CN114741056A - 一种基于大数据和云计算的物联网管理平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大数据和云计算的物联网管理平台，包括车联网软件平台，所述车联网软件平台用于为物联网系统中汽车厂家提供对自己车辆的管理和监控功能，电力柜物联网软件平台，Tcp Server服务模块和管理平台，所述物联网卡软件平台用于对平台中使用的物联网卡的信息进行统一管理，查看和统计卡的流量使用信息，状态信息和费用信息，Rest Api接口，所述Rest Api接口用于平台应用和第三方开发者提供开放接口。本发明平台为企业和个人提供各式各样、相互独立、互不干扰的物联网服务，平台成熟后也可以为第三方开发者提供二次开发接口供开发者使用，开发自己的物联网服务。

Description

一种基于大数据和云计算的物联网管理平台

技术领域

本发明涉及信息管理领域，特别涉及一种基于大数据和云计算的物联网管理平台。

背景技术

随着互联网的延伸和扩展，物联网也获得了飞速的发展，根据目前物联网的发展趋势，很多公司致力于建设一个开放、统一的物联网平台，各种类型的物联网设备都能接入到平台，为企业和个人提供各式各样、相互独立、互不干扰的物联网服务，平台成熟后也可以为第三方开发者提供二次开发接口供开发者使用，开发自己的物联网服务。

物联网管理平台对整个云平台进行管理，不仅对运行在平台上的各个应用进行统一管理，并使得各个应用相互独立，互不干涉，因此需要提供一种基于大数据和云计算的物联网管理平台。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于大数据和云计算的物联网管理平台，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于大数据和云计算的物联网管理平台，包括车联网软件平台，所述车联网软件平台用于为物联网系统中汽车厂家提供对自己车辆的管理和监控功能；

电力柜物联网软件平台，所述电力柜物联网软件平台用于实现电力柜设备的智能化管理，通过数字采集器、传感器和通信设备对电力柜内设备的参数和状态进行采集和上传并下达控制指令，实现电力柜设备的智能化管理；

Tcp Server服务模块，所述Tcp Server服务模块用于实现接收车辆和电力柜上设备发起的链接请求、接收设备发来的数据、下发系统对设备的指令、把接收到的数据根据各自的协议标准解析为对象数据以供其他应用调用、归档历史数据、满足物联网平台的高并发、数据量大、终端多的业务需求功能；

管理平台，所述物联网卡软件平台用于对平台中使用的物联网卡的信息进行统一管理，查看和统计卡的流量使用信息，状态信息和费用信息；

Rest Api接口，所述Rest Api接口用于平台应用和第三方开发者提供开放接口，平台应用可以使用Rest api接口实现系统需要的功能，第三方开发者可以基于该接口开发定制自己的个性化应用。

优选的，所述车联网软件平台还包括车载终端模块、数据处理端模块和Web应用端模块；

车载终端模块负责实时收集车辆的运行信息和控制信息；

数据处理端模块负责接收车载终端模块上传的数据，并对数据进行处理和下发指令；

web应用端模块负责实现对车辆的监控和管理，用于监控车辆的位置信息、运行信息、故障报警信息、轨迹信息及统计信息。

优选的，所述管理平台采用Spring MVC、Hibernate持久层和 UI快速开发库作为基础框架，使用开源框架JEECG进行开发。

优选的，管理平台系统功能设计使用分层框架模式，表现层使用bootstrap ui架构可以实现web页面的访问自适应，适配各种不同终端的访问。

优选的，车联网软件平台是整个物联网平台上的一个应用，可以独立于物联网平台部署运行，物联网平台通过Rest Api为车联网提供服务，车辆网平台的功能都通过调用车联网的接口来实现。

优选的，电力柜物联网软件平台前台是一个基于bootstrap实现的UI框架，支持弹性布局，通过bootstrap提供UI的基础脚本架，数据表格通过bootstrap table实现，数据图表通过echart实现。

优选的，所述电力柜物联网软件平台后台是标准Spring MVC和 Hibernate架构，和硬件交互方面通过分布式服务提供远程方法调用间接实现和硬件的数据交互。

优选的，车联网软件平台通过在车辆上安装车载终端设备，实现对车辆所有工作情况和静、动态信息的采集、存储并发送，系统平台对数据进行分析和处理，根据不同用户的需求实现对车辆的监控和管理。

优选的，车联网软件平台分为三个模块：

定位监控模块：定位监控实现对物联网平台内车辆进行实时监控和控制；

统计报表模块：统计报表实现对车辆运行数据的统计分析；

设备管理模块：设备管理实现对用户绑定车辆、分组车辆、查看车辆信息功能。

优选的，所述Tcp Server用于接收硬件的数据进行解析，和对其他业务系统提供数据服务，采用Spring MVC和MINA的框架模式。

本发明的技术效果和优点：平台为物联网系统中汽车厂家提供对自己车辆的管理和监控功能，该软件平台由三部分组成：车载终端模块、数据处理端模块和Web应用端模块，其中：车载终端模块负责实时收集车辆的运行信息和控制信息；数据处理端模块负责接收车载终端模块上传的数据，并对数据进行处理和下发指令；web应用端模块负责实现对车辆的监控和管理，比如监控车辆的位置信息、运行信息、故障报警信息、轨迹信息及统计信息等，方便使用，电力柜物联网软件平台：该软件平台主要实现电力柜设备的智能化管理，主要通过数字采集器、传感器和通信设备对电力柜内设备的参数和状态进行采集和上传并下达一些控制指令，来实现电力柜设备的智能化管理。TCP SERVER服务模块：该模块主要用于实现接收车辆和电力柜上设备发起的链接请求、接收设备发来的数据、下发系统对设备的指令、把接收到的数据根据各自的协议标准解析为对象数据以供其他应用调用、归档历史数据、满足物联网平台的高并发、数据量大、终端多的业务需求等功能，物联网卡软件平台：旨在对平台中使用的三家运营商(移动、联通和电信)的物联网卡的信息进行统一管理，查看和统计卡的流量使用信息，状态信息和费用信息等。(5)Rest Api接口:主要为本软件平台应用和第三方开发者提供开放接口，平台应用可以使用 Rest api接口实现系统需要的功能，第三方开发者可以基于该接口开发定制自己的个性化应用，平台为企业和个人提供各式各样、相互独立、互不干扰的物联网服务，平台成熟后也可以为第三方开发者提供二次开发接口供开发者使用，开发自己的物联网服务。

附图说明

图1为本发明系统组织结构图；

图2为发明管理平台逻辑结构图；

图3为发明管理平台基础功能模块；

图4为发明Tcp Server功能模块；

图5为发明数据存储结构图。

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，本领域普通技术人员在没有做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。

本发明提供了如图1-5所示的一种基于大数据和云计算的物联网管理平台：

如图1所示，整个物联网系统有不同的子平台和子应用组成，Tcp Server与物联网设备进行通信，采集数据，并对数据进行初步加工，为整个物联网系统提供基础数据服务；管理平台为整个物联网系统提供基础的管理功能；Rest apis为车联网app和微信小程序等移动应用提供接口；车联网是针对车辆进行监控和管理的平台应用；电力柜是对电力柜设备进行管理和维护的平台应用。后期依托于管理平台和Rest apis可以构建其他的移动应用和web应用。

如图2所示，物联网管理平台是对整个物联网平台及运行在物联网平台上的应用进行管理和维护，是整个物联网平台的基石。

管理平台架构的设计选型非常重要，管理平台采用Spring MVC+ Hibernate持久层+UI快速开发库作为基础框架，使用开源框架JEECG 进行开发，能实现代码自动生成和手工合成半智能开发模式，让开发更多的关注业务逻辑，可以快速提高开发效率，采用面向声明的开发模式，基于泛型方式编写极少代码即可实现复杂的数据展示、数据编辑、表单处理等功能。

系统功能设计使用分层框架模式，表现层使用bootstrap ui架构可以实现web页面的访问自适应，适配各种不同终端的访问；web 表现层调用业务逻辑层，controller设计简洁明了，易于维护；业务层通过数据访问层来访问数据库。系统分层设计可以增加代码的重用率，减少数据和应用的耦合度，增加系统的可维护性、可扩展性、及灵活性。

Spring Web MVC是一种基于Java的实现了Web MVC设计模式的请求驱动类型的轻量级Web框架，即使用了MVC架构模式的思想，将web层进行职责解耦，基于请求驱动指的就是使用请求-响应模型，框架的目的就是帮助我们简化开发，Spring Web MVC也是要简化我们日常Web开发的。

Spring Web MVC也是服务到工作者模式的实现，但进行可优化。前端控制器是DispatcherServlet；应用控制器其实拆为处理器映射器(Handler Mapping)进行处理器管理和视图解析器(View Resolver)进行视图管理；页面控制器/动作/处理器为Controller接口(仅包含ModelAndView handleRequest(request,response)方法)的实现(也可以是任何的POJO类)；支持本地化(Locale)解析、主题(Theme)解析及文件上传等；提供了非常灵活的数据验证、格式化和数据绑定机制；提供了强大的约定大于配置(惯例优先原则) 的契约式编程支持。

具体核心流程执行如下：

1、首先用户发送请求——>DispatcherServlet，前端控制器收到请求后自己不进行处理，而是委托给其他的解析器进行处理，作为统一访问点，进行全局的流程控制；

2、DispatcherServlet——>HandlerMapping， HandlerMapping将会把请求映射为HandlerExecutionChain对象(包含一个Handler处理器(页面控制器)对象、多个HandlerInterceptor 拦截器)对象，通过这种策略模式，很容易添加新的映射策略；

3、DispatcherServlet——>HandlerAdapter，HandlerAdapter 将会把处理器包装为适配器，从而支持多种类型的处理器，即适配器设计模式的应用，从而很容易支持很多类型的处理器；

4、HandlerAdapter——>处理器功能处理方法的调用， HandlerAdapter将会根据适配的结果调用真正的处理器的功能处理方法，完成功能处理；并返回一个ModelAndView对象(包含模型数据、逻辑视图名)；

5、ModelAndView的逻辑视图名——>ViewResolver， ViewResolver将把逻辑视图名解析为具体的View，通过这种策略模式，很容易更换其他视图技术；

6、View——>渲染，View会根据传进来的Model模型数据进行渲染，此处的Model实际是一个Map数据结构，因此很容易支持其他视图技术；

7、返回控制权给DispatcherServlet，由DispatcherServlet 返回响应给用户，到此一个流程结束。

Spring MVC开发中用到的核心注解：

@Controller：负责注册一个控制器到spring上下文中；

@RequestMapping：用来定义访问的URL，你可以为整个类定义一个，或者为每个方法定义一个；

@PathVariable：用于方法中的参数，表示方法参数绑定到地址URL的模板；

@RequestParam：params的补充说明；

@ResponseBody：这个注解可以直接放在方法上，表示返回类型将会直接作为HTTP响应字节流输出(不被放置在Model，也不被拦截为视图页面名称)，多用于ajax请求的返回。

物联网管理平台是对所有物联网应用进行统一管理的系统，在设计对应用进行管理的时候，也根据应用对管理平台的功能进行划分，每个应用的管理放到一个模块中去，一些基础信息的管理放到一个模块中，根据用户需求物联网管理平台的功能模块图如图3所示。其中物联网管理平台包括：

基础信息管理模块

基础信息管理模块针对物联网平台的一些基础的公共信息进行管理，只有管理员才具有查看和管理的权限；基础信息管理模块还包括：

综合查询：以设备终端为基础，查询平台内和设备终端相关联的其他信息，为管理员检索平台内的信息提供便利。

厂家管理：对管理平台接入的厂家信息进行增删改查的管理。

终端管理：对平台使用的设备终端信息进行增删改查的管理。

终端分组：对平台使用的终端进行分组的管理，然后把分组可以授权给某一个平台用户，只有授权的用户才可以看到被授权的终端设备信息。

终端查看：被授权的非管理员用户可以再这里查看被授权的终端信息。

客户端管理：对平台接入的App客户端进行信息的管理，包括签名和版本的管理。

生产流程管理模

生产流程管理模块包括:

超级查看器：管理员可以查看当前系统中所有的在线终端信息，并可以查看终端生成的原始数据，同时还可以管理终端的联网状态。

场地管理：终端设备在出厂前要检测Gps模块的精准度，场地管理对Gps模块定位检测的场地信息进行增删改查的管理。

终端编号管理：通过Gps精度测试的终端，需要对其进行统一的编号，给其产生唯一的一个编码SN。终端编号管理就是对在线的通过检测的设备进行编码，并可对编码进行打印。

终端条码管理：对系统内所有终端的SN编码进行管理，管理员可以重新对终端进行编号，查看条码，并可以单独或者批量对其进行打印。

车联网管理模块

车联网管理模块对接入平台的车联网应用进行基础信息的管理：

车联网管理模块包括车辆用户：各个接入的车辆厂家可以查看绑定车辆的用户信息，并可对绑定关系进行增删改查的管理。

JRYG车架号录入：对已经接入平台的今日阳光车场的车架号相关信息进行管理。

车辆管理：对厂家的车辆信息进行管理，同时还可以管理车辆和物联网设备终端的绑定关系，也可以查看当前车辆的一些详细信息，比如位置、回访记录、维修记录、故障记录及保养记录等信息。

车辆分组管理：厂家的的管理员可以对本场的车辆进行分组管理，并把分组授权给员工，员工可以查看授权过车辆的信息，没有授权的车辆则无权查看。

车辆信息：可以查看授权过的车辆的信息。

时间围栏：主要管理用户给车辆设置的时间围栏。

经销商管理：对汽车厂家的经销商信息进行增删改查的管理。

位置围栏：主要管理用户给车辆设置的地理围栏信息。

车辆控制器：对控制器信息进行增删改查的管理。

广告推送：对推送到前台App的广告信息进行管理。

热力图分布：查看系统内所有车辆的热力图。

统计分析：对平台内所有接入的车联进行统计分析，给运营者提供决策数据。

车联网卡管理模块

每个设备终端都装有物联网卡，并通过物联网卡和后台服务进行通信，物联网卡管理主要是对系统内所有的物联网卡信息进行管理。

硬件调试模块

硬件调试模块主要实现对设备终端进行远程调试，异常数据检查或远程升级。

固件版本：对要升级的设备固件进行管理，管理员可以上传和下载设备固件。

终端设备调试：实现对设备的命令调试、升级和配置的管理。

电力柜设备管理：对电力柜设备进行命令调试、升级和配置的管理。

赛速尔调试：对赛速尔控制器使用的终端进行命令调试、升级和配置的管理。

终端授权管理：管理员可以把终端授权给系统平台里的用户，被授权的用户可以对授权的终端进行调试。

授权终端调试：系统平台的用户可以对被授权的终端进行设备调试。

控制器管理模块

控制器管理对系统平台中的电机控制器进行管理。

控制器管理模块包括：

控制器管理：实现对控制器的基本信息进行增删改查的管理

控制器分组：平台管理员可以对平台中的控制器进行分组，并把分组的控制器授权给平台里的用户，这样被授权的用户就拥有了查看这些控制器的权利。

控制器查看：用户查看自己被授权的控制器信息。

对系统的运行状态和系统日志进行查看管理，便于运维人员清楚的了解系统平台运行状况，出现问题后便于排查和修复。

系统监控：以图表的形式展示系统平台运行的状况，比如系统内存使用情况、cpu的使用率、网络通信状况及数据库状况等信息。

数据监控：对系统数据库的数据请求和执行的效率进行监控，平台管理员可以清楚的看到数据库执行sql的状态和效率以及web访问的状态和效率。

系统日志：平台中的所有操作都有日志进行了记录。系统日志实现了对平台日志记录的查看和管理。管理员通过系统日志可以清楚的看到系统的每一步操作。

单位管理模块

为系统平台内接入的厂家提供部门和人员的管理，管理员可以管理自己的公司的组织机构和人员。

部门管理：实现对本公司部门增删改查的管理，并可以对部门里的人员的权限进行管理。

人员管理：实现对公司人员信息的管理。

系统管理模块

实现对整个平台进行管理，主要包括系统的权限、角色、菜单、数据字典等公共基础信息的管理。

组织机构：对平台内接入的所有的厂家信息进行管理，并可以对厂家分配人员，授权机构管理员可以分配的管理权限。

用户管理：实现对系统内所有的用户信息进行管理。

角色管理：对系统平台内的角色进行管理，管理员可以管理角色，为角色分配菜单权限；然后把角色授权给用户，这样用户就能拥有这个角色所有的权限。

菜单管理：对管理平台的菜单进行管理增删改查的管理，并可以配置菜单页面上按钮的权限和数据访问的权限。

平台应用：对接入平台的web应用信息进行管理。

数据字典：对系统平台内使用的数据字典项进行管理。

车联网系统是整个物联网平台上的一个应用，可以独立于物联网平台部署运行，物联网平台通过Rest Api为车联网提供服务，车辆网平台的功能都通过调用车联网的接口来实现。车联网主要通过在车辆上安装车载终端设备，实现对车辆所有工作情况和静、动态信息的采集、存储并发送，系统平台对数据进行分析和处理，根据不同用户的需求实现对车辆的监控和管理。根据用户需求，车联网平台功能主要分为三大模块：定位监控主要实现对物联网平台内车辆进行实时监控和控制；统计报表主要实现对车辆运行数据的统计分析；设备管理主要实现对用户绑定车辆、分组车辆、查看车辆信息等功能。

车联网系统包括：

定位监控模块

全部车辆：在百度地图上根据车辆位置标识出用户所属的所有的车辆，用户点击每个车辆可以查看每个车辆的详细信息，并能对该车辆设置些参数。

在线车辆：在百度地图上显示出用户所属的所有的在线车辆及当前在运行或者启动着的车辆，用户点击每个车辆可以查看每个车辆的详细信息，并能对该车辆设置些参数。

离线车辆：在百度地图上根据车辆最后上报的位置显示用户所属的所有的离线车辆，用户点击每个车辆可以查看每个车辆的详细信息，并能对该车辆设置些参数。

车辆状态：可以查看在线车辆当前的运行状态和离线车辆离线前的上传的最后状态信息。

围栏设置：可以给车辆设置位置围栏和时间围栏，并对围栏信息进行管理。

历史轨迹：用户可以查看每个车辆运行的历史轨迹，并在地图上进行轨迹回放。

统计报表模块

对用户车辆的运行数据进行统计分析，结果以图表的形式进行展现，让用户可以清楚的看到自己车辆的运行状态。主要功能有：运行监控和报警信息。

运行监控：对在线车辆的实时运行数据进行展示，可以让用户看到当前在线车辆的状态。

报警信息：用户可以查看自己车辆的当前报警信息和历史报警信息。

设备管理模块

用户可以对自己的车辆设备进行管理，包括设备分组，设备绑定，设备状态查看等。

车辆分组：厂家和4s店用户拥有的车辆很多，为了便于管理，可以对车辆进行分组的管理。在进行分组之前，需要把车辆和用户绑定起来，这样用户才能在平台里管理这个车辆。

在线/离线车辆：查看当前在线/离线的车辆信息。

电力柜平台子系统前台是一个基于bootstrap实现的UI框架，支持弹性布局，通过bootstrap提供UI的基础脚本架，数据表格通过bootstrap table实现，数据图表通过echart实现。

UI前端页面通过ajax异步加载数据，当页面加载后，先加载页面结构，然后在JQuery的$(function(){})；中通过ajax异步向系统后台控制器发起请求，控制器收到请求后，进行相应的数据处理或远程服务调用，然后把数据处理结果以json形式返回，ajax收到控制器成功应答后，解析前端返回的json数据异步更新页面，反复进行，构成整体电力柜前端子系统页面。

电力柜后台是标准Spring MVC+Hibernate架构，和硬件交互方面通过分布式服务提供远程方法调用间接实现和硬件的数据交互。后台技术根据功能细分，可以分为以下几个功能包组成。

a)后台控制器包

后台控制器包空间为：com.hktx.web.cab.controller.web，下面所有的控制器都是电力柜功能前台功能对应的后端控制器，每个控制器集中提供功某个功能相应的后台功能，控制器中如何使用的分布式服务功能，则通过Spring的标准注入@Autowired标记。

b)接口控制器包

接口控制器包为：com.hktx.web.cab.controller.api，下面所有的控制器都是电力柜功能小程序对应的后台接口控制器，每个控制器按业务性质实现不同的后台按口，接口通过@Apit和 @ApiOperation注解自动被Swagger2扫描并生成对应接口文档和测试用例，方便接口调用方查看和使用。

c)管理类包

管理类包为后台控制器所中使用的一些通用功能抽出出来的公共方法，它被控制器包的功能调用，每个管理类都是一个单例类，在后台控制器中被实例化和调用。

d)表的映射实体类包

表的映射实体类包是Spring MVC+Hibernate标准功能的一部分，它和控制器分工合作，用来映射数据表结构，同时把数据库表数据对象化，和数据库实体表有一一对应关系，方便开发人员操作数据库数据。

e)非映射实体类包

非映射实体类包和表的映射实体类包都是表示数据模型的，它们都属于SpringMVC技术框架下的模型类，区别是表的映射实体类是表示数据的实体表结构和表数据的，和数据表中的记录是一一对应关系；而非映射实体类主要是控制器的返回实体类。

表中映射实体类虽然拿到了业务所需的数据，但和前台业务需要数据格式一般都不会直接对应，需要再转换一层，把表的数据转换成前台业务系统所需的数据格式，这个数据就是非映射实体类，经过这个转换后，Spring MVC控制器返回的数据可以直接被前台业务系统解析和使用。

简单的说：表的映射实体类，和数据库表数据一一对应，表示数据库数据记录；非映射实体类和前台业务功能对应，表示前台业务数据模型。使用时结合使用。

f)服务类包

电力柜的通用泛型DAO实现，继承自系统公共通用泛型DAO，本身是对Hibernate数据操作功能的二次封装，把表的常用功能和一些特定场景下的应用方法，约有30多个常规数据操作方法集中封装起来，并支持泛型类调用，集成提供给开发人员使用，方便开发人员在程序中快速，简单的通过表的映射实体类对数据进行操作。

g)任务类包

这里的任务类只有一个微信token定时刷新的任务类，自动维持token的有效性。

h)线程类包

电力柜功能后台业务线程，主要处理电力柜后台交互后产生的数据和电力柜终端设备之间的数据交互和电力柜终端实时上报的数据业务处理，是连接电力前后台操作和硬件设备之间互动和数据交互的桥梁。

这里的后台业务线程是否启动，取决于管理平台系统配置中的任务节点配置开关量是否打开。

系统平台中的设备使用移动、联通和电信的物联网卡，每家运营商都有自己的物联网卡平台，并为用户提供卡的信息访问接口。如果用户想知道某一个卡的信息，首先需要知道这个卡是属于哪家运营商，然后在登录到这家运营商的管理平台去查询这个卡的基本信息，这样就非常麻烦。为了解决这个问题，专门开发一套能对三家运营商的物联网卡进行统一管理的系统。

系统首先需要一个服务来和三家运营商的管理平台交互，获取物联网卡的信息，然后存入本地数据库中，管理平台通过rest api 接口为物联网卡管理平台提供服务。整个系统的功能都通过调用物联网卡的接口来实现。

物联网卡平台主要的功能是提供物联网卡信息的查看和查询，让管理人员可以清楚的知道每张卡的详细信息。

物联网卡平台包括：

信息面板

信息面板主要展现移动、联通和电信物联网卡的基础状态统计信息，包括计费状态的统计、账户状态的统计、通信状态统计、流量信息统计和短信信息的统计。

通信管理

对每张物联网卡的详细信息进行展示和查询。

统计分析

对物联网卡的流量和状态按日和月进行统计分析，包括当月流量使用情况、当前流量使用情况、每个卡的状态进行显示。

系统后台需要和各种不同的前台应用(app，微信小程序，车联网，电力柜，物联网卡)进行交互访问，这就需要后台提供可供前台访问的接口。根据需求，物联网系统平台接口以Rest api的形式提供。

REST是Representational State Transfer的缩写，是用来描述创建HTTP API的标准方法的，web应用中的四种常用行为(查看(view)，创建(create)，编辑(edit)和删除(delete))都可以直接映射到HTTP中已实现的GET,POST,PUT和DELETE方法。用一句话描述它，就是用固定的URI和可变的参数访问某个服务，来完成一系列业务请求。

为了便于开发人员查看和调用接口，接口文档非常重要。通过接口文档，开发人员可以清晰的了解接口的功能、调用地址、接口的输入输出等信息。为了生成接口文档，系统使用Swagger框架，只需要简单的配置，Swagger就可以生成用于生成、描述、调用和可视化Restful风格的接口文档。

物联网平台中和后台服务进行交互的应用有车联网平台、车联网App和电力柜微信小程序。这几个应用都需要通过Rest apis接口来完成自己的系统功能。

Swagger是一个规范和完整的框架，用于生成、描述、调用和可视化RESTful风格的Web服务的接口文档。她可以通过注解来自动生成web网站对外提供的服务接口文档，并且以web页面的形式进行展示。除了能够展现接口的定义之外，swagger工具还提供了对接口的单元测试功能，这个功能能够帮助客户端开发人员对接口的理解和使用。

使用swagger工具之后，对于服务端的开发人员来讲，就不需要再写接口文档了，他们只需要在对外服务接口上加上一些注解，就可以把这些接口展现给客户端的开发人员。接口定义修改了的时候，只需要同步维护这些注解，客户端人员看到的接口就会同步更新。因为维护这些注解是在代码级的，服务端的开发人员在修改代码的时候可以同步进行修改，几乎不耗费额外的精力。

而对于客户端的开发人员来讲，调用接口的时候，他们不需要再去查看接口文档了，而是直接查看由swagger工具提供的接口网站。这里提供的接口定义，比文档里面的更加准确，直接，更新及时。

Rest api接口为平台上运行的车联网、app、电力柜微程序提供接口服务，需要什么样的接口完全根据业务需求来定。根据业务需求，Rest api接口设计为一下几类：

1.用户鉴权接口

2.用户管理接口

3.车联网相关接口

4.物联网卡相关接口

5.电力柜微信小程序接口

6.短信验证码接口

Tcp Server服务设计

Tcp Server既要接收硬件的数据进行解析，又要对其他业务系统提供数据服务，所以采用Spring MVC+MINA的框架模式。Mina开放端口接受硬件连接，通过Mina的过滤器进行数据解码和编码，实现对硬件数据的解析和指令的下发。同时Mina开放服务端口接受其他业务对数据的访问。

Mina是Apache社区维护的一个开源够帮助用户开发高性能和高伸缩性网络应用程序的框架。通过使用Mina框架可以可以省下处理底层I/O和线程并发等复杂工作，开发人员能够把更多的精力投入到业务设计和开发当中。

Mina框架的特点有：基于java NIO类库开发；采用非阻塞方式的异步传输；事件驱动；支持批量数据传输；支持TCP、UDP协议；控制反转的设计模式(支持Spring)；采用优雅的松耦合架构；可灵活的加载过滤器机制；单元测试更容易实现；可自定义线程的数量，以提高运行于多处理器上的性能；采用回调的方式完成调用，线程的使用更容易。

最底层的是IOService，负责具体的IO相关工作。这一层的典型代表有IOSocketAcceptor和IOSocketChannel，分别对应TCP协议下的服务端和客户端的IOService。IOService的意义在于隐藏底层IO的细节，对上提供统一的基于事件的异步IO接口。每当有数据到达时，IOService会先调用底层IO接口读取数据，封装成IoBuffer，之后以事件的形式通知上层代码，从而将Java NIO的同步IO接口转化成了异步IO。所以从图上看，进来的low-level IO经过IOService 层后变成IO Event。

IoHandler是实现业务逻辑的地方，需要有开发者自己来实现这个接口。IoHandler可以看成是Mina处理流程的终点，每个IoService 都需要指定一个IoHandler。

IoSession是对底层连接的封装，一个IoSession对应于一个底层的IO连接(在Mina中UDP也被抽象成了连接)。通过IoSession，可以获取当前连接相关的上下文信息，以及向远程peer发送数据。发送数据其实也是个异步的过程。发送的操作首先会逆向穿过IoFilterChain，到达IoService。但IoService上并不会直接调用底层IO接口来将数据发送出去，而是会将该次调用封装成一个WriteRequest，放入session的writeRequestQueue中，最后由 IoProcessor线程统一调度flush出去。所以发送操作并不会引起上层调用线程的阻塞。

系统数据存储结构设计

物联网平台中，终端设备每个20秒就会产生一条数据，这样一个终端一天大概产生4千条数据，如果平台内有1万台终端，那么这些终端一天将产生大概4千万条数据，在mysql数据库中使用简单的单表存储是满足了不了性能要求的。

系统业务在查询数据时，如果只查询当天的数据，那直接访问缓存服务就可以了，如果查询历史数据，那就不需要访问缓存服务，只需访问数据服务就可以了，这样就把当前的数据和历史数据进行了分离，提高了查询效率和系统性能，如图5所示。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于大数据和云计算的物联网管理平台，其特征在于，包括：

车联网软件平台，所述车联网软件平台用于为物联网系统中汽车厂家提供对自己车辆的管理和监控功能；

电力柜物联网软件平台，所述电力柜物联网软件平台用于实现电力柜设备的智能化管理，通过数字采集器、传感器和通信设备对电力柜内设备的参数和状态进行采集和上传并下达控制指令，实现电力柜设备的智能化管理；

Tcp Server服务模块，所述Tcp Server服务模块用于实现接收车辆和电力柜上设备发起的链接请求、接收设备发来的数据、下发系统对设备的指令、把接收到的数据根据各自的协议标准解析为对象数据以供其他应用调用、归档历史数据、满足物联网平台的高并发、数据量大、终端多的业务需求功能；

管理平台，所述物联网卡软件平台用于对平台中使用的物联网卡的信息进行统一管理，查看和统计卡的流量使用信息，状态信息和费用信息；

Rest Api接口，所述Rest Api接口用于平台应用和第三方开发者提供开放接口，平台应用可以使用Rest api接口实现系统需要的功能，第三方开发者可以基于该接口开发定制自己的个性化应用。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的物联网管理平台，其特征在于：所述车联网软件平台还包括车载终端模块、数据处理端模块和Web应用端模块；

车载终端模块负责实时收集车辆的运行信息和控制信息；

数据处理端模块负责接收车载终端模块上传的数据，并对数据进行处理和下发指令；

web应用端模块负责实现对车辆的监控和管理，用于监控车辆的位置信息、运行信息、故障报警信息、轨迹信息及统计信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的物联网管理平台，其特征在于：所述管理平台采用Spring MVC、Hibernate持久层和UI快速开发库作为基础框架，使用开源框架JEECG进行开发。

4.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的物联网管理平台，其特征在于：管理平台系统功能设计使用分层框架模式，表现层使用bootstrap ui架构可以实现web页面的访问自适应，适配各种不同终端的访问。

5.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的物联网管理平台，其特征在于：车联网软件平台是整个物联网平台上的一个应用，可以独立于物联网平台部署运行，物联网平台通过Rest Api为车联网提供服务，车辆网平台的功能都通过调用车联网的接口来实现。

6.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的物联网管理平台，其特征在于：电力柜物联网软件平台前台是一个基于bootstrap实现的UI框架，支持弹性布局，通过bootstrap提供UI的基础脚本架，数据表格通过bootstrap table实现，数据图表通过echart实现。

7.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的物联网管理平台，其特征在于：所述电力柜物联网软件平台后台是标准Spring MVC和Hibernate架构，和硬件交互方面通过分布式服务提供远程方法调用间接实现和硬件的数据交互。

8.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的物联网管理平台，其特征在于：车联网软件平台通过在车辆上安装车载终端设备，实现对车辆所有工作情况和静、动态信息的采集、存储并发送，系统平台对数据进行分析和处理，根据不同用户的需求实现对车辆的监控和管理。

9.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的物联网管理平台，其特征在于：车联网软件平台分为三个模块：

定位监控模块：定位监控实现对物联网平台内车辆进行实时监控和控制；

统计报表模块：统计报表实现对车辆运行数据的统计分析；

设备管理模块：设备管理实现对用户绑定车辆、分组车辆、查看车辆信息功能。

10.根据权利要求1所述的一种基于大数据和云计算的物联网管理平台，其特征在于：所述Tcp Server用于接收硬件的数据进行解析，和对其他业务系统提供数据服务，采用Spring MVC和MINA的框架模式。

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