CN219459110U - 一种基于mqtt框架的远程控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于MQTT框架的远程控制系统，包括至少一组感知层设备及至少一执行层控制设备，每一所述执行层控制设备进一步包括一控制单元，该远程控制系统进一步包括数据业务处理层设备和至少一用户层设备；每一所述执行层控制设备进一步包括通讯单元及CC‑0MQTT客户端单元；每一所述用户层设备至少包括CC‑1MQTT客户端单元及第二数据处理单元；所述数据业务处理层设备至少包括SS MQTT代理服务单元。

Description

一种基于MQTT框架的远程控制系统

技术领域

本实用新型涉及物联网技术领域，特别是涉及一种基于MQTT框架的远程控制系统。

背景技术

MQTT是IBM开发的一个即时通讯协议，是物联网的重要组成部分；该协议支持所有平台，几乎可以把所有联网物品和外部连接起来，被用来当做传感器和制动器的通信协议，MQTT协议是为大量计算能力有限，且工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的协议，在使用不发/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合；对负载内容屏蔽的消息传输，使用TCP/IP提供网络连接，有三种消息发布服务质量；MQTT由于开放源代码、耗电量小等特点，在移动消息推送领域具有重要的地位，在物联网领域，传感器与服务器的通信，信息的收集，MQTT都可以作为考虑的方案之一；目前在特别是在室内空气质量管理系统中大多采用传统的信息管理模式即主机与从机，从机将前端获取的信息以及指令发送至主机，主机控制空气质量控制系统的控制模式相对单一，并且仅能显示供氧参数，功能较为单一。

实用新型内容

针对目前供氧管理系统中主机与从机的管理模式，控制模式相对单一，本实用新型提出了一种基于MQTT框架的远程控制系统。

本实用新型提供了一种基于MQTT框架的远程控制系统，包括至少一组感知层设备及至少一执行层控制设备，每一所述执行层控制设备进一步包括一执行控制单元，该远程控制系统进一步包括数据业务处理层设备和至少一用户层设备；每一所述执执行层控制设备进一步包括通讯单元及CC-0MQTT客户端单元；每一所述用户层设备至少包括CC-1MQTT客户端单元及第二数据处理单元；所述数据业务处理层设备至少包括SS MQTT代理服务单元；每一组所述感知层设备由若干至少用于环境数据、人体健康数据、生物特征数据、人体存在数据采集的传感器组成的；所述执行层控制设备与所述用户层设备之间通过所述通讯单元、所述CC-0MQTT客户端单元、SS MQTT代理服务单元及CC-1MQTT客户端单元通过MQTT协议并建立桥接通道以实现环境数据、人体健康数据、生物特征数据，人体存在数据发布/订阅，同时，所述用户层设备可通过所述通讯单元、所述CC-0MQTT客户端单元、SS MQTT代理服务单元及CC-1MQTT客户端单元实现对所述执行层控制设备的信息反馈及启停与调整控制。

优选地，所述执行层控制设备为供氧控制设备、湿度调节设备或温度调节设备中的至少一种。

优选地，所述通讯单元进一步包括局域网通讯单元及网络通讯单元；所述局域网通讯单元，适用于局域网内的组网的所述执行层控制设备的数据收集与调节控制；所述网络通讯单元连接在所述数据业务处理层设备的SS MQTT代理服务单元与所述CC-0MQTT客户端单元之间。

优选地，所述控制单元进一步包括有用于对所述感知层设备中的传感器采集的环境数据、人体健康数据、生物特征数据，人体存在数据进行处理与分析的第一数据处理模块及设置在控制单元内的用于保存处理与分析结果的第一数据存储模块。。

优选地，所述SS MQTT代理服务单元进一步包括有第三数据处理模块、数据转发模块、第三数据存储模块及数据管理模块。

优选地，每一所述用户层设备至少为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、智能手表、智能车载中的至少任意一种智能终端设备。

优选地，所述第一数据处理模块处理后获得的处理与分析结果通过所述通讯单元的网络通讯单元上传至所述第三数据存储模块并由所述第三数据存储模块存储。

优选地，每一所述用户层设备进一包括有与所述第二数据处理单元通讯连接数据验证单元及所述数据展示单元。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过感知层设备中的传感器获取环境数据、人体健康数据、生物特征数据，人体存在数据采集，并通过所述通讯模块、所述CC-0MQTT客户端单元、所述SS-MQTT代理服务单元、CC-1MQTT客户端单元实现所述用户层设备与所述执行层控制设备数据的互联互通及整个控制模式多样化，在原用户与机器端操作交互基础上，实现用户层设备的终端智能设备与机器端交互，完成多样化操作控制调节，同时各项参数可在移动端实时更新。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型中用户与机器交互原理示意图。

图2是本实用新型中用户与用户层设备工作原理示意图。

图3是本实用新型中用户与用户层设备交互原理示意图。

附图标记说明如下：

1为CC-0MQTT客户端单元，2为SS MQTT代理服务单元，3为CC-1MQTT客户端单元。

具体实施方式

以下结合附图1至图3，对本实用新型的技术方案作进一步阐释：

如图1所示，本实用新型公开了一种基于MQTT框架的远程控制系统，包括至少一组感知层设备、数据业务处理层设备、至少一执行控制层设备和至少一用户层设备；每一所述执行层控制设备至少一包括控制单元、通讯单元及CC-0MQTT客户端单元1；所述用户端设备层至少包括CC-1MQTT客户端单元3、第二数据处理单元、数据验证单元及数据展示单元；所述数据业务处理层设备至少包括SS MQTT代理服务单元2。

每一所述感知层设备由若干至少用于环境数据、人体健康数据、生物特征数据、人体存在数据采集的传感器组成的。环境数据至少包括氧气含量、温度、湿度、大气压强四种数据；人体健康数据至少包括心率及血氧两种数据；生物特征数据至少包括指纹数据。

每一所述用户层设备为包括但不限智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、智能手表、智能车载等智能终端设备。

所述执行层控制设备可获取所述感知层设备中的传感器采集的环境数据、人体健康数据、生物特征数据、人体存在数据并经所述数据业务处理层设备的SS MQTT代理服务单元层转发给所述用户端设备层的智能终端设备。所述控制单元用于接收并执行所述用户层设备中的智能终端设备对所述执行层控制设备内供氧控制设备、湿度调节设备或温度调节设备中的至少一种的启停和调整控制指令。

所述控制单元进一步包括有用于对所述感知层设备中的传感器采集的环境数据、人体健康数据、生物特征数据，人体存在数据进行处理与分析的第一数据处理模块及设置在控制单元内的用于保存处理与分析结果的第一数据存储模块。

所述通讯单元进一步包括局域网通讯单元及网络通讯单元；所述局域网通讯单元，适用于局域网内的组网的所述执行层控制设备的数据收集与调节控制；所述网络通讯单元连接在所述数据业务处理层设备的SS MQTT代理服务单元2与所述CC-0MQTT客户端单元1之间。

所述SS MQTT代理服务单元2分别与所述CC-0MQTT客户端单元1、所述CC-1MQTT客户端单元2电连接并通过MQTT协议并建立桥接通道，以实现所述用户层设备中智能终端设备与所述执行层控制设备中的供氧设备之间数据的双向传输，以实现信息互联互通之目的。

所述SS MQTT代理服务单元，用于接收CC-0MQTT客户端单元1和/或CC-1MQTT客户端单元3发送的信息，并将接收的信息转发至指定的CC-0MQTT客户端单元1和/或CC-1MQTT客户端单元3；即所述SS MQTT代理服务单元2用于对CC-0MQTT客户端单元1和CC-1MQTT客户端单元3所产生的数据向所指定MQTT客户端进行处理转发，也即CC-0MQTT客户端单元1及CC-1MQTT客户端单元3既可以作为信息的发布端和/或也同时可作为信息的订阅端。

所述SS MQTT代理服务单元2进一步包括有第三数据处理模块、数据转发模块、第三数据存储模块及数据管理模块。

所述数据转发模块分别与所述CC-0MQTT客户端单元1及所述CC-1MQTT客户端单元3电连接并通过MQTT协议并建立桥接通道以实现所述CC-0MQTT客户端单元1与所述CC-1MQTT客户端单元3之间数据的双向传输。所述SS MQTT代理服务单元通过所述第三数据处理模块对所述CC-0MQTT客户端单元1上传的消息会进行数据处理，将数据存入到所述第三数据存储模块中和/或经所述CC-1MQTT客户端单元3反馈给所述用户层设备的智能终端设备。

所述SS MQTT代理服务单元2的数据管理模块中，能够对数据进行管理，包括数据的删查等操作，还可以进一步通过所述数据管理模块与设在所述数据展示单元对数据进行分析展示，在整个信息的传输过程中，SS MQTT代理服务单元2的主要作用是CC-0MQTT客户端单元1和CC-1MQTT客户端单元3的数据中转站，并对数据进行存储。

经所述第一数据处理模块处理后获得的处理与分析结果通过所述通讯单元的网络通讯单元上传至所述第三数据存储模块并由所述第三数据存储模块存储。

所述CC-0MQTT客户端单元用于接收经所述第一数据处理模块处理后的环境数据、人体健康数据、生物特征数据及人体存在数据，并对其进行MQTT协议处理后由所述数据业务处理层设备的SS MQTT代理服务单元2转发给所述用户层设备中的智能终端设备的CC-1MQTT客户端单元3；并且负责接收并处理所述CC-1MQTT客户端单元3回传的数据，以实现所述用户端设备层中智能终端设备与所述执行层控制设备内供氧控制设备、湿度调节设备或温度调节设备中的至少一种设备之间数据的双向传输，以实现信息互联互通之目的。

所述第二数据处理单元分别与所述CC-1MQTT客户端单元3、所述数据验证单元及所述数据展示单元通讯连接。

所述用户层设备中的智能终端设备发出控制指令经所述第二数据处理单元处理后由所述CC-1MQTT客户端单元3、所述SS MQTT代理服务单元、所述CC-0MQTT客户端单元1及所述网络通讯单元转发给所述执行层控制设备内的控制单元，所述控制单元按照控制指令要求进一步对所述层内的设备进行调节控制并至少反馈所述感知层设备采集的最新的环境数据、人体健康数据、生物特征数据及人体存在数据给所述用户层设备中的智能终端设备，所述用户层设备的智能终端设备通过所述数据展示单元对反馈的最新的环境数据、人体健康数据、生物特征数据及人体存在数据进行更新和展示。

在所述执行层控制设备上共会产生4种类型的数据，第一种数据为数据类型A，为所述执行层控制设备的控制信息，当用户与设备发生控制交互时，类型A所携带的信息也会随之改变，通过CC-0MQTT客户端单元1将改变后的MQTT数据类型A发送出去，当发送成功返回消息OK,发送失败返回信息ERROR，第二种数据为数据类型B,为所述执行层控制设备的环境监测数据，该数据的发送处于定时器中，当定时器定时已到时，会以当前得到的环境数据去改变类型B的数据，并发送出去，当发送成功返回消息OK,发送失败返回信息ERROR；第三种数据为数据类型C,当用户测量健康信息后会发送出去，当发送成功返回消息OK,发送失败返回信息ERROR；第四种类型为数据类型D,当用户指纹不在MQTT网络时，会发送该类型的数据，当发送成功返回消息OK,发送失败返回信息ERROR。

以上类型的数据都是在用户层设备与所述执行层控制设备产生交互时所产生的信息，当信息被改变后，都会进行处理，将最新的信息命令替换在需要发送的MQTT消息中，环境信息与控制信息都会在定时器中，到达所定时间后，通过CC-0MQTT客户端单元将消息发送到SS MQTT代理服务单元，健康信息与指纹信息会根据当前是否发生改变判断是否发送消息，如果发生改变，也会通过CC-0MQTT客户端单元1将消息发送到SS MQTT代理服务单元，当SS MQTT代理服务单元得到这些消息时，会将数据记录，并转发到订阅了该类型消息的CC-0MQTT客户端单元1，CC-0MQTT客户端单元1在得到消息之后，会处理分析，并作出对应的处理，在A类型下会更新CC-0MQTT客户端单元1所处微信小程序、App等用户层设备的交互界面所显示的控制开关的状态，在A类型下会更新环境信息的显示，在C类型下会更新健康信息的显示，在D类型下会更新指纹信息的显示。

本实用新型通过感知层设备中的传感器获取环境数据、人体健康数据、生物特征数据，人体存在数据采集，并通过所述通讯模块、所述CC-0MQTT客户端单元1、所述SS-MQTT代理服务单元2、CC-1MQTT客户端单元3实现所述用户层设备与所述执行层控制设备数据的互联互通及整个控制模式多样化，在原用户与机器端操作交互基础上，实现用户层设备的终端智能设备与机器端交互，完成多样化操作控制调节，同时各项参数可在移动端实时更新。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (8)

1.一种基于MQTT框架的远程控制系统，包括至少一组感知层设备及至少一执行层控制设备，每一所述执行层控制设备一控制单元，其特征在于，该远程控制系统进一步包括数据业务处理层设备和至少一用户层设备；每一所述执行层控制设备进一步包括通讯单元及CC-0MQTT客户端单元；每一所述用户层设备至少包括CC-1MQTT客户端单元及第二数据处理单元；所述数据业务处理层设备至少包括SS MQTT代理服务单元；每一组所述感知层设备由若干至少用于环境数据、人体健康数据、生物特征数据、人体存在数据采集的传感器组成的；所述执行层控制设备与所述用户层设备之间通过所述通讯单元、所述CC-0MQTT客户端单元、SS MQTT代理服务单元及CC-1MQTT客户端单元通过MQTT协议并建立桥接通道以实现环境数据、人体健康数据、生物特征数据，人体存在数据发布/订阅，同时，所述用户层设备可通过所述通讯单元、所述CC-0MQTT客户端单元、SS MQTT代理服务单元及CC-1MQTT客户端单元实现对所述执行层控制设备的信息反馈及启停与调整控制。

2.如权利要求1所述的一种基于MQTT框架的远程控制系统，其特征在于，所述执行层控制设备为供氧控制设备、湿度调节设备或温度调节设备中的至少一种。

3.如权利要求1所述的一种基于MQTT框架的远程控制系统，其特征在于，所述通讯单元进一步包括局域网通讯单元及网络通讯单元；所述局域网通讯单元，适用于局域网内的组网的所述执行层控制设备的数据收集与调节控制；所述网络通讯单元连接在所述数据业务处理层设备的SS MQTT代理服务单元与所述CC-0MQTT客户端单元之间。

4.如权利要求1所述的一种基于MQTT框架的远程控制系统，其特征在于，所述控制单元进一步包括有用于对所述感知层设备中的传感器采集的环境数据、人体健康数据、生物特征数据，人体存在数据进行处理与分析的第一数据处理模块及设置在控制单元内的用于保存处理与分析结果的第一数据存储模块。

5.如权利要求4所述的一种基于MQTT框架的远程控制系统，其特征在于，所述SS MQTT代理服务单元进一步包括有第三数据处理模块、数据转发模块、第三数据存储模块及数据管理模块。

6.如权利要求5所述的一种基于MQTT框架的远程控制系统，其特征在于，所述第一数据处理模块处理后获得的处理与分析结果通过所述通讯单元的网络通讯单元上传至所述第三数据存储模块并由所述第三数据存储模块存储。

7.如权利要求1所述的一种基于MQTT框架的远程控制系统，其特征在于，每一所述用户层设备进一包括有与所述第二数据处理单元通讯连接数据验证单元及所述数据展示单元。

8.如权利要求1所述的一种基于MQTT框架的远程控制系统，其特征在于，每一所述用户层设备至少为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、智能手表、智能车载中的至少任意一种智能终端设备。