CN117014506A - 一种物联网消息缓存方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种物联网消息缓存方法及装置，涉及消息缓存技术领域。缓存方法包括：(一)在物联网设备内设置本地缓存模块，设定本地缓存模块的缓存阈值，设定定时任务，定时检查本地缓存模块缓存的消息数量是否超过缓存阈值，给本地缓存模块配置外部消息缓存模块并启用；(二)在网络异常时，物联网设备想要通过通信渠道传递的消息自动缓存到本地缓存模块；执行定时任务，定时检查本地缓存模块缓存的消息数量；在本地缓存模块缓存的消息数量超过缓存阈值时，触发事件，将消息存入外部消息缓存模块。本发明利用本地缓存模块和外部消息缓存模块，可以改善网络异常时的消息丢失现象以及本地缓存溢出时消息抛弃现象。

Description

一种物联网消息缓存方法及装置
技术领域
本发明涉及消息缓存技术领域，具体的说是一种物联网消息缓存方法及装置。
背景技术
假设物联网平台的数字孪生对象A到真实世界中的物联网设备D，这两者之间存在基于物联网平台的通信渠道(例如：MQTT)，两者的互动也是基于此渠道内的消息。此类通信渠道通常是采用长链接的方式来达到较好的实时性交互。
在网络异常时，需要透过通信渠道传递的消息有可能会有丢失的现象。传统处理消息丢失的方式有两种，第一种就是直接忽略，第二种就是添加本地消息缓存队列来进行推迟重发消息的机制。第二种方式本地消息缓存机制通常受限于物联网设备内存或是储存空间大小，通常会有缓存消息数量上限，超过此上限时传统处理方式是抛弃超量的消息。
发明内容
本发明针对目前技术发展的需求和不足之处，提供一种物联网消息缓存方法及装置，解决网络异常时的消息丢失问题。
第一方面，本发明提供一种物联网消息缓存方法，解决上述技术问题采用的技术方案如下：
一种物联网消息缓存方法，其涉及真实世界的物联网设备、真实世界的物联网设备在物联网平台的数字孪生对象，物联网设备与其数字孪生对象之间通过物联网平台通信渠道传递消息；
方法的实现过程包括：
(一)在物联网设备内设置本地缓存模块，设定本地缓存模块的缓存阈值；
设定定时任务，定时检查本地缓存模块缓存的消息数量是否超过缓存阈值；
给本地缓存模块配置外部消息缓存模块并启用，外部消息缓存模块是部署于云端或者同在物联网下的物联网设备；
(二)在网络异常，物联网设备无法与物联网平台的通信渠道建立连接时，物联网设备想要通过通信渠道传递的消息自动缓存到本地缓存模块；
执行定时任务，定时检查本地缓存模块缓存的消息数量；
在本地缓存模块缓存的消息数量超过缓存阈值时，触发事件，将消息存入外部消息缓存模块。
具体的，网络正常时，用户通过物联网设备发送消息，要求使用外部消息缓存模块，物联网平台收到物联网设备发送的消息后，响应外部消息缓存模块的地址列表给物联网设备；
物联网设备根据地址列表给本地缓存模块配置外部消息缓存模块并启用。
具体的，本地缓存模块的缓存阈值包括最大缓存阈值和最小缓存阈值；
执行定时任务，定时检查本地缓存模块缓存的消息数量超过最大缓存阈值时，首先检查本地缓存模块是否配置有外部消息缓存模块，若是，则启动外部消息缓存模块，触发事件E1，把即将缓存的消息和超出最大缓存阈值的消息发送到外部消息缓存模块，消息发送成功后，将发送成功的消息从本地缓存模块中移除；
执行定时任务，定时检查本地缓存模块缓存的消息数量超过最小缓存阈值、且小于最大缓存阈值时，首先检查本地缓存模块是否配置有外部消息缓存模块，若是，则启动外部消息缓存模块，触发事件E2，把即将缓存的消息发送到外部消息缓存模块。
更具体的，在检查到本地缓存模块未配置外部消息缓存模块时，
首先从物联网设备收到的地址列表选择一个外部消息缓存模块M配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块M，触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块M，
(a)消息发送成功，将发送成功的消息从本地缓存模块中移除，或者，把即将缓存的消息发送到外部消息缓存模块，
(b)消息发送失败，向物联网设备发送反馈信息，物联网设备从地址列表中重新选择下一个外部消息缓存模块N配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块N，触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块N。
具体的，物联网设备通过通信渠道向物联网平台的数字孪生对象传递的消息包括消息内容和消息的唯一识别符，其中：
消息的唯一识别符包括消息时间戳、产生该消息的物联网设备识别符、消息识别符，消息识别符是产生该消息的物联网设备自动配发的流水号。
第二方面，本发明提供一种物联网消息缓存装置，解决上述技术问题采用的技术方案如下：
一种物联网消息缓存装置，其部署于与物联网平台的数字孪生对象通过通信渠道进行消息传递的物联网设备，包括：
本地缓存模块，用于在网络异常时缓存需要通过物联网平台通信渠道传递的消息；
设定模块，用于设定本地缓存模块的缓存阈值；
定时任务模块，用于定时检查本地缓存模块缓存的消息数量是否超过缓存阈值；
配置模块，用于给本地缓存模块配置外部消息缓存模块，并响应外部消息缓存模块的地址列表给物联网设备；
检查启动模块，用于检查本地缓存模块是否配置有外部消息缓存模块，若是，则进一步启动外部消息缓存模块，若否，则根据物联网设备收到的地址列表配置并启动外部消息缓存模块；
缓存执行模块，用于在本地缓存模块缓存的消息数量超过缓存阈值时，触发事件，将消息存入外部消息缓存模块；
外部消息缓存模块，用于缓存超出本地缓存模块缓存阈值且需要通过物联网平台通信渠道传递的消息。
可选的，所涉及检查启动模块检查到本地缓存模块未配置有外部消息缓存模块时，
首先从物联网设备收到的地址列表选择一个外部消息缓存模块M配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块M，缓存执行模块触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块M；
消息发送失败时，向检查启动模块发送反馈信息，检查启动模块从地址列表中重新选择下一个外部消息缓存模块N配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块N，缓存执行模块触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块N；
直至消息发送成功，检查启动模块停止从地址列表中选择外部消息缓存模块配置给本地缓存模块。
进一步可选的，所涉及设定模块设定本地缓存模块的最大缓存阈值和最小缓存阈值；
定时任务模块定时检查本地缓存模块缓存的消息数量超过最大缓存阈值时，首先利用检查启动模块检查本地缓存模块是否配置有外部消息缓存模块，若是，则进一步启动外部消息缓存模块，随后缓存执行模块触发事件E1，把即将缓存的消息和超出最大缓存阈值的消息发送到外部消息缓存模块，消息发送成功后，缓存执行模块将发送成功的消息从本地缓存模块中移除；
定时任务模块定时检查本地缓存模块缓存的消息数量超过最小缓存阈值、且小于最大缓存阈值时，首先利用检查启动模块检查本地缓存模块是否配置有外部消息缓存模块，若是，则进一步启动外部消息缓存模块，随后缓存执行模块触发事件E2，把即将缓存的消息发送到外部消息缓存模块。
可选的，所涉及物联网设备通过通信渠道向物联网平台的数字孪生对象传递的消息包括消息内容和消息的唯一识别符，其中：
消息的唯一识别符包括消息时间戳、产生该消息的物联网设备识别符、消息识别符，消息识别符是产生该消息的物联网设备自动配发的流水号。
优选的，所涉及外部消息缓存模块是部署于云端或者同在物联网下的物联网设备。
本发明的一种物联网消息缓存方法及装置，与现有技术相比具有的有益效果是：
(1)本发明利用本地缓存模块，利用云端或是同在物联网下的其他物联网设备作为外部消息缓存模块，可以改善网络异常时的消息丢失现象以及本地缓存溢出时消息抛弃现象，并结合物连网的通讯渠道机制来动态更新外部消息缓存服务配置，提升缓存机制的有效性；
(2)本发明通过本地缓存和外部缓存服务，可以拓展缓存机制所能包含的范围，让消息丢失现象大幅降低，从而将透过物联网平台通讯渠道传递的消息所夹带的数据或是告警信息能顺利有效的传递出去。
附图说明
附图1是本发明实施例一的流程简图；
附图2是本发明实施例二的连接框图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案、解决的技术问题和技术效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例一：
本实施例提出一种物联网消息缓存方法，其涉及真实世界的物联网设备、真实世界的物联网设备在物联网平台的数字孪生对象，物联网设备与其数字孪生对象之间通过物联网平台通信渠道传递消息。
本实施例的一种物联网消息缓存方法，实现过程包括：
(一)准备工作：
在物联网设备内设置本地缓存模块，设定本地缓存模块的缓存阈值；
设定定时任务，定时检查本地缓存模块缓存的消息数量是否超过缓存阈值；
给本地缓存模块配置外部消息缓存模块并启用，外部消息缓存模块是部署于云端或者同在物联网下的物联网设备。
具体的，在网络正常，物联网设备与物联网平台的通信渠道建立连接成功时，用户通过物联网设备发送消息，要求使用外部消息缓存模块，物联网平台收到物联网设备发送的消息后，响应外部消息缓存模块的地址列表给物联网设备。物联网设备根据地址列表给本地缓存模块配置外部消息缓存模块并启用。
本实施例所述物联网设备通过通信渠道向物联网平台的数字孪生对象传递的消息包括消息内容和消息的唯一识别符，其中：
消息的唯一识别符包括消息时间戳、产生该消息的物联网设备识别符、消息识别符，消息识别符是产生该消息的物联网设备自动配发的流水号。
(二)参考附图1，在网络异常，物联网设备无法与物联网平台的通信渠道建立连接时，物联网设备想要通过通信渠道传递的消息自动缓存到本地缓存模块；
执行定时任务，定时检查本地缓存模块缓存的消息数量；
在本地缓存模块缓存的消息数量超过缓存阈值时，触发事件，将消息存入外部消息缓存模块。
具体的，本地缓存模块的缓存阈值包括最大缓存阈值和最小缓存阈值。
(A)执行定时任务，定时检查本地缓存模块缓存的消息数量超过最大缓存阈值时，首先检查本地缓存模块是否配置有外部消息缓存模块，
若是，则启动外部消息缓存模块，触发事件E1，把即将缓存的消息和超出最大缓存阈值的消息发送到外部消息缓存模块，消息发送成功后，将发送成功的消息从本地缓存模块中移除；
若否，则首先从物联网设备收到的地址列表选择一个外部消息缓存模块M配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块M，触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块M，
(a)消息发送成功，将发送成功的消息从本地缓存模块中移除，或者，把即将缓存的消息发送到外部消息缓存模块，
(b)消息发送失败，向物联网设备发送反馈信息，物联网设备从地址列表中重新选择下一个外部消息缓存模块N配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块N，触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块N。
(B)执行定时任务，定时检查本地缓存模块缓存的消息数量超过最小缓存阈值、且小于最大缓存阈值时，首先检查本地缓存模块是否配置有外部消息缓存模块，
若是，则启动外部消息缓存模块，触发事件E2，把即将缓存的消息发送到外部消息缓存模块；
若否，则首先从物联网设备收到的地址列表选择一个外部消息缓存模块M配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块M，触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块M，
(a)消息发送成功，将发送成功的消息从本地缓存模块中移除，或者，把即将缓存的消息发送到外部消息缓存模块，
(b)消息发送失败，向物联网设备发送反馈信息，物联网设备从地址列表中重新选择下一个外部消息缓存模块N配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块N，触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块N。
需要补充的是，本地缓存模块和外部消息缓存模块采用消息队列，在网络正常物联网设备与物联网平台的通信渠道建立连接成功后，本地缓存模块和外部消息缓存模块缓存的消息按序通过物联网平台通信渠道发送至物联网平台的数字孪生对象。
实施例二：
结合附图2，本实施例提出一种物联网消息缓存装置，其部署于与物联网平台的数字孪生对象通过通信渠道进行消息传递的物联网设备，包括：
本地缓存模块，用于在网络异常时缓存需要通过物联网平台通信渠道传递的消息；
设定模块，用于设定本地缓存模块的缓存阈值；
定时任务模块，用于定时检查本地缓存模块缓存的消息数量是否超过缓存阈值；
配置模块，用于给本地缓存模块配置外部消息缓存模块，并响应外部消息缓存模块的地址列表给物联网设备；
检查启动模块，用于检查本地缓存模块是否配置有外部消息缓存模块，若是，则进一步启动外部消息缓存模块，若否，则根据物联网设备收到的地址列表配置并启动外部消息缓存模块；
缓存执行模块，用于在本地缓存模块缓存的消息数量超过缓存阈值时，触发事件，将消息存入外部消息缓存模块；
外部消息缓存模块，用于缓存超出本地缓存模块缓存阈值且需要通过物联网平台通信渠道传递的消息。
本实施例中，检查启动模块检查到本地缓存模块未配置有外部消息缓存模块时，
首先从物联网设备收到的地址列表选择一个外部消息缓存模块M配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块M，缓存执行模块触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块M；
消息发送失败时，向检查启动模块发送反馈信息，检查启动模块从地址列表中重新选择下一个外部消息缓存模块N配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块N，缓存执行模块触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块N；
直至消息发送成功，检查启动模块停止从地址列表中选择外部消息缓存模块配置给本地缓存模块。
本实施例中，设定模块设定本地缓存模块的最大缓存阈值和最小缓存阈值。
(A)定时任务模块定时检查本地缓存模块缓存的消息数量超过最大缓存阈值时，首先利用检查启动模块检查本地缓存模块是否配置有外部消息缓存模块，
若是，则进一步启动外部消息缓存模块，随后缓存执行模块触发事件E1，把即将缓存的消息和超出最大缓存阈值的消息发送到外部消息缓存模块，消息发送成功后，缓存执行模块将发送成功的消息从本地缓存模块中移除；
若否，则首先从物联网设备收到的地址列表选择一个外部消息缓存模块M配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块M，缓存执行模块触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块M，
消息发送失败时，向检查启动模块发送反馈信息，检查启动模块从地址列表中重新选择下一个外部消息缓存模块N配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块N，缓存执行模块触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块N，
直至消息发送成功，检查启动模块停止从地址列表中选择外部消息缓存模块配置给本地缓存模块。
(B)定时任务模块定时检查本地缓存模块缓存的消息数量超过最小缓存阈值、且小于最大缓存阈值时，首先利用检查启动模块检查本地缓存模块是否配置有外部消息缓存模块，
若是，则进一步启动外部消息缓存模块，随后缓存执行模块触发事件E2，把即将缓存的消息发送到外部消息缓存模块；
若否，则首先从物联网设备收到的地址列表选择一个外部消息缓存模块M配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块M，缓存执行模块触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块M，
消息发送失败时，向检查启动模块发送反馈信息，检查启动模块从地址列表中重新选择下一个外部消息缓存模块N配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块N，缓存执行模块触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块N，
直至消息发送成功，检查启动模块停止从地址列表中选择外部消息缓存模块配置给本地缓存模块。
需要补充的是，本实施例所涉及物联网设备通过通信渠道向物联网平台的数字孪生对象传递的消息包括消息内容和消息的唯一识别符，其中：
消息的唯一识别符包括消息时间戳、产生该消息的物联网设备识别符、消息识别符，消息识别符是产生该消息的物联网设备自动配发的流水号。
本实施例所涉及外部消息缓存模块是部署于云端或者同在物联网下的物联网设备。
本实施例所涉及本地缓存模块和外部消息缓存模块采用消息队列，在网络正常物联网设备与物联网平台的通信渠道建立连接成功后，本地缓存模块和外部消息缓存模块缓存的消息按序通过物联网平台通信渠道发送至物联网平台的数字孪生对象。
综上可知，采用本发明的一种物联网消息缓存方法及装置，利用本地缓存模块，利用云端或是同在物联网下的其他物联网设备作为外部消息缓存模块，可以改善网络异常时的消息丢失现象以及本地缓存溢出时消息抛弃现象。
以上应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了详细阐述，这些实施例只是用于帮助理解本发明的核心技术内容。基于本发明的上述具体实施例，本技术领域的技术人员在不脱离本发明原理的前提下，对本发明所作出的任何改进和修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种物联网消息缓存方法，其特征在于,其涉及真实世界的物联网设备、真实世界的物联网设备在物联网平台的数字孪生对象，物联网设备与其数字孪生对象之间通过物联网平台通信渠道传递消息；
所述方法的实现过程包括：
(一)在物联网设备内设置本地缓存模块，设定本地缓存模块的缓存阈值；
设定定时任务，定时检查本地缓存模块缓存的消息数量是否超过缓存阈值；
给本地缓存模块配置外部消息缓存模块并启用，所述外部消息缓存模块是部署于云端或者同在物联网下的物联网设备；
(二)在网络异常，物联网设备无法与物联网平台的通信渠道建立连接时，物联网设备想要通过通信渠道传递的消息自动缓存到本地缓存模块；
执行定时任务，定时检查本地缓存模块缓存的消息数量；
在本地缓存模块缓存的消息数量超过缓存阈值时，触发事件，将消息存入外部消息缓存模块。
2.根据权利要求1所述的一种物联网消息缓存方法，其特征在于，网络正常时，用户通过物联网设备发送消息，要求使用外部消息缓存模块，物联网平台收到物联网设备发送的消息后，响应外部消息缓存模块的地址列表给物联网设备；
物联网设备根据地址列表给本地缓存模块配置外部消息缓存模块并启用。
3.根据权利要求2所述的一种物联网消息缓存方法，其特征在于，本地缓存模块的缓存阈值包括最大缓存阈值和最小缓存阈值；
执行定时任务，定时检查本地缓存模块缓存的消息数量超过最大缓存阈值时，首先检查本地缓存模块是否配置有外部消息缓存模块，若是，则启动外部消息缓存模块，触发事件E1，把即将缓存的消息和超出最大缓存阈值的消息发送到外部消息缓存模块，消息发送成功后，将发送成功的消息从本地缓存模块中移除；
执行定时任务，定时检查本地缓存模块缓存的消息数量超过最小缓存阈值、且小于最大缓存阈值时，首先检查本地缓存模块是否配置有外部消息缓存模块，若是，则启动外部消息缓存模块，触发事件E2，把即将缓存的消息发送到外部消息缓存模块。
4.根据权利要求3所述的一种物联网消息缓存方法，其特征在于，在检查到本地缓存模块未配置外部消息缓存模块时，
首先从物联网设备收到的地址列表选择一个外部消息缓存模块M配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块M，触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块M，
(a)消息发送成功，将发送成功的消息从本地缓存模块中移除，或者，把即将缓存的消息发送到外部消息缓存模块，
(b)消息发送失败，向物联网设备发送反馈信息，物联网设备从地址列表中重新选择下一个外部消息缓存模块N配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块N，触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块N。
5.根据权利要求1所述的一种物联网消息缓存方法，其特征在于，物联网设备通过通信渠道向物联网平台的数字孪生对象传递的消息包括消息内容和消息的唯一识别符，其中：
消息的唯一识别符包括消息时间戳、产生该消息的物联网设备识别符、消息识别符，所述消息识别符是产生该消息的物联网设备自动配发的流水号。
6.一种物联网消息缓存装置，其特征在于,其部署于与物联网平台的数字孪生对象通过通信渠道进行消息传递的物联网设备，包括：
本地缓存模块，用于在网络异常时缓存需要通过物联网平台通信渠道传递的消息；
设定模块，用于设定本地缓存模块的缓存阈值；
定时任务模块，用于定时检查本地缓存模块缓存的消息数量是否超过缓存阈值；
配置模块，用于给本地缓存模块配置外部消息缓存模块，并响应外部消息缓存模块的地址列表给物联网设备；
检查启动模块，用于检查本地缓存模块是否配置有外部消息缓存模块，若是，则进一步启动外部消息缓存模块，若否，则根据物联网设备收到的地址列表配置并启动外部消息缓存模块；
缓存执行模块，用于在本地缓存模块缓存的消息数量超过缓存阈值时，触发事件，将消息存入外部消息缓存模块；
外部消息缓存模块，用于缓存超出本地缓存模块缓存阈值且需要通过物联网平台通信渠道传递的消息。
7.根据权利要求6所述的一种物联网消息缓存装置，其特征在于，所述检查启动模块检查到本地缓存模块未配置有外部消息缓存模块时，
首先从物联网设备收到的地址列表选择一个外部消息缓存模块M配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块M，所述缓存执行模块触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块M；
消息发送失败时，向所述检查启动模块发送反馈信息，所述检查启动模块从地址列表中重新选择下一个外部消息缓存模块N配置给本地缓存模块，随后启动外部消息缓存模块N，所述缓存执行模块触发事件，把消息发送到外部消息缓存模块N；
直至消息发送成功，所述检查启动模块停止从地址列表中选择外部消息缓存模块配置给本地缓存模块。
8.根据权利要求7所述的一种物联网消息缓存装置，其特征在于，所述设定模块设定本地缓存模块的最大缓存阈值和最小缓存阈值；
所述定时任务模块定时检查本地缓存模块缓存的消息数量超过最大缓存阈值时，首先利用所述检查启动模块检查本地缓存模块是否配置有外部消息缓存模块，若是，则进一步启动外部消息缓存模块，随后所述缓存执行模块触发事件E1，把即将缓存的消息和超出最大缓存阈值的消息发送到外部消息缓存模块，消息发送成功后，所述缓存执行模块将发送成功的消息从本地缓存模块中移除；
所述定时任务模块定时检查本地缓存模块缓存的消息数量超过最小缓存阈值、且小于最大缓存阈值时，首先利用所述检查启动模块检查本地缓存模块是否配置有外部消息缓存模块，若是，则进一步启动外部消息缓存模块，随后所述缓存执行模块触发事件E2，把即将缓存的消息发送到外部消息缓存模块。
9.根据权利要求6所述的一种物联网消息缓存装置，其特征在于，物联网设备通过通信渠道向物联网平台的数字孪生对象传递的消息包括消息内容和消息的唯一识别符，其中：
消息的唯一识别符包括消息时间戳、产生该消息的物联网设备识别符、消息识别符，所述消息识别符是产生该消息的物联网设备自动配发的流水号。
10.根据权利要求6所述的一种物联网消息缓存装置，其特征在于，所述外部消息缓存模块是部署于云端或者同在物联网下的物联网设备。
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