根据权利要求2所述的设备上报数据分发与控制的系统,其特征在于,所述将设备接入最优网关,还包括:
定时检测所述服务器Si是否正常可用,若发现所述服务器Si故障,则从排序队列中剔除,从新计算最小值服务器Si为连接点;若发现服务器Si恢复正常,则插入队列、重新排序。
4.根据权利要求1所述的设备上报数据分发与控制的系统,其特征在于,所述根据设备使用协议的不同适配不同的编解码器,包括:
根据设定的数据包起始与结束字符,判断所述设备的使用协议,根据所述使用协议匹配编解码器对数据包处理,并输出统一数据格式。
5.根据权利要求1所述的设备上报数据分发与控制的系统,其特征在于,所述对设备上报的数据根据设定的规则决定是否保留,包括:
检查定位时间的准确性,使得定位时间不小于当前系统时间的第一预设时间、且不大于当前系统时间;
检查数据的有效范围,使得数据在预设的有效范围内;
检查数据的精度,使得卫星定位优先于基站定位、WIFI定位;
检查连续的经纬度,利用道格拉斯-普克抽稀算法对经纬度进行抽稀处理;
过滤上述不满足检查的数据。
6.根据权利要求1所述的设备上报数据分发与控制的系统,其特征在于,所述维护设备在离线状态及相对应的接入点信息,包括:
设备接入网关通过鉴权后,向路由单元注册路由信息,路由单元检测是否有同设备路由存在,如果存在则根据时间排序路由信息,注入新的路由信息,并定时检测路由信息,剔除过期的设备路由。
7.一种设备上报数据分发与控制的方法,其特征在于,所述方法包括:
将设备接入最优网关;
根据设定的数据包起始与结束字符,判断所述设备的使用协议,根据所述使用协议匹配编解码器对数据包处理;
对设备上报的数据根据设定的规则决定是否保留;
存在相同设备路由信息时,根据时间排序路由信息,注入新的路由信息,并定时检测路由信息,剔除过期的设备路由。
8.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求7所述的方法。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:如权利要求1-6任意一项所述的系统。
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