一种物联网系统的设计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种物联网系统的设计方法，属于物联网技术领域，一套物联网系统包含多个物联网节点、一个系统服务层和一个群组应用层；多个物联网节点共用一个系统服务层和一个群组应用层；根据主要数据流方向，物联网节点从下到上划分为智能设备层、数据传输层、设备交互层和节点应用层。每个物联网节点是由一组智能设备、数据传输链路、计算机、设备交互软件和节点应用软件系统组成的软硬件系统。通过本发明专利技术，可以开发出一套规范化化的物联网系统，通过群组应用层管理多个物联网节点，消除了物联网节点之间的数据壁垒，实现群组内物联网节点信息的互联互通，为物联网系统规范构建和高效普及应用提供技术基础。效普及应用提供技术基础。效普及应用提供技术基础。

【技术实现步骤摘要】
一种物联网系统的设计方法


[0001]本专利技术属于物联网
，具体涉及一种物联网系统的设计方法。

技术介绍

[0002]智能设备可以通过物联网技术进行互联互通，打破原有的数据壁垒和数据孤岛，实现万物互联。物联网技术在一定程度和范围内提高了数据的管理效率，为生活和工作提供了极大的便利。
[0003]但目前，国内各类物联网系统的软硬件开发和应用状况复杂。硬件存在智能设备种类和规格不一，通信协议各异的问题。软件存在各功能模块耦合度高，二次开发成本高且维护困难。此外，由于不同的应用场景对计算分析的功能要求不尽相同，导致物联网应用软件复用性差，系统迭代困难。物联网系统中的物联网节点间的划分不够清晰、明确，单个物联网节点的结构划分也缺乏统一的标准，使得物联网系统的开发效率低下，互联互通困难，延缓了物联网的发展进程。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种物联网系统的设计方法，实现物联网系统的规范构建及高效普及应用。
[0005]本专利技术的技术方案如下：一种物联网系统的设计方法，给出了物联网的体系结构，包括：一套物联网系统由多个物联网节点、一个系统服务层和一个群组应用层构成；多个物联网节点共用一个系统服务层和一个群组应用层；根据主要数据流方向，物联网节点从下到上划分为智能设备层、数据传输层、设备交互层和节点应用层；所述智能设备层是指物联网前端智能设备集合的总称，所述智能设备是指具有传感功能设备和控制功能设备的集合，每台智能设备具有通信接口，是物联网传感数据的重要来源和实现智能控制的载体；所述数据传输层是智能设备和计算机之间通信链路集合的总称；所述设备交互层是设备交互软件系统集合的总称，每个设备交互软件，负责与具体应用场景的一组智能设备进行交互，实现传感数据采集以及智能设备控制；所述节点应用层是节点应用软件系统集合的总称，每个节点应用软件系统由复杂虚拟仪器（Complex Virtual Instrument,简称CVI）软件、数据库软件和节点互联接口软件三部分组成；所述系统服务层是物联网系统提供的多个物联网节点所需公共微服务集合的总称；所述群组应用层是群组应用软件系统集合的总称，由进行信息共享的物联网节点进行互联组成一个群组，每个群组应用软件负责群组内所有节点的综合信息访问和处理。
[0006]优选地，设备交互软件系统分为通用交互软件和特殊交互软件集合两部分，一个
所述的物联网节点对应的智能设备根据需要分为一至多组，每个通用交互软件实现所述物联网节点对应的一组智能设备交互的总体控制，特殊交互软件集合中的每个特殊交软件实现一个具体类型智能设备的通信协议处理，由通用交互软件和特殊交互软件集合共同完成所述物联网节点的数据及状态采集和控制。
[0007]优选地，设备交互软件系统的通用交互软件向智能设备发送的通信命令和从智能设备收到的数据包，由对应的特殊交互软件进行处理，特殊交互软件将解析后的数据返回至通用交互软件，由通用交互软件按统一的数据格式，将物联网节点对应的一组智能设备的所有解析后的采集数据，发送给节点应用层中软件，当所述的物联网节点对应的智能设备发生改变时，只需减少或添加对应的特殊交互软件，不需要改变通用交互软件。
[0008]优选地，节点应用软件系统中，CVI软件用于从设备交互软件获取传感数据，并进行处理、分析和显示，负责和用户交互，通过设备交互软件实现智能设备的控制；数据库软件为CVI软件提供数据存储；节点互联接口软件为外部软件与CVI软件互操作提供相应接口，用于提供监控对象信息、智能设备信息、传感器管理信息和时间序列传感器数据。
[0009]优选地，CVI软件包括软件交互模块、控制台模块、功能组件群、数据管理组件；其中，功能组件群是由不同领域的CVI软件通用功能组件组成。
[0010]优选地，微服务包括数据计算分析微服务，针对多种应用场景的人工智能算法微服务和节点管理微服务；微服务遵循跨平台机制，采取冗余部署服务策略。
[0011]优选地，群组应用软件系统完成多个物联网节点的互联，存储群组内多个物联网节点的元数据，用户通过群组应用软件获取受其管理的物联网节点的元数据；群组应用软件通过向对应的节点互联接口软件发送元数据，获取对应的传感数据；所述群组应用层针对多种应用场景提供相应的群组应用软件，满足不同场景对物联网系统的功能的需求。
[0012]优选地，CVI通过向系统服务层相应微服务传递传感数据、采集时间数据和传感参数的特征数据，并调用系统服务层对应的微服务实现数据的分析和计算功能，系统服务层计算完毕后返回计算分析的结果。
[0013]优选地，设备交互软件系统、CVI软件、数据库软件、节点互联接口软件及系统服务层软件，根据应用场景需要部署在相同或者不同的计算机中。
[0014]本专利技术所带来的有益技术效果：通过本专利技术，开发者可以开发出一套规范化的物联网系统，通过群组应用层管理多个物联网节点，消除了物联网节点之间的数据壁垒，实现群组内物联网节点信息的互联互通，为物联网系统规范构建和高效普及应用提供技术基础；且每层之间的逻辑各不相同，能够保障在需求发生改动的情况下最大限度的减少需要修改的内容，降低了软件开发和维护成本，从而有效推进了万物互联技术的发展；物联网节点的设备交互软件、CVI软件、数据库软件和节点互联接口软件，可以部署在相同或者不同的计算机中，系统服务层的微服务可以迁移至多个计算机节点，减少数据的传输成本，提高运行效率。
附图说明
[0015]图1为本专利技术一种物联网系统的总体结构；图2为本专利技术一种物联网系统的设备交互软件系统模型；图3为本专利技术一种物联网系统的节点应用软件系统结构；
图4为本专利技术一种物联网系统的CVI软件结构模型；图5为本专利技术一种物联网系统CVI软件复用示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图以及具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明：一种物联网系统的总体结构如图1所示，一套物联网系统包含多个物联网节点、一个系统服务层和一个群组应用层；多个物联网节点共用一个系统服务层和一个群组应用层。本专利技术中的物联网节点具有四层结构：智能设备层、数据传输层、设备交互层和节点应用层。下面对一套物联网系统所包含的每一层进行详细说明。
[0017]1.智能设备层智能设备层是物联网前端智能设备集合的总称。智能设备是指具有传感功能设备和控制功能设备的集合，每台智能设备具有通信接口，是物联网传感数据的重要来源和实现智能控制的载体。
[0018]智能设备可实现将传感器信号由模拟量转化成数字量，而且配备通信接口，具有通信功能。智能设备利用所配备的通信接口，可输出智能设备的传感数据和设备状态数据，实现计算机之间的信息交互。计算机可通过智能设备配备的接口，获取该智能设备相关数据或实现对智能设备硬件的控制。
[0019]智能设备可通过本身的通信接口与计算机相连。这种通信接口具有多种形式，常见的如串行接口、并行接口、有线网络接口和无线网络接口等。智能设备可通过传感器进行信息感知，常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种物联网系统的设计方法，其特征在于，一套物联网系统包含多个物联网节点、一个系统服务层和一个群组应用层；多个物联网节点共用一个系统服务层和一个群组应用层；根据主要数据流方向，物联网从下到上划分为智能设备层、数据传输层、设备交互层和节点应用层；所述智能设备层是指物联网前端智能设备集合的总称，所述智能设备是指具有传感功能设备和控制功能设备的集合，每台智能设备具有通信接口，是物联网传感数据的重要来源和实现智能控制的载体；所述数据传输层是智能设备和计算机之间通信链路集合的总称；所述设备交互层是设备交互软件系统集合的总称，每个设备交互软件系统，负责与具体应用场景的一组智能设备进行交互，实现传感数据采集以及智能设备控制；所述节点应用层是节点应用软件系统集合的总称，每个节点应用软件系统由复杂虚拟仪器（Complex Virtual Instrument,简称CVI）软件、数据库软件和节点互联接口软件三部分组成；所述系统服务层是物联网系统提供的多个物联网节点所需公共微服务集合的总称；所述群组应用层是群组应用软件系统集合的总称，由进行信息共享的物联网节点进行互联组成一个群组，每个群组应用软件系统负责群组内所有节点的综合信息访问和处理。2.根据权利要求1所述物联网系统的设计方法，其特征在于，所述设备交互软件系统分为通用交互软件和特殊交互软件集合两部分，一个所述的物联网节点对应的智能设备根据需要分为一至多组，每个通用交互软件实现所述物联网节点对应的一组智能设备交互的总体控制，特殊交互软件集合中的每个特殊交互软件实现一个具体类型智能设备的通信协议处理，由通用交互软件和特殊交互软件集合共同完成所述物联网节点的数据及状态采集和控制。3.根据权利要求1所述物联网系统的设计方法，其特征在于，所述设备交互软件系统的通用交互软件向智能设备发送的通信命令和从智能设备收到的数据包，由对应的特殊交互软件进行处理，特殊交互软件将解析后的数据返回至通用交互软件，由通用交互软件按统一的数据格式，将所述物联网节点对应的一组智能设备的所有解析后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClH零四L六七一二，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：