CN115883599A - 用于精准仓设备的数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种用于精准仓设备的数据采集系统，包括精准仓设备、软网关、MQTT服务器和至少一个业务平台，其中精准仓设备用于向所述软网关发送采集的货物数据；软网关，与所述精准仓采用TCP/IP协议通讯，用于接收所述精准仓设备发送的货物数据，并将所述接收的货物数据转发给所述MQTT服务器；MQTT服务器，与所述软网关采用MQTT协议通讯，用于接收来自所述软网关的货物数据，并将接收的所述货物数据发送给所述至少一个业务平台。根据本申请的实施例，通过MQTT服务器，软网关将接收的货物数据发送给业务平台，避免了数据丢失的问题发生。

Description

用于精准仓设备的数据采集系统

技术领域

本申请涉及仓储管理领域，具体而言，涉及一种用于精准仓设备的数据采集系统。

背景技术

目前大型的物流仓储精准仓设备，仓储管理在企业管理中是非常重要的一环，仓储管理水平直接反映了企业的运营效率。随着经济持续快速发展，国内制造业、物流业等对仓储业务的需求不断增长，原有平库存储量无法与产能相匹配，作业效率低、空间利用率低、管理成本高等问题亟待解决。智能立体仓库是未来仓储发展的大趋势，在人工智能、大数据、物联网等技术加持下，企业对智能仓储管理的需求与日俱增。

在智能仓储管理中，精准仓设备作为可以对货物仓储运输全流程进行跟踪的关键设备，保证精准仓设备的数据完整性，即能准确追踪货品的运输路径和仓储位置，防止货品丢失，提升仓储管理水平，为仓储管理的智能精准检测提供完整的数据支撑。因此，精准仓设备的采集的货物数据对仓储管理的数据分析显得尤为重要。

发明人发现，现有的精准仓设备采用4G网络模块将采集的货物数据上传到业务平台中，对网络的依赖较强。一旦出现与业务平台连接断开的情况时，精准仓设备采集的货物数据将无法发送给业务平台。

发明内容

本申请提出一种用于精准仓设备的数据采集系统，以防止业务平台无法接收到和精准仓设备断连期间的数据。

根据本申请的一方面，提出一种用于精准仓设备的数据采集系统，包括精准仓设备、软网关、MQTT服务器和至少一个业务平台，其中：精准仓设备用于向所述软网关发送采集的货物数据；软网关，与所述精准仓采用TCP/IP协议通讯，用于接收所述精准仓设备发送的货物数据，并将所述接收的货物数据转发给所述MQTT服务器；MQTT服务器，与所述软网关采用MQTT协议通讯，用于接收来自所述软网关的货物数据，并将接收的所述货物数据发送给所述至少一个业务平台。

根据一些实施例，所述业务平台用于向所述MQTT服务器发出订阅请求；所述MQTT服务器根据所述业务平台的订阅请求，将所述货物数据发送给所述业务平台。

根据一些实施例，所述业务平台和所述MQTT服务器采用MQTT协议通讯。

根据一些实施例，所述软网关和所述MQTT服务器之间采用的MQTT协议的服务质量等级为1，以保证数据的完整性。

根据一些实施例，所述业务平台和所述MQTT服务器之间采用的MQTT协议的服务质量等级为1，以保证数据的完整性。

根据一些实施例，所述业务平台采用会话保留机制，并对所述MQTT服务器的会话保留的消息级别设置为1，以便当所述MQTT服务器和所述业务平台断开连接时，所述MQTT服务器缓存来自所述软网关发送的货物数据。

根据一些实施例，所述软网关包括驱动模块，以便所述软网关对接不同类型协议的精准仓设备。

根据一些实施例，所述驱动模块包括数据交互单元和数据解析单元，其中所述数据交互单元用于和所述精准仓设备建立网络连接以及所述软网关和所述精准仓设备之间的请求响应；所述数据解析单元用于解析所述数据交互单元接收的来自所述精准仓设备发送的货物数据。

根据一些实施例，所述软网关还包括MQTT客户端单元，用于和所述MQTT服务器建立连接，并将解析后的所述货物数据发送给所述MQTT服务器。

根据一些实施例，所述业务平台包括MQTT客户端单元，用于和所述MQTT服务器建立连接，并将来自所述MQTT服务器的货物数据进行存储。

根据本申请的实施例，提出一种用于精准仓设备的数据采集系统，通过在精准仓设备和业务平台之间引入软网关和MQTT服务器，且软网关和精准仓设备处于同一个局域网中，保证及时接收精准仓设备采集的货物数据，且通过MQTT服务器，软网关将接收的货物数据发送给业务平台，避免了数据丢失的问题发生。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。通过参照附图详细描述其示例实施例，本申请的上述和其他目标、特征及优点将变得更加显而易见。

图1示出根据本申请示例实施例的一种用于精准仓设备的数据采集系统结构框图。

图2示出了根据本申请示例实施例的另一种用于精准仓设备的数据采集系统数据流向示意图。

图3示出了根据本申请示例实施例的一种用于精准仓设备的数据采集系统的时序示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置或操作等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

如前所述，利用精准仓设备可以及时准确地追踪到货物的运输路径和仓储位置，防止货物丢失，实现仓储管理的智能化管理。但现有的精准仓设备采用4G网络模块将采集的货物数据上传到业务平台中，对网络的依赖较强。在这种数据传输方案中，由于精准仓的数据频率较高，通过4G网络传输不可避免地会出现网络信号差而出现精准仓设备的网络模块与业务平台连接断开的情况。而断开后，精准仓设备采集的货物数据将无法传送到业务平台中。业务平台会无法接收到断连期间的数据，存在数据丢失的风险。

由于精准仓设备的通讯协议为厂商定制，通讯软件已经烧录到精准仓设备中，无法对精准仓设备进行协议的变更。精准仓设备的通讯协议为TCP/IP协议明文传输，在公网环境下无法保证通讯的数据保密性。

根据本申请的实施例，提出一种用于精准仓设备的数据采集系统，通过在精准仓设备和业务平台之间引入软网关和MQTT服务器，且软网关和精准仓设备处于同一个局域网中，保证及时接收精准仓设备采集的货物数据，且通过MQTT服务器，软网关将接收的货物数据发送给业务平台，避免了数据丢失的问题发生。

根据本申请的一些实施例，在利用MQTT协议进行通讯时，通过对关键的货物数据进行加密，保证了数据的安全性。

现有技术中，精准仓设备以请求-响应式的工控协议方式进行通讯。由于业务平台处于互联网中，无法对局域网的地址进行请求，导致业务平台无法完成对该部分精准仓设备的数据接入工作。根据本申请的实施例，通过在软网关中增加驱动模块的方式以适配采用不同协议的精准仓设备，增强了精准仓设备的接入多样性。

下面结合附图，对根据本申请的具体实施例进行详细说明。

图1示出根据本申请示例实施例的一种用于精准仓设备的数据采集系统结构框图，下面以图1为例，对根据本申请示例实施例的一种用于精准仓设备的数据采集系统进行详细说明。

如图1所示的数据采集系统包括精准仓设备101、软网关103、MQTT服务器105和至少一个业务平台107。

根据本申请的实施例，精准仓设备101和软网关103处于同一个局域网中，两者采用TCP/IP协议通讯，精准仓设备101用于向软网关发送采集的货物数据。其中，货物数据包括货物的物流数据和/或仓储数据。例如，精准仓设备序号、时间戳、行车第一方位的实时距离、行车第二方位的实时距离、行车第三方位的实时距离、行车实时吊重和/或预留字段。

根据一些实施例，软网关103和MQTT服务器105采用MQTT协议通讯，用于将接收的来自精准仓设备101发送的货物数据发送给MQTT服务器105。

根据一些实施例，MQTT服务器105与至少一个业务平台107采用MQTT协议通讯，用于将接收的来自软网关103的货物数据发送给至少一个业务平台。

MQTT协议为低带宽、不可靠的网络环境提供了有序、可靠、双向连接的网络连接。MQTT协议使用发布/订阅消息模式，能够提供一对多的消息发布，解除了应用程序的耦合性；且提供了三种等级的服务质量。

例如，对于只有一次的服务质量，保证消息只到达一次。适用于一些计费系统，如果消息重复或者丢失会导致不正确的计费。

又例如，对于至少一次的服务质量，保证消息可以到达，但是可能会重复。

又例如，对于最多一次的服务质量，尽操作环境所能提供最大努力的分发消息，可能会存在消息丢失。

另外，MQTT协议具有描述MQTT连接行为的连接标志。当网络断开时，能及时通知到相关各方，并且可以保留原有的会话。

由于精准仓设备数据比较重要，根据本申请的实施例，为了避免丢失精准仓设备的货物数据，将软网关103和MQTT服务器105之间的MQTT协议的服务质量等级和MQTT服务器105和业务平台107之间的服务质量等级都设置1。

根据一些实施例，利用MQTT协议的发布/订阅消息模式，MQTT服务器105根据不同业务平台的订阅请求，将货物数据发送给订阅该货物数据的业务平台107。

根据一些实施例，业务平台107采用会话保留机制，并对MQTT服务器105的会话保留的消息级别设置为1，以便当MQTT服务器105和业务平台107断开连接时，MQTT服务器107能够缓存来自软网关103发送的货物数据。

根据本申请的实施例，软网关103包括驱动模块，以便软网关可以对接不同类型协议的精准仓设备。

具体的，在精准仓设备101的网络模块中配置软网关的IP地址和端口号，并在软网关103中配置与精准仓设备对应的驱动。在精准仓设备101中启动网络模块，精准仓设备101采集的货物数据可通过网络模块传输到软网关103中。在软网关103的驱动模块运行的情况下，软网关103可以接收到精准仓设备上报的货物数据。根据一些实施例，软网关103对接收的货物数据进行解析处理，例如，解码和编码处理。

根据一些实施例，软网关还提供了一个服务，实现了与MQTT服务器的对接。连接成功后会将获得的精准仓设备的货物数据编码成对应的消息报文，发布到指定的主题中。此时，MQTT服务器会将主题中的内容发送到订阅后的MQTT客户端中，即已经订阅该主题的平台服务中。

根据一些实施例，驱动模块包括数据交互单元和数据解析单元，其中，数据交互单元用于和精准仓设备101建立网络连接以及软网关103和精准仓设备101之间的请求响应；数据解析单元用于解析数据交互单元接收的来自精准仓设备发送的货物数据。

根据一些实施例，软网关103还包括MQTT客户端单元，用于和MQTT服务器105建立连接，并将解析后的货物数据发送给MQTT服务器105。

根据另一些实施例，业务平台107包括MQTT客户端单元，用于和MQTT服务器105建立连接，并将来自MQTT服务器105的货物数据进行存储。

具体的，平台中采用微服务的部署架构，在架构中提供了一个服务与MQTT服务器对接。在连接成功后订阅指定的数据主题，即可以接收到软网关上报的MQTT消息。平台服务接收到MQTT消息后，将MQTT消息进行解析，将得到的精准仓设备发送的货物数据存放到对应的数据库中进行存储，从而完成了对精准仓设备的接入工作。

根据图1所示的实施例，通过在精准仓设备和业务平台之间引入软网关和MQTT服务器，且软网关和精准仓设备处于同一个局域网中，并利用MQTT协议，通过MQTT服务器，将精准仓设备将采集的货物数据完整、准确地发送给业务平台，避免了数据丢失的问题发生。

图2示出了根据本申请示例实施例的另一种用于精准仓设备的数据采集系统数据流向示意图，如图2所示的数据采集系统把控精准仓设备、软网关、MQTT服务器和业务平台。

如图2所示，精准仓设备包括网络模块，软网关包括数据采集模块和发布模块，精准仓设备利用网络模块提供的接口服务将采集的货物数据发送给软网关的数据采集模块。软网关将接收的货物数据通过发布模块发送给MQTT服务器。

业务平台包括MQTT客户端和数据库，MQTT服务器将接收的货物数据发送给业务平台的MQTT客户端。业务平台将MQTT客户端接收的货物数据存储的数据库中。

在图2所示的实施例中，为了避免丢失精准仓设备的货物数据，将软网关和MQTT服务器之间的MQTT协议的服务质量等级和MQTT服务器和业务平台之间的服务质量等级都设置1。同时，业务平台采用会话保留机制，并对MQTT服务器的会话保留的消息级别设置为1，以便当MQTT服务器和业务平台断开连接时，MQTT服务器能够缓存来自软网关的发送模块发送的货物数据。

根据图2所示的实施例，通过在精准仓设备和业务平台之间引入软网关和MQTT服务器，并利用MQTT协议保证了精准仓设备能够将采集的货物数据完整、准确地发送给业务平台，避免了数据丢失的问题发生。

图3示出了根据本申请示例实施例的一种用于精准仓设备的数据采集系统的时序示意图，下面结合图2，对图3所示的一种用于精准仓设备的数据采集系统的时序过程进行详细说明。

如图3所示的数据采集系统把控精准仓设备、软网关、MQTT服务器和业务平台。其中，精准仓设备、软网关处于同一个局域网中，软网关和MQTT服务器采用MQTT协议通讯，MQTT服务器和业务平台采用MQTT协议通讯。

精准仓设备通过网络模块将采集的货物数据发送给软网关。其中，精准仓设备的网络模块与软网关处于一个局域网内，通讯协议采用TCP/IP协议。

软网关对接收的货物数据分别进行解码、编码处理，并发布到MQTT服务器的主题2。

根据一些实施例，软网关为部署在局域网服务器的一个软件模块。软网关与精准仓设备之间通过TCP/IP协议对接，由软网关负责将精准仓设备发送的货物数据进行解析和处理，例如，解码、编码处理。软网关还需要将解析后的设备数据同步发布到MQTT服务器中。软网关与MQTT服务器的通讯协议为MQTT通讯协议，将MQTT协议中的服务质量级别设置为1，表示至少接收一次数据，保证数据的完整性。

MQTT服务器作为MQTT数据通信和数据交换的消息服务器。MQTT服务器负责接收来自软网关和业务平台的网络连接，并处理软网关的发布消息请求和业务平台订阅消息请求，同时，也会将软网关的发布消息转发给已经订阅对应主题的业务平台。例如，业务平台订阅了MQTT服务器的主题2，MQTT服务器将软网关发送给主题2的货物数据转发给订阅主题2的业务平台。

具体的，MQTT服务器由EMQ构成，EMQ服务器中使用acl插件，插件调用接口完成对MQTT客户端的用户认证和访问控制认证。MQTT消息采用JSON格式进行数据交互，并将通讯消息使用服务质量级别设置为1。

业务平台与MQTT服务器之间的通讯协议为MQTT通讯协议，业务平台通过订阅MQTT服务器的对应主题接收软网关上报的货物数据，并对货物数据进行处理，完成货物数据的存储。

具体的，业务平台采用微服务的框架，利用消息机制，对MQTT服务器发送的消息通过服务进行消息处理。其中，该服务基于paho.mqtt.java库实现MQTT客户端，实现了MQTT消息的订阅和发布工作，并将处理后的消息，也即接收的货物数据放入时序数据库中存储。

根据本申请的实施例，软网关与精准仓设备处于内部局域网中，可以保证数据传输的安全性。而软网关与MQTT服务器和业务平台之间的通讯处于互联网环境中，并采用MQTT协议进行通讯，通过在通讯中增加数据加密标识，保证了数据传输的安全性。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种用于精准仓设备的数据采集系统，其特征在于，包括精准仓设备、软网关、MQTT服务器和至少一个业务平台，其中：

精准仓设备用于向所述软网关发送采集的货物数据；

软网关，与所述精准仓采用TCP/IP协议通讯，用于接收所述精准仓设备发送的货物数据，并将所述接收的货物数据转发给所述MQTT服务器；

MQTT服务器，与所述软网关采用MQTT协议通讯，用于接收来自所述软网关的货物数据，并将接收的所述货物数据发送给所述至少一个业务平台。

2.根据权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于，所述业务平台用于向所述MQTT服务器发出订阅请求；

所述MQTT服务器根据所述业务平台的订阅请求，将所述货物数据发送给所述业务平台。

3.根据权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于，所述业务平台和所述MQTT服务器采用MQTT协议通讯。

4.根据权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于，所述软网关和所述MQTT服务器之间采用的MQTT协议的服务质量等级为1，以保证数据的完整性。

5.根据权利要求3所述的数据采集系统，其特征在于，所述业务平台和所述MQTT服务器之间采用的MQTT协议的服务质量等级为1，以保证数据的完整性。

6.根据权利要求3所述的数据采集系统，其特征在于，所述业务平台采用会话保留机制，并对所述MQTT服务器的会话保留的消息级别设置为1，以便当所述MQTT服务器和所述业务平台断开连接时，所述MQTT服务器缓存来自所述软网关发送的货物数据。

7.根据权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于，所述软网关包括驱动模块，以便所述软网关对接不同类型协议的精准仓设备。

8.根据权利要求7所述的数据采集系统，其特征在于，所述驱动模块包括数据交互单元和数据解析单元，其中：

所述数据交互单元用于和所述精准仓设备建立网络连接以及所述软网关和所述精准仓设备之间的请求响应；

所述数据解析单元用于解析所述数据交互单元接收的来自所述精准仓设备发送的货物数据。

9.根据权利要求7所述的数据采集系统，其特征在于，所述软网关还包括MQTT客户端单元，用于和所述MQTT服务器建立连接，并将解析后的所述货物数据发送给所述MQTT服务器。

10.根据权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于，所述业务平台包括MQTT客户端单元，用于和所述MQTT服务器建立连接，并将来自所述MQTT服务器的货物数据进行存储。

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