CN114401292B

CN114401292B - 一种基于物影子的设备消息采集系统及方法

Info

Publication number: CN114401292B
Application number: CN202210019569.7A
Authority: CN
Inventors: 杨帆
Original assignee: XCMG Hanyun Technologies Co Ltd
Current assignee: XCMG Hanyun Technologies Co Ltd
Priority date: 2022-01-10
Filing date: 2022-01-10
Publication date: 2023-06-06
Anticipated expiration: 2042-01-10
Also published as: CN114401292A

Abstract

本发明公开了工业互联网技术领域的一种基于物影子的设备消息采集系统及方法，包括：获取设备侧初始消息；创建与设备侧初始消息相对应的设备影子；根据设备影子中的定时信息创建包含指定定时时长的定时器；响应于在定时时长内接收到设备侧消息时，基于设备侧消息更新设备影子数据；响应于未在定时时长内接收到设备侧消息时，根据设备影子数据下发指令要求指定设备重新发送。本发明可定时更新设备影子数据，且定时超时未收到数据时可根据设备影子数据下发指令要求指定设备重新发送，降低了通信的复杂度。

Description

一种基于物影子的设备消息采集系统及方法

技术领域

本发明涉及一种基于物影子的设备消息采集系统及方法，属于工业互联网技术领域。

背景技术

随着工业互联网的蓬勃发展，越来越多的工业企业开始通过工业互联网把设备相关信息上报到工业互联网平台进行分析和展示。但是如何在复杂的互联网网络环境下，将设备相关数据可靠地上传到云平台，是目前的技术难点。

传统的方案是直接把发送到工业互联网平台，不等待工业互联网平台的确认消息，也不会重发。只有在通讯链路中断的时候才缓存数据，在通讯链路恢复的时候把所有的数据一次性发送给工业互联网平台。另一种方案设备在发送消息到工业互联网平台后会等待工业互联网平台的确认消息，如果等待超时，直接重发。而在专利(CN112367146A-边缘侧消息的投递方法、装置和电子设备)中提出了一种改进的方法。云平台获取边缘侧设备发送的工况消息和待确认消息；对工况消息进行数据处理，并生成确认收到的反馈消息；根据待确认消息和确认收到的反馈消息更新消息数据库；基于消息数据库中的未确认收到的消息生成数据重发请求。

上述的方案存在一些问题，首先连接设备的不同对于消息可靠性的要求是不一样的。对于机床，重型机械这些高价值设备，需要根据一些突发的情况做及时处理分析，因此数据的实时性要求比较高，当时可靠性要求并不高，有些消息没有收到并不影响，因此并不需要采用消息的确认重发机制。而有些设备，需要根据时序的数据进行统计分析和处理，此时对数据的实时性要求不高，对数据的可靠性要求比较高，此时需要采用消息的确认重发机制。

其次，在上述专利中，消息的重发虽然改成了由云平台发起，减轻了边缘设备端的负担。但是为了支持消息的确认，边缘侧设备需要发送工况消息和待确认消息，待确认消息本身只是为了支持消息的确认，因此人为的把边缘端和云端的消息量增加了一倍，反而增加了边缘侧和云平台的网络带宽要求。尤其是待确认消息本身如果没有发送到云平台，那么云平台将无法对消息确认。而且，待确认消息中需要携带边缘侧设备的IP，但是对于使用3G/4G这种移动互联网的设备来讲，IP是变化的，并不固定，因此如果使用此IP地址来查询消息数据库，将无法把对应的消息的状态改为已经确认状态。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于物影子的设备消息采集系统及方法，可定时更新设备影子数据，且定时超时未收到数据时可根据设备影子数据下发指令要求指定设备重新发送，降低了通信的复杂度。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种基于物影子的设备消息采集方法，包括：

获取设备侧初始消息；

创建与设备侧初始消息相对应的设备影子；

根据设备影子中的定时信息创建包含指定定时时长的定时器；

响应于在定时时长内接收到设备侧消息时，基于设备侧消息更新设备影子数据；

响应于未在定时时长内接收到设备侧消息时，根据设备影子数据下发指令要求指定设备重新发送。

进一步的，所述设备影子包括设备唯一标识、是否需要确认设备侧消息、设备定时上报的时间间隔、超时计数器、当前收到设备消息的最新序列号和当前收到设备的最新原始消息，所述当前收到设备消息的最新序列号初始为零且随设备每发送一条消息递增。

进一步的，根据设备影子中的定时信息创建包含指定定时时长的定时器，包括根据设备影子中设备定时上报的时间间隔设置指定定时时长的定时器。

进一步的，响应于在定时时长内接收到设备侧消息时，基于设备侧消息更新设备影子数据，包括：

响应于设备影子需要确认消息时，重新设置设备影子的超时计数器为初始值，更新设备上报数据；

响应于设备影子不需要确认消息时，仅更新设备上报数据。

进一步的，更新设备上报数据包括：基于设备侧消息中的设备唯一标识确定该标识的设备影子后，按照设备侧消息中的最新序列号和最新消息更新该设备影子中的当前收到设备消息最新序列号和设备最新数据。

进一步的，响应于未在定时时长内接收到设备侧消息时，根据设备影子数据下发指令要求指定设备重新发送，包括：

响应于定时器超时后，扫描所有设备影子，判断设备影子是否需要确认设备侧消息；

响应于设备影子不需要确认设备侧消息时，不做处理；

响应于设备影子需要确认设备侧消息时，将设备影子中的超时计数器减1后，判断此时超时计数器是否不大于零；

响应于超时计数器不大于零时，要求设备重新发送设备影子中当前收到消息的最新序列号之后序列号的设备侧消息。

第二方面，本发明提供了一种基于物影子的设备消息采集系统，包括：

接收模块：用于获取设备侧初始消息；

设备影子创建模块：用于创建与设备侧初始消息相对应的设备影子；

定时器创建模块：用于根据设备影子中的定时信息创建包含指定定时时长的定时器；

数据更新模块：用于响应于在定时时长内接收到设备侧消息时，基于设备侧消息更新设备影子数据；

数据重发模块：用于响应于未在定时时长内接收到设备侧消息时，根据设备影子数据下发指令要求指定设备重新发送。

第三方面，本发明提供了一种基于物影子的设备消息采集装置，包括处理器及存储介质；

所述存储介质用于存储指令；

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述任一项所述方法的步骤。

第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明所提供的一种基于物影子的设备消息采集系统及方法，支持根据设备要求来确定是否需要确认和重发消息。具体来说，对于数据处理实时性要求高，对数据可靠性要求低，容忍小部分丢数据的设备，可以完全不做任何确认，这样大大的降低了通信的复杂度，同时能够降低设备侧的运算能力要求以及通信带宽要求。而对于数据处理实时性要求低，但是对数据可靠性要求高的设备，通过本发明所述技术方案，工业互联网平台通过定时和消息序列号来确定是否要求设备重发数据以及重发哪些数据，设备在发送数据的时候只需要增加一个消息序列号的字段，不需要发送其他的消息，大大的降低了设备侧的运算要求，也大大的降低了通讯带宽要求，同时也做到了消息的可靠发送。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的设备消息采集方法的流程图；

图2是本发明实施例一提供的设备消息采集方法的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

一种基于物影子的设备消息采集方法，请参阅图1，该方法包括：

S10：工业互联网平台创建设备和设备影子，设备影子包括是否需要确认设备侧消息以及设备定时上报的时间间隔配置信息、设备唯一标识、当前收到设备消息最新序列号和设备最新数据。步骤S10具体为：在工业互联网平台创建设备信息时，同步在数据库中创建设备影子，数据库中数据包括：设备唯一标识、是否需要确认设备侧消息、设备定时上报的时间间隔、超时计数器、当前收到设备消息的最新序列号(初始为0，设备每发送一条消息加1)和当前收到设备的最新原始消息。具体形式为：(deviceID，needAck，timeInterval，timeoutCount，sequenceID，message)，其中deviceID代表设备唯一标识；needAck代表设备侧消息是否需要确认；timeInterval代表设备定时上报时间间隔，以秒为单位；timeoutCount代表超时计数器，初始值和timeInterval一致；sequenceID代表当前收到消息的最新序列号；message代表当前收到设备的最新原始信息，是一个json字符串。例如，(111111111，true，50，50，222222222，[{"temp":"22"},{"humidity":"60"}])表示终端ID为为111111111的设备需要确认消息，设备定时上报的时间是50s，当前超时计数器初始值为50，当前已经收到最新的消息序列号为222222222，当前收到的最新消息为[{"temp":"22"},{"humidity":",60"}]。

S20：工业互联网平台创建定时器。本实施例中设置1秒的全局定时器。

S30：收到设备侧消息后更新设备影子，即收到设备消息后更新设备影子数据，其步骤具体为：设备发送消息，消息中携带当前设备ID，消息序列号加1，设备数据。工业互联网平台收到设备消息后，更新设备影子数据。判断如果需要确认消息，那么重新设置超时计数器为初始值，更新消息最新序列号为新设备消息的序列号，更新设备上报数据。如果不需要确认消息，那么只更新设备上报数据。例如：当前设备影子数据为(111111111，true，50，40，222222222，[{"temp":"22"},{"humidity":"60"}])，收到设备消息为(111111111，222222223，[{"temp":"25"},{"humidity":"65"}])，消息中111111111表示设备ID，222222223表示最新消息序号。当工业互联网平台收到这个消息后，更新设备影子为(111111111，true，50，50，222222223，[{"temp":"25"},{"humidity":"65"}])。

S40：超过定时时长没有收到设备端消息，工业互联网平台下发指令要求设备重发。其步骤具体为：1秒的全局定时器超时后，扫描所有设备的设备影子，判断如果设备需要确认消息，那么超时计数器减1，如此时超时计数器减到0，那么要下发指令要求设备重新发送数据；如果不需要确认消息，不做处理。例如，当前设备影子数据为(111111111，true，50，40，222222222，[{"temp":"22"},{"humidity":"60"}])，在定时器超时后，设备影子数据改为(111111111，true，50，39，222222222，[{"temp":"22"},{"humidity":"60"}])；超时计数器减1后，如果此时超时计数器≤0，那么下发指令，要求设备重新发送设备影子最新消息序列号加1及以后的消息，如果此时超时计数器大于0，表示此时设备影子上配置的时间间隔还没有达到，因此设备还没有超时。不需要任何操作，继续等待设备发送数据。如果设备不需要确认消息，不做任何处理。例如：当前设备影子数据为(111111111，true，50，1，222222222，[{"temp":"22"},{"humidity":"60"}])，此时1秒的全局定时器器超时后，修改设备影子的超时计数器1-1＝0，判断此时的超时计数器为0并且不大于0，此时工业互联网平台下发指令要求设备重新发送序号为222222223及以后的消息。

实施例二：

一种基于物影子的设备消息采集系统，可实现实施例一中一种基于物影子的设备消息采集方法，包括：

接收模块：用于获取设备侧初始消息；

实施例三：

本发明实施例还提供了一种基于物影子的设备消息采集装置，可实现实施例一中一种基于物影子的设备消息采集方法，包括处理器及存储介质；

所述存储介质用于存储指令；

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行下述方法的步骤：

获取设备侧初始消息；

创建与设备侧初始消息相对应的设备影子；

实施例四：

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，可实现实施例一中一种基于物影子的设备消息采集方法，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现下述方法的步骤：

获取设备侧初始消息；

创建与设备侧初始消息相对应的设备影子；

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于物影子的设备消息采集方法，其特征是，包括：

获取设备侧初始消息；

创建与设备侧初始消息相对应的设备影子；

响应于未在定时时长内接收到设备侧消息时，根据设备影子数据下发指令要求指定设备重新发送;

其中，所述根据设备影子数据下发指令要求指定设备重新发送，包括：

响应于设备影子不需要确认设备侧消息时，不做处理；

2.根据权利要求1所述的基于物影子的设备消息采集方法，其特征是，所述设备影子包括设备唯一标识、是否需要确认设备侧消息、设备定时上报的时间间隔、超时计数器、当前收到设备消息的最新序列号和当前收到设备的最新原始消息，所述当前收到设备消息的最新序列号初始为零且随设备每发送一条消息递增。

3.根据权利要求2所述的基于物影子的设备消息采集方法，其特征是，根据设备影子中的定时信息创建包含指定定时时长的定时器，包括根据设备影子中设备定时上报的时间间隔设置指定定时时长的定时器。

4.根据权利要求2所述的基于物影子的设备消息采集方法，其特征是，响应于在定时时长内接收到设备侧消息时，基于设备侧消息更新设备影子数据，包括：

响应于设备影子不需要确认消息时，仅更新设备上报数据。

5.根据权利要求4所述的基于物影子的设备消息采集方法，其特征是，更新设备上报数据包括：基于设备侧消息中的设备唯一标识确定该标识的设备影子后，按照设备侧消息中的最新序列号和最新消息更新该设备影子中的当前收到设备消息最新序列号和设备最新数据。

6.一种基于物影子的设备消息采集系统，其特征是，包括：

接收模块：用于获取设备侧初始消息；

数据重发模块：用于响应于未在定时时长内接收到设备侧消息时，根据设备影子数据下发指令要求指定设备重新发送；

响应于设备影子不需要确认设备侧消息时，不做处理；

7.一种基于物影子的设备消息采集装置，其特征是，包括处理器及存储介质；

所述存储介质用于存储指令；

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1~5任一项所述方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征是，该程序被处理器执行时实现权利要求1~5任一项所述方法的步骤。