CN112512060A - 一种设备端智能管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明一种设备端智能管理系统,包括管理端和多个设备端,所述管理端分别连接每个所述设备端;所述管理端包括:信息获取单元,用于获取所连接的所述设备端的设备状态信息;服务单元,连接所述信息获取单元,用于根据获取到的所述设备状态信息分别生成和发送每个所述设备端所对应的应用程序的请求地址,以供所述设备端通过所述请求地址下载并安装所述应用程序;每个所述设备端分别包括:鉴权请求单元,当所述应用程序启动时,所述管理单元通过所述应用程序获取所述设备端的设备鉴权信息,并将所述设备鉴权信息包括在鉴权请求中发送至所述管理端。本发明一种设备端智能管理系统对设备管理方便且智能化。

Description

一种设备端智能管理系统
技术领域
本发明涉及智能管理技术领域,特别涉及一种设备端智能管理系统。
背景技术
传统IoT物联网系统(IoT,Internet of Things,物联网),对设备进行集中式管理,如状态上报、软件升级、固件升级、下发指令等,需要大量人力进行维护、管理,容易造成设备遗漏或误操作。当前各种边缘端设备、智能家居设备,种类繁多且还在不断增长,如何更方便更智能的管理这些设备,对用户及设备管理者都提出了更高的要求。
发明内容
为了克服现有技术中传统IoT物联网系统对设备管理不方便且不够智能化的问题,本发明提供了一种设备端智能管理系统。
本发明解决技术问题的方案是提供一种设备端智能管理系统,包括管理端和多个设备端,所述管理端分别连接每个所述设备端;所述管理端包括:信息获取单元,用于获取所连接的所述设备端的设备状态信息;服务单元,连接所述信息获取单元,用于根据获取到的所述设备状态信息分别生成和发送每个所述设备端所对应的应用程序的请求地址,以供所述设备端通过所述请求地址下载并安装所述应用程序;每个所述设备端分别包括:鉴权请求单元,当所述应用程序启动时,所述管理单元通过所述应用程序获取所述设备端的设备鉴权信息,并将所述设备鉴权信息包括在鉴权请求中发送至所述管理端;自组网单元,用于在获取所述管理端发送的表示鉴权通过的反馈结果后接入所述管理端,以组建包括所述管理端和多个所述设备端的自组物联网。
优选地,所述设备状态信息包括所述设备端的使用范围、设备类型、加密密钥中的至少一个。
优选地,所述鉴权请求单元具体包括:信息获取模块,用于在所述应用程序启动时,通过所述应用程序获取所述设备端的设备信息;编码转换模块,连接所述信息获取模块,用于根据所述设备信息转换形成用于鉴权的唯一的鉴权编码;鉴权发送模块,连接所述编码转换模块,用于将所述鉴权编码作为所述设备鉴权信息,并包括在所述鉴权请求中发送至所述管理端。
优选地,所述设备信息包括所述设备端的软件信息和/或固件信息。
优选地,每个所述设备端还包括:数据获取单元,用于获取所述设备端在正常运行过程中产生的应用程序数据;数据预处理单元,连接所述数据获取单元,用于对所述应用程序数据进行预处理,并输出经过预处理后的所述应用程序数据;数据发送单元,连接所述数据预处理单元,用于将经过预处理后的所述应用程序数据发送至所述管理端,以供所述管理端对所述设备端进行统一管理。
优选地,所述数据预处理单元采用清洗脏数据和/或将数据转换成统一的预定格式的方式对所述应用程序数据进行预处理。
优选地,每个所述设备端分别包括:升级单元,连接所述自组网单元,用于在所述设备端接入所述自组物联网后,基于周期性查询版本自动生成的升级需求或者外部输入的升级需求,向所述管理端上传对应的升级请求,以请求从所述管理端下载升级数据;所述设备端根据下载的所述升级数据对软件和/或固件进行升级。
优选地,每个所述设备端分别包括:处理单元,在所述应用程序启动后,所述应用程序通过所述处理单元对应用程序数据进行处理,所述处理单元内预设有对应于所述应用程序的数据处理模型;模型更新单元,连接所述处理单元,用于获取所述管理端下发的模型更新数据,并根据所述模型更新数据对所述数据处理模型进行更新。
优选地,每个所述设备端分别包括:自学习单元,连接所述处理单元,用于实时监控所述应用程序的运行状态,并根据所述运行状态对所述数据处理模型进行自学习,以更新所述数据处理模型。
优选地,所述自组网单元具体包括:数据共享模块,用于在自组网成功后,通过所述管理端获取属于同一个所述自组物联网中的各个所述设备端的节点元数据;信号检测模块,用于周期性检测所述管理端与所述设备端之间的连接状态,并输出检测结果;选举模块,分别连接所述数据共享模块和所述信号检测模块,当所述检测结果表示所述管理端失去信号连接时,所述选举模块根据目前仍在线的所述设备端的所述节点元数据选举得到一个主设备端;二次组网模块,分别连接所述选举模块和所述数据共享模块,用于将所述主设备端作为主节点,目前仍在线其余所述设备端作为从节点,重新组网形成所述自组物联网。
与现有技术相比,本发明一种设备端智能管理系统和方法实现了在设备端进行数据预处理、自动组网、元数据共享、数据传输、软件固件升级、模型管理,提升设备端的自我管理、自我学习等能力。使用嵌入式开发语言,轻量级应用程序更加适用于小型设备。所述系统基于标准的MQTT、WebSocket、Coap等物联网通讯协议,提供通用的数据交互接口。
附图说明
图1是本发明一种设备端智能管理系统的框架图;
图2是本发明一种设备端智能管理系统中管理单元的模块图;
图3是本发明一种设备端智能管理系统中应用单元的模块图;
图4是本发明一种设备端智能管理系统中设备管理模块的模块图;
图5是本发明一种设备端智能管理系统中设备端的模块图;
图6是本发明一设备端智能管理系统中设备端的鉴权请求单元的模块图;
图7是本发明一种设备端智能管理系统中设备端的自组网单元的模块图;
图8是本发明一种设备端智能管理系统的工作流程图;
图9是本发明一种设备端智能管理系统中生成和安装应用程序的流程图。
图10是本发明一种设备端智能管理系统中实施应用程序的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的,技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施实例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1,本发明一种设备端智能管理系统适用于各种边缘端、智能家居设备,所述系统为可以使设备端具备一定自我管理、自我学习的嵌入式应用程序。
本发明一种设备端智能管理系统,包括管理端1和多个设备端2,所述管理端1分别连接每个所述设备端2;所述管理端1根据设备端2的使用范围、服务端请求地址、设备类型、加密密钥等信息,自动生成应用程序,并安装进设备端2;所述设备端2为智能家居设备端,使用范围包括小区、楼宇、家庭等,管理端可根据实际情况,部署在小区、楼宇、家庭等不同范围。
所述管理端1包括:
管理单元11:获取和发送设备信息;
应用单元13:根据管理单元发送的信息生成并安装应用程序。
信息获取单元15,用于获取所连接的所述设备端2的设备状态信息;所述设备状态信息包括所述设备端2的使用范围、设备类型、加密密钥中的至少一个;
服务单元17,连接所述信息获取单元15,用于根据获取到的所述设备状态信息分别生成和发送每个所述设备端2所对应的应用程序的请求地址,以供所述设备端2通过所述请求地址下载并安装所述应用程序;
请参阅图2,所述管理单元11包括:
信息获取单元111:用于获取设备端的信息;
服务单元112:用于生成和发送请求地址。
所述信息获取单元111获取的设备端2的信息包括:设备端2的使用范围、请求地址、设备类型、加密密钥。
请参阅图3,所述应用单元13包括:
程序单元131:连接所述信息获取单元111,根据获取的设备端的信息生成应用程序;
安装单元132:连接所述程序单元131,将所述应用程序安装至所述设备端2。
所述设备端2为智能家居设备端,使用范围包括小区、楼宇、家庭,所述管理端根据实际情况,部署在上述使用范围。
请参阅图4,所述设备端2具有管理能力,所述设备端2包括设备管理模块201,所述设备管理模块201连接所述管理单元11,所述设备管理模块201包括:
身份鉴权模块202:根据设备端信息读取模块202读取的设备信息和加密算法计算出所述设备端设备的唯一编码,进行鉴权操作;
数据交互模块203:通过标准的MQTT、WebSocket、Coap物联网通讯协议对通讯链路进行加密,与所述管理端进行数据交互,数据交互包括数据采集上报、设备状态信息上报、接收下发指令;
软件固件升级模块204:用于软件、固件进行升级操作。
请参阅图5,每个所述设备端2进一步包括:
鉴权请求单元21,当所述应用程序启动时,所述管理单元11通过所述应用程序获取所述设备端2的设备鉴权信息,并将所述设备鉴权信息包括在鉴权请求中发送至所述管理端1;所述鉴权请求单元21连接所述设备管理模块201;
自组网单元22,用于在获取所述管理端1发送的表示鉴权通过的反馈结果后接入所述管理端1,以组建包括所述管理端1和多个所述设备端2的自组物联网。
请参阅图6,所述鉴权请求单元21具体包括:
信息获取模块211,用于在所述应用程序启动时,通过所述应用程序获取所述设备端的设备信息;所述设备信息包括所述设备端2的软件信息和/或固件信息;
编码转换模块212,连接所述信息获取模块211,用于根据所述设备信息转换形成用于鉴权的唯一的鉴权编码;
鉴权发送模块213,连接所述编码转换模块212,用于将所述鉴权编码作为所述设备鉴权信息,并包括在所述鉴权请求中发送至所述管理端1。
每个所述设备端2还包括:
数据获取单元23,用于获取所述设备端2在正常运行过程中产生的应用程序数据;
数据预处理单元24,连接所述数据获取单元23,用于对所述应用程序数据进行预处理,并输出经过预处理后的所述应用程序数据;所述数据预处理单元24采用清洗脏数据和/或将数据转换成统一的预定格式的方式对所述应用程序数据进行预处理;
数据发送单元25,连接所述数据预处理单元24,用于将经过预处理后的所述应用程序数据发送至所述管理端1,以供所述管理端2对所述设备端1进行统一管理。
每个所述设备端2分别包括:
升级单元26,连接所述自组网单元22,用于在所述设备端2接入所述自组物联网后,基于周期性查询版本自动生成的升级需求或者外部输入的升级需求,向所述管理端1上传对应的升级请求,以请求从所述管理端1下载升级数据;
所述设备端2根据下载的所述升级数据对软件和/或固件进行升级。
每个所述设备端2分别包括:
处理单元27,在所述应用程序启动后,所述应用程序通过所述处理单元27对应用程序数据进行处理,所述处理单元27内预设有对应于所述应用程序的数据处理模型;
模型更新单元28,连接所述处理单元27,用于获取所述管理端下发的模型更新数据,并根据所述模型更新数据对所述数据处理模型进行更新。
每个所述设备端2分别包括:
自学习单元29,连接所述处理单元27,用于实时监控所述应用程序的运行状态,并根据所述运行状态对所述数据处理模型进行自学习,以更新所述数据处理模型。
请参阅图7,所述自组网单元22具体包括:
数据共享模块221,用于在自组网成功后,通过所述管理端1获取属于同一个所述自组物联网中的各个所述设备端2的节点元数据;
信号检测模块222,用于周期性检测所述管理端1与所述设备端2之间的连接状态,并输出检测结果;
选举模块223,分别连接所述数据共享模块221和所述信号检测模块222,当所述检测结果表示所述管理端失去信号连接时,所述选举模块223根据目前仍在线的所述设备端2的所述节点元数据选举得到一个主设备端;
二次组网模块224,分别连接所述选举模块223和所述数据共享模块221,用于将所述主设备端作为主节点,目前仍在线其余所述设备端2作为从节点,重新组网形成所述自组物联网。
请参阅图8,本发明一种设备端智能管理系统的工作流程包括:
步骤S1:设备端信息读取。设备端信息读取模块自动读取设备端的软件信息、固件信息,如设备唯一编码;
步骤S2:身份鉴权。设备端信息读取模块将信息发送至身份鉴权模块,应用程序根据读取到的设备信息,根据加密算法计算出该设备的唯一编码,并发送到管理端进行鉴权操作,只有鉴权通过的设备才能在管理端统一管理;
步骤S3:数据预处理。身份鉴权模块将数据发送至自组网单元和数据获取单元,再发送至数据预处理单元,数据预处理单元将采集到的数据在设备端先进行清洗脏数据、规范数据格式等预操作;
步骤S4:自动组网。通过身份鉴权后,同一局域网的设备自动注册到管理端,通过自组网单元在管理端或手机APP上进行统一管理;
步骤S5:数据交互。数据交互模块通过标准的MQTT、WebSocket、Coap等物联网通讯协议,对通讯链路进行加密,与管理端进行数据交互,如数据采集上报、设备状态信息上报、接收下发指令,如开关机等;
步骤S6:软件、固件升级。软件、固件通过软件固件升级模块在管理端进行升级操作;
步骤S7:模型管理。部分高性能的设备端,可自我训练模型,并使用该模型的最新版本,可接收管理端下发的模型;
步骤S8:元数据共享。在与管理端失去网络连接后,参与组网的设备端可以自行共享或更新某个master节点的元数据如配置信息、指令等,即使出现网络故障后,仍然可以正常工作。
请参阅图9和图10,在系统工作流程图中,管理端1根据设备端2的使用范围、服务端请求地址、设备类型、加密密钥等信息,自动生成应用程序APP,并安装进设备端。所述系统生成和安装应用程序的流程为:
步骤A1:管理员生成应用请求,包括使用范围、请求地址、加密密钥等,从而生成应用程序;
步骤A2:返回应用生成状态;
步骤A3:获取应用;
步骤A4:生成应用下载地址;
步骤A5:返回下载地址;
步骤A6:下载应用程序;
步骤A7:安装应用程序。
将应用程序安装于所述设备2,通过设备管理模块201实施应用程序:
步骤A8:读取设备信息;
步骤A9:身份鉴权请求;
步骤A10:鉴权成功;
步骤A11:数据预处理;
步骤A12:自动组网;
步骤A13:数据交互;
步骤A14:指令下发、设备升级、模型下发;
步骤A15:模型管理、训练模型。
与现有技术相比,本发明一种设备端智能管理系统实现了在设备端进行数据预处理、自动组网、元数据共享、数据传输、软件固件升级、模型管理,提升设备端的自我管理、自我学习等能力。使用嵌入式开发语言,轻量级应用程序更加适用于小型设备。所述系统基于标准的MQTT、WebSocket、Coap等物联网通讯协议,提供通用的数据交互接口。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的原则之内所作的任何修改,等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种设备端智能管理系统,其特征在于:包括管理端和多个设备端,所述管理端分别连接每个所述设备端;
所述管理端包括:
信息获取单元,用于获取所连接的所述设备端的设备状态信息;
服务单元,连接所述信息获取单元,用于根据获取到的所述设备状态信息分别生成和发送每个所述设备端所对应的应用程序的请求地址,以供所述设备端通过所述请求地址下载并安装所述应用程序;
每个所述设备端分别包括:
鉴权请求单元,当所述应用程序启动时,所述管理单元通过所述应用程序获取所述设备端的设备鉴权信息,并将所述设备鉴权信息包括在鉴权请求中发送至所述管理端;
自组网单元,用于在获取所述管理端发送的表示鉴权通过的反馈结果后接入所述管理端,以组建包括所述管理端和多个所述设备端的自组物联网。
2.如权利要求1所述的一种设备端智能管理系统,其特征在于:所述设备状态信息包括所述设备端的使用范围、设备类型、加密密钥中的至少一个。
3.如权利要求1所述的一种设备端智能管理系统,其特征在于:所述鉴权请求单元具体包括:
信息获取模块,用于在所述应用程序启动时,通过所述应用程序获取所述设备端的设备信息;
编码转换模块,连接所述信息获取模块,用于根据所述设备信息转换形成用于鉴权的唯一的鉴权编码;
鉴权发送模块,连接所述编码转换模块,用于将所述鉴权编码作为所述设备鉴权信息,并包括在所述鉴权请求中发送至所述管理端。
4.如权利要求3所述的一种设备端智能管理系统,其特征在于:所述设备信息包括所述设备端的软件信息和/或固件信息。
5.如权利要求1所述的一种设备端智能管理系统,其特征在于:每个所述设备端还包括:
数据获取单元,用于获取所述设备端在正常运行过程中产生的应用程序数据;
数据预处理单元,连接所述数据获取单元,用于对所述应用程序数据进行预处理,并输出经过预处理后的所述应用程序数据;
数据发送单元,连接所述数据预处理单元,用于将经过预处理后的所述应用程序数据发送至所述管理端,以供所述管理端对所述设备端进行统一管理。
6.如权利要求5所述的一种设备端智能管理系统,其特征在于:所述数据预处理单元采用清洗脏数据和/或将数据转换成统一的预定格式的方式对所述应用程序数据进行预处理。
7.如权利要求1所述的一种设备端智能管理系统,其特征在于:每个所述设备端分别包括:
升级单元,连接所述自组网单元,用于在所述设备端接入所述自组物联网后,基于周期性查询版本自动生成的升级需求或者外部输入的升级需求,向所述管理端上传对应的升级请求,以请求从所述管理端下载升级数据;
所述设备端根据下载的所述升级数据对软件和/或固件进行升级。
8.如权利要求1所述的一种设备端智能管理系统,其特征在于:每个所述设备端分别包括:
处理单元,在所述应用程序启动后,所述应用程序通过所述处理单元对应用程序数据进行处理,所述处理单元内预设有对应于所述应用程序的数据处理模型;
模型更新单元,连接所述处理单元,用于获取所述管理端下发的模型更新数据,并根据所述模型更新数据对所述数据处理模型进行更新。
9.如权利要求1所述的一种设备端智能管理系统,其特征在于:每个所述设备端分别包括:
自学习单元,连接所述处理单元,用于实时监控所述应用程序的运行状态,并根据所述运行状态对所述数据处理模型进行自学习,以更新所述数据处理模型。
10.如权利要求1所述的一种设备端智能管理系统,其特征在于:所述自组网单元具体包括:
数据共享模块,用于在自组网成功后,通过所述管理端获取属于同一个所述自组物联网中的各个所述设备端的节点元数据;
信号检测模块,用于周期性检测所述管理端与所述设备端之间的连接状态,并输出检测结果;
选举模块,分别连接所述数据共享模块和所述信号检测模块,当所述检测结果表示所述管理端失去信号连接时,所述选举模块根据目前仍在线的所述设备端的所述节点元数据选举得到一个主设备端;
二次组网模块,分别连接所述选举模块和所述数据共享模块,用于将所述主设备端作为主节点,目前仍在线其余所述设备端作为从节点,重新组网形成所述自组物联网。
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