CN111885157A - 物联网网间设备通信方法、系统及边缘节点 - Google Patents

物联网网间设备通信方法、系统及边缘节点 Download PDF

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Abstract

本公开提出了一种物联网网间协作方法、系统及边缘节点，所述方法包括：接收第一物联网中的第一设备发送的携带目标设备标识的接入请求消息；接收所述第一设备发送的数据处理请求消息，所述数据处理请求消息是第一设备通过本第一边缘节点接入第一物联网之后发送的；在区块链中广播所述数据处理请求消息；接收第二物联网中的第二边缘节点在区块链中广播的数据处理响应消息；获取所述数据处理响应消息中的数据，并将所述数据发送至所述第一设备。有效的提高物联网网间设备通信能力，降低日益增加的物联网网络的设备的接入导致的物联网系统之间协作的运行及维护成本，保证物联网网络的安全、可信和稳定运行。

Description

物联网网间设备通信方法、系统及边缘节点
技术领域
本公开属于通信技术领域，具体涉及一种物联网网间设备通信方法、系统及边缘节点。
背景技术
近年来，物联网网络和业务发展迅速，很多物联网都是运营商、企业内部的自组织网络。涉及到跨多个运营商、多个物联网之间的协作时，网间设备通信的成本很高。随着越来越多的物(物理世界的物和虚拟世界的物)的接入和越来越多的物联网网络间的交互协作，现有的基于中心化管理的物联网系统将面临越来越多的挑战。特别是系统的网间协作能力，承载百亿级物联网的设备连接服务，物联网系统架构与平台需要有高效的网间设备通信方案以解决越来越多的网间协作需求导致的运行及维护成本的提高，物联网网络不能安全、稳定运行的问题。
发明内容
本公开针对现有技术中存在的上述不足，提供一种物联网网间设备通信方法、系统及边缘节点。
作为本公开的第一个方面，提供一种物联网网间设备通信方法，包括：
接收第一物联网中的第一设备发送的携带目标设备标识的接入请求消息；
接收所述第一设备发送的数据处理请求消息，所述数据处理请求消息是第一设备通过本第一边缘节点接入第一物联网之后发送的；
在区块链中广播所述数据处理请求消息，所述区块链包括第一物联网的各个边缘节点和第二物联网的各个边缘节点；
接收第二物联网中的第二边缘节点在区块链中广播的数据处理响应消息，所述数据处理响应消息是所述目标设备标识对应的设备接收到所述第二边缘节点发送的所述数据处理请求消息后生成的；
获取所述数据处理响应消息中的数据，并将所述数据发送至所述第一设备。
优选地，所述接入请求消息还包括第一设备的标识和鉴权信息；所述接收第一物联网中的第一设备发送的接入请求消息之后，所述接收所述第一设备发送的数据处理请求消息之前，还包括：
从数据服务器获取鉴权数据，并根据所述鉴权数据、所述第一设备的标识和所述鉴权信息对所述接入请求消息进行鉴权；
若鉴权通过，则向所述第一设备返回鉴权成功消息，并将所述第一设备接入第一物联网。
优选地，所述方法，还包括：
接收区块链中第一边缘节点广播的数据处理请求消息，获取其中携带的目标设备标识；
若所述目标设备标识为物联网业务平台的标识，则建立所述物联网业务平台的标识对应的物联网业务平台与本第二边缘节点的连接关系；
将所述数据处理请求消息转发至所述物联网业务平台；
接收所述物联网业务平台返回的数据处理响应消息，并在区块链中广播所述数据处理响应消息。
优选地，所述方法，还包括：
若所述目标设备标识为第二设备的标识，且根据所述第二设备的标识确定所述第二设备与本第二边缘节点预先连接，则将所述数据处理请求消息转发至所述第二设备的标识对应的第二设备；
接收所述第二设备返回的数据处理响应消息，并在区块链中广播所述数据处理响应消息。
作为本公开的第二个方面，提供一种边缘节点，包括：
接收模块，用于接收第一物联网中的第一设备发送的携带目标设备标识的接入请求消息；接收所述第一设备发送的数据处理请求消息，所述数据处理请求消息是第一设备通过本第一边缘节点接入第一物联网之后发送的；
广播模块，用于在区块链中广播所述数据处理请求消息，所述区块链包括第一物联网的各个边缘节点和第二物联网的各个边缘节点；
所述接收模块还用于接收第二物联网中的第二边缘节点在区块链中广播的数据处理响应消息，所述数据处理响应消息是所述目标设备标识对应的设备接收到所述第二边缘节点发送的所述数据处理请求消息后生成的；
第一获取模块，用于获取所述数据处理响应消息中的数据；
发送模块，用于将所述数据发送至所述第一设备。
优选地，所述接入请求消息还包括第一设备的标识和鉴权信息；还包括：
第二获取模块，用于从数据服务器获取鉴权数据，并根据所述鉴权数据、所述第一设备的标识和所述鉴权信息对所述接入请求消息进行鉴权；
所述发送模块还用于若鉴权通过，则向所述第一设备返回鉴权成功消息；
注册模块，用于将所述第一设备接入第一物联网。
优选地，还包括：
所述接收模块还用于接收区块链中第一边缘节点广播的数据处理请求消息；
第三获取模块，用于获取所述数据处理请求消息中携带的目标设备标识；
建立连接模块，用于若所述目标设备标识为物联网业务平台的标识，则建立所述物联网业务平台的标识对应的物联网业务平台与本第二边缘节点的连接关系；
所述发送模块还用于将所述数据处理请求消息转发至所述物联网业务平台；
所述接收模块还用于接收所述物联网业务平台返回的数据处理响应消息；
所述广播模块还用于在区块链中广播所述数据处理响应消息。
优选地，还包括：
所述发送模块还用于若所述目标设备标识为第二设备的标识，且根据所述第二设备的标识确定所述第二设备与本第二边缘节点预先连接，则将所述数据处理请求消息转发至所述第二设备的标识对应的第二设备；
所述接收模块还用于接收所述第二设备返回的数据处理响应消息；
所述广播模块还用于在区块链中广播所述数据处理响应消息。
作为本公开的第三个方面，提供一种物联网网间设备通信系统，包括：上述的边缘节点、第一物联网的数据服务器、第一物联网的第一设备和第二物联网的物联网业务平台；或
上述的边缘节点、第一物联网的数据服务器、第一物联网的第一设备和第二物联网的第二设备。
本公开实施例中，在现有物联网技术、物联网网络和无线通信网络的基础上，构建物联网的边缘节点，各边缘节点为各自物联网网络内的设备服务。各边缘节点通过灵活的协作模式及区块链技术完成物联网网络的设备接入以及物联网网间设备通信等功能，满足越来越多的物联网网络的设备接入需求以及越来越多的物联网网间协作需求，可有效的提高物联网网间设备通信能力，降低日益增加的物联网网络的设备接入导致的物联网系统之间协作的运行及维护成本，保证物联网网络的安全、可信和稳定运行。
附图说明
图1为本公开实施例提供的一种物联网网间设备通信方法的流程图；
图2为本公开实施例提供的一种物联网网间设备通信方法的另一流程图；
图3为本公开实施例提供的一种物联网网间设备通信方法的另一流程图；
图4为本公开实施例提供的一种物联网网间设备通信方法的另一流程图；
图5为本公开实施例提供的一种边缘节点的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。
为了实现物联网网间设备高效通信，本公开提供一种物联网网间设备通信方法、系统及边缘节点。以下分别结合本公开提供的实施例的附图逐一进行详细说明。
在初始阶段，预先构建区块链。所述区块链可以包括多个物联网的各个边缘节点。本公开实施例以区块链包括第一物联网的各个边缘节点和第二物联网的各个边缘节点为例进行说明。
图1示出本公开实施例提供的物联网网间设备通信方法的流程图。所述边缘节点包括第一物联网的第一边缘节点，第一边缘节点与第一物联网的第一设备预先连接，该物联网网间设备通信方法可应用于第一边缘节点。如图1所示，本实施例提供的物联网网间设备通信方法包括以下步骤。
步骤101，接收第一物联网中的第一设备发送的携带目标设备标识的接入请求消息。
在该步骤中，第一物联网的第一设备需要与第二物联网的目标设备进行指令或数据交互时，首先发送携带目标设备标识的接入请求消息到与第一设备连接的第一边缘节点，第一边缘节点接收该接入请求消息。
步骤102，接收第一设备发送的数据处理请求消息。
其中，所述数据处理请求消息是第一设备通过本第一边缘节点接入第一物联网之后发送的。在第一设备在本第一边缘节点注册之后，第一边缘节点向所述第一设备返回成功接入消息。第一设备之后可以向第一边缘节点发送数据处理请求消息，第一边缘节点接收该数据处理消息。所述数据处理请求消息用于针对第二物联网的目标设备进行查询数据和指令交互，所述数据处理请求消息包括所述接入请求消息中的内容和查询数据；或包括接入请求消息中的内容和交互指令。
步骤103，在区块链中广播数据处理请求消息。
在该步骤中，第一边缘节点将数据处理请求消息广播到包括所述第二网络的各个边缘节点的区块链中。
步骤104，接收第二物联网中的第二边缘节点在区块链中广播的数据处理响应消息。
其中，第二边缘节点是第二物联网的各个边缘节点依据区块链的共识机制选出响应数据处理请求消息的信任节点。所述数据处理响应消息是目标设备标识对应的设备接收到第二边缘节点发送的数据处理请求消息后生成的。
第二边缘节点将数据处理请求消息发送到第二物联网的目标设备标识对应的设备，并接收目标设备标识对应的设备返回的数据处理响应消息。第二边缘节点在区块链中广播该数据处理响应消息，区块链中的第一边缘节点接收该数据处理响应消息。所述数据处理响应消息包括查询到的目标设备的数据或者目标设备的指令执行结果。
步骤105，获取数据处理响应消息中的数据。
在该步骤中，第一边缘节点获取数据处理响应消息中的查询到的目标设备的数据或者目标设备的指令执行结果。
步骤106，将数据发送至第一设备。
在该步骤中，第一边缘节点将该查询到的目标设备的数据或者目标设备的指令执行结果转发至连接的第一设备，完成第一物联网的第一设备和第二物联网的目标设备的通信。
本公开实施例中，在现有物联网技术、物联网网络和无线通信网络的基础上，构建物联网的边缘节点，各边缘节点为各自物联网网络内的设备服务。各边缘节点通过灵活的协作模式及区块链技术完成物联网网络的设备接入以及物联网网间设备通信等功能，满足越来越多的物联网网络的设备接入需求以及越来越多的物联网网间协作需求，可有效的提高物联网网间设备通信能力，降低日益增加的物联网网络的设备接入导致的物联网系统之间协作的运行及维护成本，保证物联网网络的安全、可信和稳定运行。
图2示出本公开实施例提供的物联网网间设备通信方法的另一流程图。进一步的，所述接入请求消息除了包含目标设备标识以外，还包括第一设备的标识和鉴权信息；所述接收第一物联网中的第一设备发送的接入请求消息(即步骤101)之后，所述接收第一设备发送的数据处理请求消息(即步骤102)之前，还包括：
步骤201，从数据服务器获取鉴权数据。
其中，所述数据服务器包含注册模块、认证模块、加密模块、数据处理模块、数据存储模块及数据检索模块。注册模块用于对待接入的设备进行注册服务；认证模块用于对设备的接入请求消息进行合法性认证；加密模块用于对物联网各个节点或设备的交互指令和传输数据进行加密和解密处理；数据处理模块、数据存储模块和数据检索模块对边缘节点或设备提供数据处理、存储和检索的服务。
在该步骤中，第一边缘节点获取与第一边缘节点连接的数据服务器中的鉴权数据，即认证模块中的数据，用于对第一设备发送的接入请求消息进行鉴权。
需要说明的是，第一边缘节点除了获取连接的数据服务器中的鉴权数据之外，还获取数据服务器中的注册模块、数据处理模块、数据存储模块及数据检索模块中的数据，即将数据服务器中关于物联网的设备的功能全部转移到与之连接的边缘节点。使物联网的设备需要接入物联网时，避免所有的物联网的设备都向数据服务器发送接入请求消息，都由一个数据服务器处理的情况出现，而是由多个边缘节点分担数据服务器的压力。同时，因为减轻了数据服务器的负荷，也有效提高了物联网网间设备通信的效率，增大了数据传输的安全性。
步骤202，根据鉴权数据、第一设备的标识和鉴权信息对接入请求消息进行鉴权。
在该步骤中，第一边缘节点根据鉴权数据判断第一设备的标识和鉴权信息是否有效，若有效，则确定接入请求消息鉴权通过，第一设备可以接入第一物联网。
步骤203，若鉴权通过，则向第一设备返回鉴权成功消息。
步骤204，将第一设备接入第一物联网。
在步骤203和步骤204中，若鉴权通过，第一边缘节点向第一设备返回鉴权成功消息，并对第一设备进行注册服务，即将第一设备接入第一物联网，第一边缘节点向第一设备返回成功接入消息。
图3示出本公开实施例提供的物联网网间设备通信方法的另一流程图。进一步的，所述边缘节点包括第二物联网的第二边缘节点，第二边缘节点是区块链基于共识机制选出的响应数据处理请求消息的节点。该物联网网间设备通信方法可应用于第二边缘节点。所述方法，还包括：
步骤301，接收区块链中第一边缘节点广播的数据处理请求消息。
步骤302，获取数据处理请求消息中携带的目标设备标识。
步骤303，若目标设备标识为物联网业务平台的标识，则建立物联网业务平台的标识对应的物联网业务平台与本第二边缘节点的连接关系。
步骤304，将数据处理请求消息转发至物联网业务平台。
步骤305，接收物联网业务平台返回的数据处理响应消息。
步骤306，在区块链中广播数据处理响应消息。
在步骤301-步骤306中，若第二边缘节点获取的数据处理请求消息中携带的目标设备标识为物联网业务平台的标识，且由于物联网业务平台不与边缘节点预先连接，因此，需建立物联网业务平台的标识对应的物联网业务平台与本第二边缘节点的连接关系。此处的连接关系是逻辑连接，即属于一个局域网，不是物理含义的连接。第二边缘节点将数据处理请求消息转发至物联网业务平台，数据处理请求消息包括接入请求消息中的内容和查询数据；或包括接入请求消息中的内容和交互指令。物联网业务平台根据交互指令执行相应指令，或查询出本设备的数据，根据指令执行结果或查询出的本设备的数据生成数据处理响应消息，并将数据处理响应消息返回该第二边缘节点。第二边缘节点在区块链中广播数据处理响应消息，使第一边缘节点接收该数据处理响应消息并获取其中的数据，将该数据转发至第一设备。
图4示出本公开实施例提供的物联网网间设备通信方法的另一流程图。进一步的，所述方法，还包括：
优选地，所述方法，还包括：
步骤401，若目标设备标识为第二设备的标识，且根据第二设备的标识确定第二设备与本第二边缘节点预先连接，则将数据处理请求消息转发至第二设备的标识对应的第二设备。
步骤402，接收第二设备返回的数据处理响应消息。
步骤403，在区块链中广播数据处理响应消息。
在步骤401-步骤403中，若第二边缘节点获取的数据处理请求消息中携带的目标设备标识为第二设备的标识，且根据第二设备的标识确定第二设备与本第二边缘节点预先连接，因此，第二边缘节点直接将数据处理请求消息转发至第二设备的标识对应的第二设备。数据处理请求消息包括接入请求消息中的内容和查询数据；或包括接入请求消息中的内容和交互指令。第二设备根据交互指令执行相应指令，或查询出本设备的数据，根据指令执行结果或查询出的本设备的数据生成数据处理响应消息，并将数据处理响应消息返回该第二边缘节点。第二边缘节点在区块链中广播数据处理响应消息，使第一边缘节点接收该数据处理响应消息并获取其中的数据，将该数据转发至第一设备。
图5示出本公开实施例提供的边缘节点的结构示意图。基于与图1对应的实施例相同的技术构思，如图5所示，本公开实施例提供的边缘节点，包括如下模块。
接收模块11，用于接收第一物联网中的第一设备发送的携带目标设备标识的接入请求消息；接收所述第一设备发送的数据处理请求消息，所述数据处理请求消息是第一设备通过本第一边缘节点接入第一物联网之后发送的。
广播模块12，用于在区块链中广播所述数据处理请求消息，所述区块链包括第一物联网的各个边缘节点和第二物联网的各个边缘节点。
所述接收模块11还用于接收第二物联网中的第二边缘节点在区块链中广播的数据处理响应消息，所述数据处理响应消息是所述目标设备标识对应的设备接收到所述第二边缘节点发送的所述数据处理请求消息后生成的。
第一获取模块13，用于获取所述数据处理响应消息中的数据。
发送模块14，用于将所述数据发送至所述第一设备。
优选地，所述接入请求消息还包括第一设备的标识和鉴权信息；还包括：
第二获取模块，用于从数据服务器获取鉴权数据，并根据所述鉴权数据、所述第一设备的标识和所述鉴权信息对所述接入请求消息进行鉴权。
所述发送模块14还用于若鉴权通过，则向所述第一设备返回鉴权成功消息。
注册模块，用于将所述第一设备接入第一物联网。
优选地，还包括：
所述接收模块11还用于接收区块链中第一边缘节点广播的数据处理请求消息。
第三获取模块，用于获取所述数据处理请求消息中携带的目标设备标识。
建立连接模块，用于若所述目标设备标识为物联网业务平台的标识，则建立所述物联网业务平台的标识对应的物联网业务平台与本第二边缘节点的连接关系。
所述发送模块14还用于将所述数据处理请求消息转发至所述物联网业务平台。
所述接收模块11还用于接收所述物联网业务平台返回的数据处理响应消息。
所述广播模块还用于在区块链中广播所述数据处理响应消息。
优选地，还包括：
所述发送模块14还用于若所述目标设备标识为第二设备的标识，且根据所述第二设备的标识确定所述第二设备与本第二边缘节点预先连接，则将所述数据处理请求消息转发至所述第二设备的标识对应的第二设备。
所述接收模块11还用于接收所述第二设备返回的数据处理响应消息。
所述广播模块还用于在区块链中广播所述数据处理响应消息。
本公开实施例还提供一种物联网网间设备通信系统，包括：上述实施例所述的边缘节点、第一物联网的数据服务器、第一物联网的第一设备和第二物联网的物联网业务平台；或上述实施例所述的边缘节点、第一物联网的数据服务器、第一物联网的第一设备和第二物联网的第二设备。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开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公开的保护范围。

Claims (9)

1.一种物联网网间设备通信方法，其特征在于，包括：
接收第一物联网中的第一设备发送的携带目标设备标识的接入请求消息；
接收所述第一设备发送的数据处理请求消息，所述数据处理请求消息是第一设备通过本第一边缘节点接入第一物联网之后发送的；
在区块链中广播所述数据处理请求消息，所述区块链包括第一物联网的各个边缘节点和第二物联网的各个边缘节点；
接收第二物联网中的第二边缘节点在区块链中广播的数据处理响应消息，所述数据处理响应消息是所述目标设备标识对应的设备接收到所述第二边缘节点发送的所述数据处理请求消息后生成的；
获取所述数据处理响应消息中的数据，并将所述数据发送至所述第一设备。
2.根据权利要求1所述的物联网网间设备通信方法，其特征在于，所述接入请求消息还包括第一设备的标识和鉴权信息；所述接收第一物联网中的第一设备发送的接入请求消息之后，所述接收所述第一设备发送的数据处理请求消息之前，还包括：
从数据服务器获取鉴权数据，并根据所述鉴权数据、所述第一设备的标识和所述鉴权信息对所述接入请求消息进行鉴权；
若鉴权通过，则向所述第一设备返回鉴权成功消息，并将所述第一设备接入第一物联网。
3.根据权利要求1所述的物联网网间设备通信方法，其特征在于，所述方法，还包括：
接收区块链中第一边缘节点广播的数据处理请求消息，获取其中携带的目标设备标识；
若所述目标设备标识为物联网业务平台的标识，则建立所述物联网业务平台的标识对应的物联网业务平台与本第二边缘节点的连接关系；
将所述数据处理请求消息转发至所述物联网业务平台；
接收所述物联网业务平台返回的数据处理响应消息，并在区块链中广播所述数据处理响应消息。
4.根据权利要求3所述的物联网网间设备通信方法，其特征在于，所述方法，还包括：
若所述目标设备标识为第二设备的标识，且根据所述第二设备的标识确定所述第二设备与本第二边缘节点预先连接，则将所述数据处理请求消息转发至所述第二设备的标识对应的第二设备；
接收所述第二设备返回的数据处理响应消息，并在区块链中广播所述数据处理响应消息。
5.一种边缘节点，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收第一物联网中的第一设备发送的携带目标设备标识的接入请求消息；接收所述第一设备发送的数据处理请求消息，所述数据处理请求消息是第一设备通过本第一边缘节点接入第一物联网之后发送的；
广播模块，用于在区块链中广播所述数据处理请求消息，所述区块链包括第一物联网的各个边缘节点和第二物联网的各个边缘节点；
所述接收模块还用于接收第二物联网中的第二边缘节点在区块链中广播的数据处理响应消息，所述数据处理响应消息是所述目标设备标识对应的设备接收到所述第二边缘节点发送的所述数据处理请求消息后生成的；
第一获取模块，用于获取所述数据处理响应消息中的数据；
发送模块，用于将所述数据发送至所述第一设备。
6.根据权利要求5所述的边缘节点，其特征在于，所述接入请求消息还包括第一设备的标识和鉴权信息；还包括：
第二获取模块，用于从数据服务器获取鉴权数据，并根据所述鉴权数据、所述第一设备的标识和所述鉴权信息对所述接入请求消息进行鉴权；
所述发送模块还用于若鉴权通过，则向所述第一设备返回鉴权成功消息；
注册模块，用于将所述第一设备接入第一物联网。
7.根据权利要求5所述的边缘节点，其特征在于，还包括：
所述接收模块还用于接收区块链中第一边缘节点广播的数据处理请求消息；
第三获取模块，用于获取所述数据处理请求消息中携带的目标设备标识；
建立连接模块，用于若所述目标设备标识为物联网业务平台的标识，则建立所述物联网业务平台的标识对应的物联网业务平台与本第二边缘节点的连接关系；
所述发送模块还用于将所述数据处理请求消息转发至所述物联网业务平台；
所述接收模块还用于接收所述物联网业务平台返回的数据处理响应消息；
所述广播模块还用于在区块链中广播所述数据处理响应消息。
8.根据权利要求7所述的边缘节点，其特征在于，还包括：
所述发送模块还用于若所述目标设备标识为第二设备的标识，且根据所述第二设备的标识确定所述第二设备与本第二边缘节点预先连接，则将所述数据处理请求消息转发至所述第二设备的标识对应的第二设备；
所述接收模块还用于接收所述第二设备返回的数据处理响应消息；
所述广播模块还用于在区块链中广播所述数据处理响应消息。
9.一种物联网网间设备通信系统，其特征在于，包括：权利要求5至8中任意一项所述的边缘节点、第一物联网的数据服务器、第一物联网的第一设备和第二物联网的物联网业务平台；或
权利要求5至8中任意一项所述的边缘节点、第一物联网的数据服务器、第一物联网的第一设备和第二物联网的第二设备。
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