CN114885012A - 物联网平台的系统接入方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种物联网平台的系统接入方法，涉及物联网技术领域，包括：步骤S1：确定第三方物联网厂家平台系统的接入需求；步骤S2：根据对方的接入需求，确定对方提供的接入方式；步骤S3：根据对方提供接入方式，确定中间件的对接形式；步骤S4：开发中间件程序，和第三方交互数据，实现数据转化为平台服务统一数据形式；步骤S5：管理对接子系统的设备，基于设备管理模块内的设备数据推送、数设备指令通信，设备地址管理在内的相关功能管理中间件的生命周期，包括启动机制、心跳基站以及关闭机制；步骤S6：发布中间件程序。本发明通过中间件程序把各厂家独有数据，转换为平台服务统一数据格式，无缝接入平台服务业务处理流程。

Description

物联网平台的系统接入方法及系统

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体地，涉及一种物联网平台的系统接入方法及系统。

背景技术

平台是通过最新技术建立一套高效、可视化、开放的物联网平台，为医院提供一套完善的物联网接入、应用服务，解决物联网设备管理问题和安全接入问题，同时结合医疗业务流程提供高效的应用服务。

平台包括两个部分，物联网基础接入平台和物联网应用服务平台，平台的两个部分之间采用消息路由方式进行安全、稳定通讯。

物联网基础接入平台作为一个医院物联网应用的基础支撑性平台，向左可支持智能化集成平台应用，向右可支撑医院信息化集成平台的扩展和系统间的互联互通。向上对接上位云平台)，向下对接生态伙伴的非标终端、网关及标准物模型设备。

物联网应用服务平台将医护随身报警、可视化物联网巡查、全网语音应急智慧、全区婴儿防盗、特殊病患防走失、病患体征监测、手卫生依从监管、急救时间管理、导诊导航、医疗资产溯源及效益分析、医疗设备数据采集、医疗废弃物管理、冷链检测等医院的管理流程与物联网数据结合，形成独立闭环或补充闭环，利用全院的BIM模型基底，实现全部人员、设备的“具象化”逻辑关系“结构化”事件管理“标准化”，为使用人员提供行为便利的操作方式。图1为物联协同运营平台的架构。

公开号为CN112583616A的发明专利，包括至少一个处理单元和至少一个存储单元；其中，所述存储单元存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行下列过程：向物联网平台发送注册请求，以指示所述物联网平台根据本地存储的物联网设备的版本号完成所述物联网设备的注册过程。

第三方系统一般会有三种数据提供方式，SDK、数据库视图VIEW、网络协议三种方式，因为第三方数据格式不统一，各厂家有自己的数据格式和定义，就导致了不独立，不安全，不便于后期维护，不便于后期扩展等问题的出现。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种物联网平台的系统接入方法及系统。

根据本发明提供的一种物联网平台的系统接入方法及系统，所述方案如下：

第一方面，提供了一种物联网平台的系统接入方法，所述方法包括：

步骤S1：确定第三方物联网厂家平台系统的接入需求；

步骤S2：根据对方的接入需求，确定对方提供的接入方式；

步骤S3：根据对方提供接入方式，确定中间件的对接形式；

步骤S4：开发中间件程序，和第三方交互数据，实现数据转化为平台服务统一数据形式；

步骤S5：管理对接子系统的设备，基于设备管理模块内的设备数据推送、数设备指令通信，设备地址管理在内的相关功能管理中间件的生命周期，包括启动机制、心跳基站以及关闭机制；

步骤S6：发布中间件程序。

优选地，所述步骤S4具体包括：

步骤S4.1：对第三方交互数据进行物模型建立，包含属性、功能、事件三种因素；

步骤S4.2：平台前端通过模型获取设备运行状态或者设备属性数据；

步骤S4.3：服务端通过统一API获取设备模型并进行相关操作；

步骤S4.4：在发送第三方设备消息时进行参数校验，收到设备消息时进行类型转换处理，通过模型实现数据转化为统一格式。

优选地，所述物联网基础接入平台设置有多协议通信能力的硬件网关及适配器。

优选地，所述硬件网关具备智能设备的感知接入，能够将不同协议的设备全部接入物联网基础接入平台。

优选地，所述适配器具有协议的相互转换功能，能够将各种设备不同的协议转换成TCP/IP协议，同时也能够把TCP/IP协议转换成设备所需的通讯协议。

优选地，所述物联网基础接入平台设置有限制与感知节点通信的目标地址，避免对陌生地址的攻击行为，确保只有授权的感知节点能够接入。

第二方面，提供了一种物联网平台的系统接入系统，所述系统包括：

模块M1：确定对方接入需求；

模块M2：根据对方的接入需求，确定对方提供的接入方式；

模块M3：根据对方提供接入方式，确定中间件的对接形式；

模块M4：开发中间件程序，和第三方交互数据，实现数据转化为平台服务统一数据形式；

模块M5：管理中间件的生命周期，包括启动机制、心跳基站以及关闭机制；

模块M6：发布中间件程序。

优选地，所述模块M4还包括：

模块M4.1：对第三方交互数据进行物模型建立，包含属性、功能、事件三种因素；

模块M4.2：平台前端通过模型获取设备运行状态或者设备属性数据；

模块M4.3：服务端通过统一API获取设备模型并进行相关操作；

模块M4.4：在发送第三方设备消息时进行参数校验，收到设备消息时进行类型转换处理，通过模型实现数据转化为统一格式。

优选地，所述物联网基础接入平台设置有多协议通信能力的硬件网关及适配器。

优选地，所述硬件网关具备智能设备的感知接入，能够将不同协议的设备全部接入物联网基础接入平台；

所述适配器具有协议的相互转换功能，能够将各种设备不同的协议转换成TCP/IP协议，同时也能够把TCP/IP协议转换成设备所需的通讯协议；

所述物联网基础接入平台设置有限制与感知节点通信的目标地址，避免对陌生地址的攻击行为，确保只有授权的感知节点能够接入。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、通过采用基于中间件形式软件的独立性，解决了在后期维护和升级时，无须停止服务器运行，可单独升级程序的缺陷，并中间件在出现故障时，不会影响到平台服务的正常运行和业务功能；

2、通过采用中间件形式对接，解决了只需要针对新需求开发一款小中间件程序即可满足现场接入需求，无需对整个平台做修改操作。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为物联协同运营平台的架构；

图2为第三方系统数据提供方式；

图3为物联网三级等级保护中的物联网安全的要求示意图；

图4为HTI平台的接入方式。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

通过建立一套高效、可视化、低耦合性的物联网平台，为医院提供一套完善的物联网接入方案，解决物联网设备管理问题和安全接入问题。医疗物联网接入基础平台，核心是中台服务，实现各类厂家各类物联网设备的统一集中接入服务，避免由于不同协议不同厂家不同设备导致医院方物联网设备管理难、维护难的基本问题，方便物联网应用调用各类物联网设备，同时提供应用层基础业务支撑能力如导航、定位等的基础服务。

物联网基础接入平台作为一个医院物联网应用的基础支撑性平台，纵向可支持系统应用和智能设备的联通，横向可支撑物联网系统应用的扩展和系统间的互联互通。物联网基础接入平台将采集智能医疗设备以及后勤物联应用设备的状态数据及业务数据，并将数据统一存放在物联网数据中心。同时物联网基础接入平台与医院信息集成平台建立统一的共享接入体系，物联网应用系统通过物联网基础接入平台服务调用设备业务数据，通过物联网基础接入平台服务调用医院信息集成平台中的医院基础数据。物联网基础平台将采集到的物联设备状态数据发给智能化平台或者运维管理平台，供后勤运维使用。物联网接入基础平台主要由四层构成。顶层为应用服务层子系统，中间为平台基础层子系统，底层为平台适配层子系统，数据存储在物联网数据中心。系统数据由智能硬件经适配器储存在物联网数据中心，应用通过调用服务来取得物联网数据中心数据，物联网基础接入平台通过服务向外输出标准格式数据。

应用服务层子系统提供设备代理服务，主要有地图位置服务、医疗数据监测服务、环境能耗监测服务以及服务维护、接口授权等功能，医疗物联网应用以及智能综合运维应用通过调用服务来完成平台数据的调用，实现相应的功能。

物联网数据中心EDR提供资产标准体系，建立人员基础标准库和资产基础目录库，实现全院级唯一标识。同时建立设备状态库和设备业务库，用于储存物联网各个设备及应用产生的数据。

平台基础层子系统是平台具有的功能，平台提供基础设备管理、消息路由、日志事件、消息数据存储、配置管理、数据分析、数据面板等功能。

网关适配层子系统主要实现设备的感知接入与协议的转换功能。网关则是普通交换机、物联网AP以及带边缘计算能力地融合网关，负责提供设备的接入功能，网关将设备接入，对接给适配器去识别协议。适配器分为协议适配器和硬件适配器，针对适配硬件系统还需要部署专有适配器。

本发明实施例提供了一种物联网平台的系统接入方法，参照图2所示，第三方系统一般会有三种数据提供方式，SDK、数据库视图VIEW、网络协议三种方式，因为第三方数据格式不统一，各厂家有自己的数据格式和定义，需要针对每个厂家制定不同方式的中间件，通过中间件程序把各厂家独有数据，转换为平台服务统一数据格式，无缝接入平台服务业务处理流程。具体地，该方法包括：

步骤S1：确定第三方物联网厂家平台系统的接入需求。

步骤S2：根据对方的接入需求，确定对方提供的接入方式。

步骤S3：根据对方提供接入方式，确定中间件的对接形式。

步骤S4：开发中间件程序，和第三方交互数据，实现数据转化为平台服务统一数据形式。

该步骤S4具体还包括：步骤S4.1：对第三方交互数据进行物模型建立，包含属性、功能、事件三种因素。

步骤S4.2：平台前端通过模型获取设备运行状态或者设备属性数据。

步骤S4.3：服务端通过统一API获取设备模型并进行相关操作。

步骤S4.4：在发送第三方设备消息时进行参数校验，收到设备消息时进行类型转换处理，通过模型实现数据转化为统一格式。

步骤S5：管理对接子系统的设备(基站、硬件)，基于设备管理模块内的设备数据推送、数设备指令通信，设备地址管理等功管理中间件的生命周期，包括启动机制、心跳基站以及关闭机制。

步骤S6：发布中间件程序。每一个下层子系统都有一个中间件软件，其作用是通过系统对接模块用来对接前端传感器跟接入平台，发给所有的第三方应用系统，数据对接物模型的接入方式，对上是接入平台，对下是子系统的硬件。

该方法还包括以下几个方面阐述功能流程，首先平台通讯方式基于物模型建模方式，创建产品生产产品信息表，然后以物模型管理功能创建物模型建模，形成物模型基础信息表、物模型属性表、物模型功能表、物模型事件表、参数表；通过信息互联互通的理念，结合设备管理中设备基本信息表、设备地址表、设备分组表、设备子主表、设备认证表的功能和网关管理模块内的网关信息表、网关设备关联表，实现软件模块之间的互联互通；同时由于平台涉及到大量医院关键数据，需要通过安全信息保障管理机制对平台数据进行安全保护：

1、平台通讯方式：

不添加可有可无的功能，发布/订阅(Pub/Sub)模式，方便消息在传感器之间传递，允许用户动态创建主题，零运维成本，把传输量降到最低以提高传输效率，把低带宽、高延迟、不稳定的网络等因素考虑在内，支持连续的会话控制，理解客户端计算能力可能很低，提供服务质量管理，假设数据不可知，不强求传输数据的类型与格式，保持灵活性，物联网基础接入平台可按照自定义的方式(物模型建模的方式)将设备发送的信息进行筛选、处理、保存到某种数据库中并选择传送方向及方法。

消息路由定义了数据从设备端上报到转发给另一端接收的完整链路标准，包括设备端数据到IOT平台的消息入口解码、消息路由转发、消息转发触发条件和消息出口封装。

2、多协议通信管理：

物联网基础接入平台具有多协议通信能力的硬件网关及适配器。硬件网关具备智能设备的感知接入，可将不同协议的设备全部接入物联网基础接入平台；适配器具有协议的相互转换功能，可将各种设备不同的协议比如COAP、loRa、蓝牙、5G、RFID等统一转换成TCP/IP协议，同时也可把TCP/IP协议转换成设备所需的通讯协议。平台可以将所有物联网应用进行统一接入和集成管理。

3、安全保障管理：

物联网基础接入平台具有较高的安全保障能力，根据等保2.0标准中三级等级保护中的关于物联网安全的要求能全部满足，参照图3所示。安全保障主要分为以下几个方面：

3.1、物理和环境安全：

通过基于日志进行监控，监控可以设置一定规则，对触发监控规则的日志信息进行告警。告警的方式，可以是平台消息、短信或邮件等；物理侧是提供的前端设备强度、电磁兼容、无线信号绕射能力、传输距离、稳压电力调节都经过、无线电检测都经过专业机构检验合格。

3.2、入侵防范：

1)可设置限制与感知节点通信的目标地址，以避免对陌生地址的攻击行为；

2)接入安全确保只有授权的感知节点可以接入；

3)防止SQL注入攻击：Web服务器应用程序应对客户提交的所有表单、参数进行有效的合法性判断和非法字符过滤，防止攻击者恶意构造SQL语句实施注入攻击。与数据库的交互采用MyBastis框架，同时禁止仅在客户端以脚本形式对客户的输入进行合法性判断和参数字符过滤。

3.3、设备和计算安全：

1)只有授权的用户可以对感知节点设备上的软件应用进行配置或变更。边缘识别+平台识别双路安全机制，基于用户身份识别的双因子认证机制，用户根据不同岗位职责赋予不同的使用权限，用户只有授权后才可以对软件和硬件进行配置和更改，登录平台和操作页面均有两路身份识别的安全机制来验证用户的权限是否合规和违规。

2)可用过数据中台和下发权限到终端方式具备对其连接的网关节点设备进行身份标识和鉴权，边缘识别+平台识别双路安全机制。

3)具有对其连接的其他感知节点设备(包括路由节点)进行身份标识和鉴别的能力，边缘识别+平台识别双路安全机制。

4)可设置最大并发连接数，目前不低于800个，采用多模块+复用通道+时分技术来解决平台并发连接数和并发量、系统接入冗余的问题，将子系统以模块形式管理通过中间件软件进行指令收录下发实现管理接入便捷的目的，采用复用通道利用数字PCM复接技术，将现有的光纤通道和微波通道对继电保护的信息进行传输，基于时分复用技术是把模块分成一个个片段，每个片段做不同事情的一小部分，合起来完成系统全部指令，不因为中间环节出现问题而影响整体通路从而保障通路稳定运行。

5)具备对合法连接设备(包括终端节点、路由节点、数据处理中心)进行标识和鉴别的能力，采用在线健康状态运维方式实时监测。

6)具备过滤非法节点和伪造节点所发送的数据的能力，边缘识别+平台识别双路安全机制。

7)授权用户应能够在设备使用过程中对关键密钥进行在线更新，边缘识别+平台识别双路安全机制。

8)授权用户应能够在设备使用过程中对关键配置参数进行在线更新。边缘识别+平台识别双路安全机制。

3.4、应用和数据安全：

1)能够鉴别数据的新鲜性，避免历史数据的重放攻击，利用边缘数据筛查+校验技术，避免数据因重复录入导致历史数据叠加造成数据库瘫痪，通过校验技术检查数据的重复性，避免重复录入影响数据运行卡顿。

2)能够鉴别历史数据的非法修改，避免数据的修改重放攻击，边缘数据筛查+校验技术。

3)对来自传感网的数据进行数据融合处理，使不同种类的数据可以在同一个平台被使用；采用结构化引擎+数据筛查技术+视点技术融合的目的，子系统应用对接的硬件设备具有指向性和唯一对接性，同一场景下的子系统硬件过多为为避免互相干扰影响和管理混乱，使用结构化引擎将单一子系统应用和其硬件进行绑定为一个模块进行统一管理。

4)应对不同数据之间的依赖关系和制约关系等进行智能处理，如一类数据达到某个门限时可以影响对另一类数据采集终端的管理指令。采用水坝技术+工作流技术提高跨应用数据的智能决策，当数据之间需要做到协同运行时，需要通过对数据进行阀值和开关指令设置，当达到后自动触发对关联数据或采集终端的指令下发，基于工作流设置规则，实现数据关联指令操作。

4、物模型标准接入：

物模型是产品数字化的描述，定义了产品的功能，物模型将不同品牌不同品类的产品功能抽象归纳，形成“标准物模型”，便于各方用统一的语言描述、控制、理解产品功能。物模型由若干条“参数”组成，参数按描述的功能类型不同，又分为属性、方法和事件。

HTI接入平台支持定制方式及物模型方式，参照图4所示，物模型是物理空间中的实体(如呼吸机、消毒机、净化空调、电脑等)从属性、服务和事件三个维度，分别描述了该实体是什么、能做什么、可以对外提供哪些信息。定义了物模型的这三个维度，即完成了产品功能的定义，在接入平台端实现接入设备标准化。物模型的使用将极大简化医院后期的统一运维程度，大量的医疗设备、信息化设备、后勤设备根据物模型方式接入，实现平台接入无感知、授权有目标。

5、信息互联互通：

物联网应用系统包括引擎组件、功能组件、平台应用等，向左与智能化通过设备网互联互通，向右与信息化集成平台数据互联互通，与设备网关联的数据和子系统网络复用，与信息化关联数据通过信息化内网进行数据交互，绝大部分数据为单向来源，每个模块采用并联模块管理方式，彼此独立应用管理，即整体信息链路的信息数据流是串联，工作流是并联；模块之间的互联互通是基于中间件软件指令互发实现，保障信息平台的灵活性，比如当信息只需要对接第三方硬件，和对接第三方软件数据时可独立设置模块接入，不影响其他模块的正常运行。

通过采用中间件形式对接，解决了只需要针对新需求开发一款小中间件程序即可满足现场接入需求，无需对整个平台做修改操作。

1)物模型管理模块

通过模型获取设备运行状态或者设备属性数据，服务端可通过统一的API获取设备物模型并进行相关操作,支持发送设备消息时进行参数校验，在收到设备消息进行类型转换处理。支持新增单体物模型、复合物模型、虚拟组合物模型、支持反向SDK自动生成。

2)设备管理模块

支持设备管理操作，包括设备的创建、修改、删除、查看及搜索，能建立设备与产品、物模型的关联关系。

支持设备的属性管理、子设备管理、数据管理，以及事件管理。

3)虚拟网关模块

支持实体、虚拟网关代理子设备上下线、物模型通信等功能支持物联网网关接入和管理，支持实体、虚拟物联网网关的创建、修改、删除以及查看。支持通过物联网网关找到接入的物联网设备，并能向物联网设备下发指令。

4)能力开放模块

支持创建物联网开放体系架构中的标识解析系统，兼容现有的其DNS及他物体标识体系针对能力的标识和位置标识模块进行了设计，可以搜索物模型，而且能对能力和位置进行单独搜索，扩展了自带标准标识解析体系，支持多个子系统相互独立又联合运作，通过多级服务进行标识融合。

本发明实施例提供了一种物联网平台的系统接入方法及系统，通过采用基于中间件形式软件的独立性，解决了在后期维护和升级时，无须停止服务器运行，可单独升级程序的缺陷，并中间件在出现故障时，不会影响到平台服务的正常运行和业务功能。通过采用中间件形式对接，解决了只需要针对新需求开发一款小中间件程序即可满足现场接入需求，无需对整个平台做修改操作。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种物联网平台的系统接入方法，其特征在于，包括：

步骤S1：确定第三方物联网厂家平台系统的接入需求；

步骤S2：根据对方的接入需求，确定对方提供的接入方式；

步骤S3：根据对方提供接入方式，确定中间件的对接形式；

步骤S4：开发中间件程序，和第三方交互数据，实现数据转化为平台服务统一数据形式；

步骤S5：管理对接子系统的设备，基于设备管理模块内的设备数据推送、数设备指令通信，设备地址管理在内的相关功能管理中间件的生命周期，包括启动机制、心跳基站以及关闭机制；

步骤S6：发布中间件程序。

2.根据权利要求1所述的物联网平台的系统接入方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

步骤S4.1：对第三方交互数据进行物模型建立，包含属性、功能、事件三种因素；

步骤S4.2：平台前端通过模型获取设备运行状态或者设备属性数据；

步骤S4.3：服务端通过统一API获取设备模型并进行相关操作；

步骤S4.4：在发送第三方设备消息时进行参数校验，收到设备消息时进行类型转换处理，通过模型实现数据转化为统一格式。

3.根据权利要求1所述的物联网平台的系统接入方法，其特征在于，所述物联网基础接入平台设置有多协议通信能力的硬件网关及适配器。

4.根据权利要求3所述的物联网平台的系统接入方法，其特征在于，所述硬件网关具备智能设备的感知接入，能够将不同协议的设备全部接入物联网基础接入平台。

5.根据权利要求3所述的物联网平台的系统接入方法，其特征在于，所述适配器具有协议的相互转换功能，能够将各种设备不同的协议转换成TCP/IP协议，同时也能够把TCP/IP协议转换成设备所需的通讯协议。

6.根据权利要求1所述的物联网平台的系统接入方法，其特征在于，所述物联网基础接入平台设置有限制与感知节点通信的目标地址，避免对陌生地址的攻击行为，确保只有授权的感知节点能够接入。

7.一种物联网平台的系统接入系统，其特征在于，包括：

模块M1：确定对方接入需求；

模块M2：根据对方的接入需求，确定对方提供的接入方式；

模块M3：根据对方提供接入方式，确定中间件的对接形式；

模块M4：开发中间件程序，和第三方交互数据，实现数据转化为平台服务统一数据形式；

模块M5：管理中间件的生命周期，包括启动机制、心跳基站以及关闭机制；

模块M6：发布中间件程序。

8.根据权利要求7所述的物联网平台的系统接入系统，其特征在于，所述模块M4还包括：

模块M4.1：对第三方交互数据进行物模型建立，包含属性、功能、事件三种因素；

模块M4.2：平台前端通过模型获取设备运行状态或者设备属性数据；

模块M4.3：服务端通过统一API获取设备模型并进行相关操作；

模块M4.4：在发送第三方设备消息时进行参数校验，收到设备消息时进行类型转换处理，通过模型实现数据转化为统一格式。

9.根据权利要求7所述的物联网平台的系统接入系统，其特征在于，所述物联网基础接入平台设置有多协议通信能力的硬件网关及适配器。

10.根据权利要求9所述的物联网平台的系统接入系统，其特征在于，所述硬件网关具备智能设备的感知接入，能够将不同协议的设备全部接入物联网基础接入平台；

所述适配器具有协议的相互转换功能，能够将各种设备不同的协议转换成TCP/IP协议，同时也能够把TCP/IP协议转换成设备所需的通讯协议；

所述物联网基础接入平台设置有限制与感知节点通信的目标地址，避免对陌生地址的攻击行为，确保只有授权的感知节点能够接入。

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