CN114584614A - 用于智能终端与采集终端之间的信息交互方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种用于智能终端与采集终端之间的信息交互方法。属于智能电网技术领域。所述消息交互方法包括：所述智能终端通过订阅发布总线向所述采集终端发布订阅主题；所述采集终端根据所述订阅主题，通过所述订阅发布总线向所述智能终端发布对应的运行数据；其中，所述采集终端与所述智能终端基于MQTT协议进行通信。本发明实施例通过订阅发布总线实现智能终端与采集终端之间的信息交互，并采用MQTT技术，屏蔽底层设备协议细节，可以通过实现低压台区的智能终端设备统一，满足互联互通及泛在接入需求。

Description

用于智能终端与采集终端之间的信息交互方法

技术领域

本发明涉及智能电网技术领域，具体地涉及一种用于智能终端与采集终端之间的信息交互方法。

背景技术

随着物联网和智能电网的快速发展，终端设备得到广泛应用。现阶段电力物联网终端面临如下问题：终端设备数量庞大、形式多样、智能化水平不高、功能受限；终端设备应用场景范围广，所涉及的通信技术多样、协议复杂；各种各样、不同型的终端设备，导致终端设备数据模型、接口协议不统一，数据跨专业协同共享存在壁垒。目前，通过智能终端，将不同专业的业务进行融合，对于打破专业壁垒，使数据有效贯通具有重要意义。

传统的智能终端设备普遍采用面向过程的整体化软件架构设计方案，各业务单元软硬件模块耦合性大，随着接入智能终端的业务模块(采集终端)越来越多，智能终端的软件复杂度也呈指数级增长。新增业务功能处理复杂性高，难以满足业务灵活调整、快速安装部署的需求。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种用于智能终端与采集终端之间的信息交互方法，该信息交互方法用于解决智能终端设备新增业务功能处理复杂性高所产生的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于智能终端与采集终端之间的信息交互方法，所述消息交互方法包括：所述智能终端通过订阅发布总线向所述采集终端发布订阅主题；所述采集终端根据所述订阅主题，通过所述订阅发布总线向所述智能终端发布对应的运行数据；其中，所述采集终端与所述智能终端基于MQTT协议进行通信。

可选地，所述智能终端的结构包括：主控模块、存储模块、上行通信模块、下行通信模块；其中，所述主控模块，电性连接所述上行通信模块、所述下行通信模块，用于控制该智能终端的各功能模块；所述存储模块，用于存储所述主控模块所需的运行数据；所述上行通信模块，用于与云端主站实时交互运行数据；所述下行通信模块，用于与所述采集终端实时交互运行数据。

可选地，所述主控模块内嵌GPU，并具有UART、USB、SPI及ADC外围设备控制器。

可选地，所述上行通信模块支持工业以太网、4G/5G无线通信、和/或光纤通信。

可选地，所述下行通信模块支持工业以太网、RS485、WiFi、可扩展NB-IoT、LoRa、和/或PLC连接方式。

可选地，所述智能终端的软件运行环境被配置包括：操作系统、边缘计算框架和Docker容器，其中，所述操作系统提供所述控制装置外围接口的驱动设计，所述边缘计算框架包括Docker容器管理引擎、操作系统管理模块、及边缘侧APP开发的各层组件，所述Docker容器包括营销容器、配电容器、及基础容器。

可选地，所述Docker容器的夸容器之间的消息交互基于数据访问总线进行，其中，所述营销容器、所述配电容器之间互相不通信，所述基础容器提供统一接口进行夸容器之间的消息交互。

可选地，在所述智能终端通过订阅发布总线向所述采集终端发布订阅主题之前，所述消息交互方法还包括：初始化所述智能终端的主控模块、及其上行通信模块和下行通信模块的设置；所述主控模块获取监控指令，根据所述监控指令检索被订阅的所述采集终端、及对应的所述订阅主题。

可选地，所述信息交互方法还包括：所述主控模块实时监听所述采集终端的发布订阅接口；通过所述下行通信模块实时获取所述采集终端的运行数据，存至所述实时数据库中。

可选地，所述消息交互方法还包括：根据所述运行数据的参数属性和预设的数据模型，建立对应的数据模型实例；根据定时采样原则，采集符合所述数据模型实例的运行数据，并储存至所述历史数据库。

本发明实施例还提供一种用于智能终端与云端主站之间的消息交互方法，所述消息交互方法包括：所述智能终端通过其上行通信模块与所述云端主站的MQTT代理服务器连接，所述云端主站向所述智能终发布订阅主题；所述智能终端根据所述订阅主题，将其获取的运行数据对应的MQTT报文发送至所述云端主站。

可选地，所述消息交互方法还包括：所述云端主站向所述智能终端下发运行数据对应的数据模型；所述智能终端根据所下发的数据模型，对其存储模块中预设的数据模型进行更新。

可选地，在所述智能终端通过其上行通信模块与所述云端主站的MQTT代理服务器连接之前，所述消息交互方法还包括：初始化所述智能终端的主控模块、及其上行通信模块和下行通信模块的设置；所述智能终端通过其下行通信模块与采集终端进行通信。

可选地，所述消息交互方法还包括：所述智能终端，接收到所述云端主站发送的接收数据成功指令后，删除所述运行数据。

通过上述技术方案，本发明实施例通过订阅发布总线实现智能终端与采集终端之间的信息交互，并采用MQTT技术，屏蔽底层设备协议细节，可以通过实现低压台区的智能终端设备统一，满足互联互通及泛在接入需求。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明实施例提供的智能终端的结构示意图；

图2是图1智能终端的示例结构示意图；

图3是本发明实施例提供的智能终端配置的软件设计示意图；

图4是本发明实施例提供的消息交互方法流程示意图；

图5是图4消息交互方法的示例流程示意图；

图6是发明实施例提供另一消息交互方法的流程示意图；

图7是图6消息交互方法的示例流程示意图。

附图标记说明

11主控模块 12电源模块

13存储模块 14上行通信模块

15上行通信模块 16交互采集模块

17安全加密模块 18显示模块

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1是本发明实施例提供的智能终端的结构示意图，请参考图1，该智能终端包括：主控模块11、存储模块13、上行通信模块14、下行通信模块15。

本申请实施例提供的智能终端主要应用于电力物联网智能设备中，因此解释说明多以电力物联网为例，当然也可以应用到其他领域物联网智能设备中。

其中，所述主控模块11，电性连接所述电源模块12、所述上行通信模块14、所述下行通信模块15，用于控制该智能终端的各功能模块；所述存储模块13，用于存储所述主控模块11所需的运行数据；所述上行通信模块14，用于与云端主站实时交互运行数据；所述下行通信模块15，用于与所述采集终端实时交互运行数据。

图2是图1智能终端的示例结构示意图。

请参考图1和图2，优选的，所述主控模块11内嵌GPU，并具有UART、USB、SPI及ADC外围设备控制器。

举例说明，主控模块11，例如为主控芯片SCM701，可以被设计为：该主控芯片可以采用Cortex-A7架构、单芯4核、工作主频1.2GHz、芯片最大功耗600mA，内嵌Mali400MP2GPU，并具有UART、USB、SPI及ADC等丰富的外围设备控制器。负责进行统一的控制与处理，实现数据就地处理、智能分析，降低云端压力。

优选的，存储模块13可以被设计为：存储可以采用8G FLASH闪存对主控模块11所需数据进行存储；内存可以采用DDR3,16bit内存芯片。

优选的，所述上行通信模块14支持工业以太网、4G/5G无线通信、和/或光纤通信。

以示例说明，上行通信模块14负责向上与物联管理平台、业务主站等实时交换运行数据，实现需求的快速响应；支持工业以太网、4G、5G、光纤等多种通信方式，可以灵活适配当前主流骨干网接入需求。

优选的，所述下行通信模块15支持工业以太网、RS485、WiFi、可扩展NB-IoT、LoRa、和/或PLC连接方式。

以示例说明，下行通信模块15，实现与采集终端的感知单元和控制装置的连接，支持以太网、RS485、WiFi、可扩展NB-IoT、LoRa、PLC等多种连接方式，以适应多种形式的传感器接入需求。

优选的，所述智能终端还可以包括：交互采集模块16，电性连接所述主控模块11，用于采集并发送该智能终端线路上的运行参数。

以示例说明，交互采集模块16，采集并传送智能终端的运行参数，可以包括各种电气量，例如，线路上的电压、电流、功率等量值等。

优选地，所述智能终端还可以包括电源模块12，用于给该智能终端的各功能模块供电。

优选的，所述智能终端还可以包括安全加密模块17，电性连接所述主控模块，对该智能终端的运行数据进行加、解密。

以示例说明，安全加密模块17，完成对运行数据的加、解密过程，支持硬件级的数据安全加密，保障数据通信安全。

优选的，所述智能终端还可以包括显示模块18，电性连接所述主控模块11，用于显示该智能终端的运行数据。

其中，显示模块18，还可以用于显示其它参数，例如主站IP地址、终端地址等信息。

图3是本发明实施例提供的智能终端配置的软件设计示意图，请参考图3，优选的，该智能终端的软件运行环境被配置包括：1)操作系统、2)边缘计算框架和3)Docker容器。

其中，所述操作系统提供所述控制装置外围接口的驱动设计，所述边缘计算框架包括Docker容器管理引擎、操作系统管理模块、及边缘侧APP开发的各层组件，所述Docker容器包括营销容器、配电容器、及基础容器等。

1)操作系统为统一安全操作系统，例如可以基于Linux完成可信根和可信链设计，完成终端所有外围接口驱动设计，完成内核裁剪优化及补丁升级，实现内核对容器管理及终端管理平台支持。

2)所述边缘计算框架，用于为所述操作系统和Docker容器的边缘计算提供数据支持，以支撑各类业务应用，实现软件功能在不同基础平台上动态迁移；为边缘计算提供数据支撑，便于数据共享管理，实现APP以及边缘计算应用标准化。

所述边缘计算框架还可以详细设计为数据缓存与共享、消息转发与代理、设备管理与监视、业务开发与部署、边缘计算能力支持、云边协同能力支持等功能模块。

3)所述Docker容器，作为所述一个或多个APP的虚拟运行环境，用于隔离一个或多个APP，使一个或多个APP中的APP独立于其宿主机(例如本申请实施例的智能终端)和其他APP。

Docker容器是一种轻量化的虚拟化技术，采用Docker容器将应用APP进行隔离，使应用APP独立于宿主机和其它应用APP。这种属于操作系统层面的虚拟技术使应用APP具备独立的虚拟运行环境，某个应用APP运行异常时不影响其他容器中APP的独立运行。

举例说明，营销容器可以作为例如家庭用能分析APP、电能表停上电时间研判及上报APP、电动汽车有序用电APP等营销类APP的虚拟运行环境；配电容器可以作为例如电能质量分析APP、配电环境监测APP、无功补偿设备监测APP等配电类APP的虚拟运行环境；基础容器可以作为例如数据中心APP、无线远程拨号APP、本地抄表模块APP、采集任务调度管理APP等基础APP的虚拟运行环境。

优选地，所述Docker容器的夸容器之间的消息交互基于数据访问总线进行，其中，所述营销容器、所述配电容器之间互相不通信，所述基础容器提供统一接口进行夸容器之间的消息交互。其中，基于总线机制的跨容器消息定时发布管理APP，可以直接通过数据访问总线对数据进行读写操作，夸容器APP之间的消息交互采用MQTT消息总线进行通信，关于MQTT通信的内容在后续详细解释，此处先不赘述。

图4是本发明实施例提供的用于智能终端与采集终端之间的信息交互方法的流程示意图，请参考图4，该消息交互方法可以包括以下步骤：

步骤S110：所述智能终端通过订阅发布总线向所述采集终端发布订阅主题。

其中，采集终端，例如是家用电压表、电流表、温度计等；智能终端包括图1或图2所示的硬件结构，还可以包括多个采集终端的远程管理系统，智能终端例如为台区电压表、电流表、温度计系统等。在智能终端和采集终端需要通信时，智能终端可以通过订阅发布总线向所述采集终端发布订阅主题。

订阅主题例如可以包括：电流、电压、温度、白天用电量、夜间用电量等等。

步骤S120：所述采集终端根据所述订阅主题，通过所述订阅发布总线向所述智能终端发布对应的运行数据。

例如，智能终端需要获取采集终端某个时间段的用电量，采集终端根据订阅主题采集并推送用电量相关的运行数据。

其中，所述采集终端与所述智能终端基于MQTT协议进行通信。

MQTT是一种发布/订阅协议，MQTT客户端订阅和派发MQTT消息，由MQTT服务器进行消息中转分发。

智能终端设备按照一定的应用层协议与云平台实现信息交互时，比较常用的协议包括MQTT、HTTP、CoAP、XMPP等，每种协议具有不同的特点，且应用领域也不同。HTTP协议是目前互联网应用最多的应用层协议，采用TCP作为传输层协议，协议简单、灵活；但是，这类协议较占资源，仅报文头就至少需要占用几十字节的资源。CoAP协议基于RESTFul架构，其传输层采用较TCP更轻便、占用资源更少的UDP协议，消息格式为更紧凑的二进制格式，但是这类协议容易受到DDos攻击，安全性和可靠性存在问题。XMPP协议具有开发、易用且开发成本低的特点，但是无法修改二进制数据。而MQTT协议是基于TCP传输层协议，采用发布/订阅的模式进行信息传输，该协议提供三类QoS来保证消息传输质量和传输效率。MQTT针对计算能力差、低带宽、以及不稳定的网络环境做了针对性的优化，使其适用于移动终端和嵌入式终端设备的消息传输，能够有效节省终端设备的流量和耗电量。本发明实施例优选MQTT协议设计，开发面向物联网的消息推送系统是有广泛的应用价值的。

图5是图4消息交互方法的示例流程示意图，请参考图5，当所述智能终端需要获取所述采集终端的运行数据时，例如远程管理员通过其设备的监控类APP访问智能终端查看采集终端的电量；再例如在智能终端设置定期采集终端的电量，智能终端可以实时或定期通过订阅发布总线向所述采集终端发布订阅主题(电量)，集终端根据该订阅主题，通过所述订阅发布总线向所述智能终端发布对应的运行数据。优选的，在所述智能终端通过订阅发布总线向所述采集终端发布订阅主题之前，所述消息交互方法还包括：初始化所述智能终端的主控模块、及其上行通信模块和下行通信模块的设置；所述主控模块获取监控指令，根据所述监控指令检索被订阅的所述采集终端、及对应的所述订阅主题。

以示例说明，智能终端初始化所述智能终端的主控模块、及其上行通信模块和下行通信模块的设置，监控类APP发出监控指令(例如，查询采集终端的电流量)，检索被订阅方(即，订阅的采集终端)，取得相关订阅主题，发布对应的订阅消息。

优选的，所述信息交互方法还包括：所述主控模块实时监听所述采集终端的发布订阅接口；通过所述下行通信模块实时获取所述采集终端的运行数据，存至所述实时数据库中。

承接上述示例，主控模块实时监听各发布APP的发布接口，将发布数据写入实时数据库。其中，存储模块中可以包括实时数据库和历史数据库。实时数据库存储的为采集终端传送的原始没处理过的大量数据；而历史数据库存储的为筛选之后的数据，不是所有的原始数据，而是把有用的数据传入历史数据库，采集终端一般不具有筛选的功能，而智能终端可以筛选掉无用、或错误的数据。

因此，优选的，所述消息交互方法还包括：根据所述运行数据的参数属性和预设的数据模型，建立对应的数据模型实例；根据定时采样原则，采集符合所述数据模型实例的运行数据，并储存至所述历史数据库。

智能终端主要通过其主控模块进行消息交互控制，主控模块通过其上行通信模块，获取云端主站下发的数据模型，通过数据模型、及该智能终端对应的配置列表，初始化其存储模块中的实时数据库和历史数据，其中，服务器端下发的模型可以为边缘设计模型、远程交互模型等，数据模型与所述智能终端所监控的采集终端(或APP)的运行数据相适应。并根据发布运行数据的采集频率，通过其下行通信模块实时获取采集终端的运行数据，存至历史数据库中。

数据采样规则，选取云端主站下发的数据模型，并根据对应APP发布的数据采集节点数据类型、死区、定值等属性，建立对应APP的数据模型实例。该数据模型实例可以相当于筛选原始数据(即，通过采集终端获取，存储在实时数据库中的数据)的方法，根据筛选数据的方式建立数据模型实例。为避免数据快速读写造成的智能终端寿命问题，按照定时采样原则，将数据存储至历史数据库。

智能终端内部的消息交互主要依赖于其配置的软件环境，如上文所述，所述主控模块的软件运行环境被配置包括：操作系统、边缘计算框架和Docker容器，Docker容器包括营销容器、配电容器、及基础容器，各容器之间的消息交互也采用MQTT消息总线进行通信，即数据访问总线。

以示例说明，操作系统移植MQTT服务端并绑定本机虚拟IP，业务类APP作为MQTT客户端连接MQTT服务器。本发明实施例优选的夸容器之间的消息交互原则为营销容器、配电容器APP间不相互通信，基础容器APP提供统一接口与业务APP通信，此设计目的使业务类APP独立，便于在不同硬件平台进行安装，解决了智能终端内不同容器，不同应用APP之间数据共享的问题。APP交互采用MQTT协议，可以达到业务APP独立运行互不干扰的目的，且通过部署营销、配电和基础三种不同容器，各负其责，增强了数据安全性，又能实现数据同源采集。

例如，数据访问总线将采集类APP推送等待实时运行数据写入分析类APP，分析类APP也可以向实时数据库订阅需求数据，还可以向历史数据库进行主动查询。

图6是发明实施例提供用于智能终端与云端主站之间的消息交互的流程示意图，请参考图6，该消息交互方法可以包括以下步骤：

步骤S210：所述智能终端通过其上行通信模块与所述云端主站的MQTT代理服务器连接，所述云端主站向所述智能终发布订阅主题。

本发明实施例云端主站与上述的智能终端之间的消息交互也是基于MQTT协议。

以示例说明，云端主站需要查询智能终端的运行数据时，智能终端先通过其上行通信模块与所述云端主站的MQTT代理服务器连接，所述云端主站向所述智能终发布订阅主题。

云端主站也可以直接查询采集终端的运行数据。优选的，在步骤S210之前，所述消息交互方法还可以包括：初始化所述智能终端的主控模块、及其上行通信模块和下行通信模块的设置；所述智能终端通过其下行通信模块与采集终端进行通信，通信过程如步骤S110-S120所示。

步骤S220：所述智能终端根据所述订阅主题，将其获取的运行数据对应的MQTT报文发送至所述云端主站。

智能终端的主控模块根据订阅主题，将存储模块历史数据库中对应的运行数据形成MQTT报文，并发送到云端主站。

优选的，所述消息交互方法还包括：所述云端主站向所述智能终端下发运行数据对应的数据模型；所述智能终端根据所下发的数据模型，对其存储模块中预设的数据模型进行更新。

如上述所述，服务器端下发的模型可以为边缘设计模型、远程交互模型等，数据模型与所述智能终端所监控的采集终端(或APP)的运行数据相适应，数据模型可以是云端主站通过神经网络学习建立的。

所述消息交互方法还包括：所述智能终端接收到所述云端主站发送的接收数据成功指令后，删除所述运行数据。

图7是图6消息交互方法的示例流程示意图。请参考图7，以示例说明，云端主站需要直接访问采集终端的运行数据时，采集终端，例如电表把数据先上传到智能终端，智能终端的主控模块检测是否收到数据，如果收到数据，对其处理之后就上传到云端，没有则通知采集终端，并继续收集采集终端的数据，该示例交互方法可以包括：

1)智能终端通过其上行通信模块与云端主站的MQTT代理服务器连接，所述云端主站向所述智能终发布订阅主题；

2)智能终端初始化其主控模块与各通信模块设置；

3)智能终端通过其下行通信模块发送访问请求(即发布订阅主题)给采集终端；

4)智能终端的主控模块判断是否收到返回的运行数据，若收到，根据定时采样原则，采集符合所述数据模型实例的运行数据，并储存至存储模块的历史数据库；

5)主控模块将历史数据库中的运行数据对应的MQTT报文发送至云端主站；

6)云端主站判断是否接收到MQTT报文，若成功接收，则智能终端清除接收的数据。

综上，本发明实施例提供了智能终端的机构采用模块化、可扩展、低功耗的设计，适应复杂运行环境，具有高靠性和稳定性；智能终端软件部署采用Docker容器技术，实现硬件平台化、业务APP化，增强了业务灵活部署、可定制化的程度；智能终端内部APP、及其与采集终端、云端主站的消息交互采用MQTT技术，屏蔽底层设备协议细节，实现低压台区设备统一，满足互联互通及泛在接入需求。进一步地，本发明实施例还提供了智能终端的软件配置，可以根据业务功能分为营销、配电、基础等三个容器，其所包括的APP交互采用MQTT协议，达到业务APP独立运行互不干扰的目的，支持多容器部署，实现不同业务横向隔离；通过部署营销、配电和基础三种不同容器，各负其责，增强了数据安全性，又能实现数据同源采集。

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。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (14)

1.一种用于智能终端与采集终端之间的信息交互方法，其特征在于，所述消息交互方法包括：

所述智能终端通过订阅发布总线向所述采集终端发布订阅主题；

所述采集终端根据所述订阅主题，通过所述订阅发布总线向所述智能终端发布对应的运行数据；

其中，所述采集终端与所述智能终端基于MQTT协议进行通信。

2.根据权利要求1所述的信息交互方法，其特征在于，所述智能终端的结构包括：主控模块、存储模块、上行通信模块、下行通信模块；

其中，所述主控模块，电性连接所述上行通信模块、所述下行通信模块，用于控制该智能终端的各功能模块；

所述存储模块，用于存储所述主控模块所需的运行数据；所述上行通信模块，用于与云端主站实时交互运行数据；

所述下行通信模块，用于与所述采集终端实时交互运行数据。

3.根据权利要求2所述的信息交互方法，其特征在于，所述主控模块内嵌GPU，并具有UART、USB、SPI及ADC外围设备控制器。

4.根据权利要求2所述的信息交互方法，其特征在于，所述上行通信模块支持工业以太网、4G/5G无线通信、和/或光纤通信。

5.根据权利要求2所述的信息交互方法，其特征在于，所述下行通信模块支持工业以太网、RS485、WiFi、可扩展NB-IoT、LoRa、和/或PLC连接方式。

6.根据权利要求2所述的信息交互方法，其特征在于，所述智能终端的软件运行环境被配置包括：操作系统、边缘计算框架和Docker容器，

其中，所述操作系统提供所述控制装置外围接口的驱动设计，

所述边缘计算框架包括Docker容器管理引擎、操作系统管理模块、及边缘侧APP开发的各层组件，

所述Docker容器包括营销容器、配电容器、及基础容器。

7.根据权利要求6所述的信息交互方法，其特征在于，所述Docker容器的夸容器之间的消息交互基于数据访问总线进行，

其中，所述营销容器、所述配电容器之间互相不通信，所述基础容器提供统一接口进行跨容器之间的消息交互。

8.根据权利要求2所述的消息交互方法，其特征在于，在所述智能终端通过订阅发布总线向所述采集终端发布订阅主题之前，所述消息交互方法还包括：

初始化所述智能终端的主控模块、及其上行通信模块和下行通信模块的设置；

所述主控模块获取监控指令，根据所述监控指令检索被订阅的所述采集终端、及对应的所述订阅主题。

9.根据权利要求8所述的消息交互方法，其特征在于，所述信息交互方法还包括：

所述主控模块实时监听所述采集终端的发布订阅接口；

通过所述下行通信模块实时获取所述采集终端的运行数据，存至所述实时数据库中。

10.根据权利要求9所述的消息交互方法，其特征在于，所述消息交互方法还包括：

根据所述运行数据的参数属性和预设的数据模型，建立对应的数据模型实例；

根据定时采样原则，采集符合所述数据模型实例的运行数据，并储存至所述历史数据库。

11.一种用于智能终端与云端主站之间的消息交互方法，其特征在于，所述消息交互方法包括：

所述智能终端通过其上行通信模块与所述云端主站的MQTT代理服务器连接，所述云端主站向所述智能终发布订阅主题；

所述智能终端根据所述订阅主题，将其获取的运行数据对应的MQTT报文发送至所述云端主站。

12.根据权利要求11所述的消息交互方法，其特征在于，所述消息交互方法还包括：

所述云端主站向所述智能终端下发运行数据对应的数据模型；

所述智能终端根据所下发的数据模型，对其存储模块中预设的数据模型进行更新。

13.根据权利要求11所述的消息交互方法，其特征在于，在所述智能终端通过其上行通信模块与所述云端主站的MQTT代理服务器连接之前，所述消息交互方法还包括：

初始化所述智能终端的主控模块、及其上行通信模块和下行通信模块的设置；

所述智能终端通过其下行通信模块与采集终端进行通信。

14.根据权利要求11所述的消息交互方法，其特征在于，所述消息交互方法还包括：

所述智能终端接收到所述云端主站发送的接收数据成功指令后，删除所述运行数据。

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