一种轻量级物联网设备数据传输管理控制方法技术

本发明专利技术公开了一种轻量级物联网设备数据传输管理控制方法，其中包括服务器端、Android/PC前端、硬件端，集成了设备管理、数据安全通信和消息订阅等功能。所述服务器使用架构于linux内核中，向下支持连接大量设备，采集设备数据上云，向上提供云端API，服务端可通过调用云端API将指令下发至设备端，实现远程控制。所述Android前端通过Socket连接服务器端，通过MQTT协议下的数据包控制管理硬件端设备以及用户数据。通过SHA

【技术实现步骤摘要】
一种轻量级物联网设备数据传输管理控制方法


[0001]本专利技术涉及物联网通讯领域，具体是一种轻量级物联网设备数据传输管理控制方法。

技术介绍

[0002]随着人民生活水平的不断提高，物联网产品进入了千家万户，很多家庭配备了智能扫地机器人、智能灯控、智能插座等物联网设备。庞大的物联网设备群产生了对物联网服务多样化的需求，对物联网平台服务发起了新的挑战。
[0003]目前市面上主要为阿里云、百度云等大型平台为物联网设备提供物联网通讯技术支持，然而阿里云和百度云等大型平台主要面向企业开发者用户，在市场上个体用户和小型企业用户仍然占据市场的主要份额，阿里云和百度云等大型物联网服务器平台提供的服务管理程序复杂、上手难度高，对个体用户以及小型企业用户不友好，无法满足多样化的物联网市场需求。
[0004]随着物联网技术的发展，物联网技术之间的壁垒逐渐消融，前沿技术融入传统需求会为物联网平台的服务注入新生血液，提供更强大的技术支持。为了研发新型轻量级物联网平台，使其能够为物联网产品的个人用户和小型物联网企业提供更加高效、稳定、安全的物联网平台定制服务，人们使用DJANGO架构物联网平台的服务器端，因其具有可移植性高、易部署等特点，利用DJANGO技术为物联网平台服务进行改进和优化。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为克服原有物联网平台部署难等缺点，而提供一种轻量级物联网设备接入、数据传输、管理、控制系统，该系统以JSON数据格式为通讯载体，构建基于MQTT软硬件通讯协议的Android前端、基于DJANGO的服务器端以及硬件端的三端数据交互系统，集成了设备管理、数据安全通信和消息订阅等功能，构建的轻量级物联网平台易部署、运行速度快、安全性高，能够给物联网产品的个人用户和小型企业用户提供个性化服务。
[0006]实现本专利技术目的的技术方案是：一种轻量级物联网设备数据传输管理控制方法，包括如下步骤：（1）MQTT协议构建：包括消息发布者、消息订阅者和消息代理服务器，消息发布者将消息公开给消息代理服务器，通过该代理服务器将消息转发给所有订阅了该主题消息的订阅者；（2）硬件设备接入：在步骤（1）构建的MQTT基础上设置CONNECT数据包向上传输数据给Broker代理服务器，Broker代理服务器把接收的数据传输给消息订阅者，当消息更新，订阅者会收到最新指令，实现硬件端数据包的收发；（3）DJANGO服务器端的构建：采用DJANGO技术搭建物联网数据管理服务器，实现信息交互、信息管理、二级反馈、系统日志、数据存储、逻辑判断等功能。在步骤（1）构建的MQTT协议基础上，设置CONNECT订阅上述接入Broker代理服务器的硬件设备和Android前端发布
的主题消息，将订阅更新的硬件数据消息放入逻辑判断层，同时在该逻辑判断层设立事件白名单，根据白名单判断是否立刻进行反馈或更新消息给Android端让用户进行判断；（4）Android前端构建：通过Socket与DJANGO服务器建立连接，用户通过HTTP协议的POST方法上传用户数据完成用户注册，控制硬件的指令通过MQTT协议基础，设置CONNECT更新控制硬件的指令给Broker代理服务器，再由Broker代理服务器传输给物联网平台下的硬件设备。
[0007]步骤（1）所述MQTT协议的通讯传输数据包括固定头、可变头、Payload消息体，固定头和可变头一般设为标识，Payload消息体存在于CONNECT、SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE四种类型的数据包中，其中：CONNECT，消息体内容主要是客户端的ClientID、订阅的Topic、Message以及用户名和密码；SUBSCRIBE，消息体内容是一系列的要订阅的主题以及QoS（QoS：消息传输质量）；SUBACK，消息体内容是服务器对于SUBSCRIBE所申请的主题及QoS进行确认和回复；UNSUBSCRIBE，消息体内容取消订阅的主题。
[0008]步骤（2）所述的硬件设备接入Broker代理服务器向Android前端、DJANGO服务器发布消息需要设置CONNECT，需配置ClientID、订阅的Topic、Message以及用户名和密码；同时硬件设备需要设置SUBSCRIBE,通过Broker代理服务器订阅DJANGO服务器所发指令，需要设置QoS（数据传输质量），通常设置为1则能保证将消息保证传输给订阅者，完成硬件设备的订阅
‑
发布。
[0009]步骤（3）所述订阅的Android端消息，包括SHA
‑
1加密的用户信息以及用户指令，DJANGO服务器需要对加密信息进行解码，再进入逻辑判断和数据存储。
[0010]步骤（3）所述在步骤1）基础上搭建DJANGO服务器，配置CONNECT与SUBSCRIBE实现订阅
‑
发布，订阅Android前端、硬件设备端数据，对订阅更新输入该服务器的数据进行逻辑判断，Android前端提交的注册/登录的用户数据以及指令数据会进行加密，先进行解密后再送入逻辑判断层。
[0011]步骤（4）所述构建Android前端包括用户信息注册管理、数据传输，首先Android前端与DJANGO服务器建立Socket连接，用户注册信息数据经过SHA
‑
1加密后通过HTTP协议之下的POST方法越过Broker代理服务器传输给DJANGO服务器进行管理和存储，同时设置CONNECT和SUBSCRIBE，向Broker代理服务器订阅硬件设备和DJGANGO的主题消息，向Broker代理服务器发布硬件设备控制指令。
[0012]本专利技术提供的一种轻量级物联网设备数据传输管理控制系统，其中包括服务器端、Android/网页前端、硬件端，该系统集成了设备管理、数据安全通信和消息订阅等功能，能够满足市场的多样性的需求提供为个人用户以及小型物联网企业提供物联网设备管理定制化服务，且提供利用MQTT的订阅
‑
发布消息服务模式具有高效快捷的指令传输功能，用户指令以及用户信息通过SHA
‑
1算法加密，能够有效的保障数据的安全性。
附图说明
[0013]图1为本专利技术实施例轻量级物联网设备管理控制系统的系统架构图；
图2为HTTP协议下Android前端与DJANGO服务器建立Socket连接流程图；图3为MQTT协议下Android前端（或PC端）、DJANGO服务器、硬件设备三端通讯步骤流程图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步阐述，但不是对本专利技术的限定。
[0015]实施例：如图1所示，该轻量级物联网设备管理控制系统包括Android前端、DJANGO服务器端、Broker服务器、硬件端，具体包括如下使用步骤。
[0016]1）Android前端用户注册，用户下载Android前端软件，进入该软件并填写个人身份信息和电话号码进行注册，基础信息填写完本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻量级物联网设备数据传输管理控制方法，其特征是：包括如下步骤：（1）MQTT协议构建：包括消息发布者、消息订阅者和消息代理服务器，消息发布者将消息公开给消息代理服务器，通过该代理服务器将消息转发给所有订阅了该主题消息的订阅者；（2）硬件设备接入：在步骤（1）构建的MQTT基础上设置CONNECT数据包向上传输数据给Broker代理服务器，Broker把接收的数据传输给消息订阅者，当消息更新，订阅者会收到最新指令，实现硬件端数据包的收发；（3）DJANGO服务器端的构建：采用DJANGO技术搭建物联网数据管理服务器，实现信息交互、信息管理、二级反馈、系统日志、数据存储、逻辑判断等功能；在步骤（1）构建的MQTT协议基础上，设置CONNECT订阅上述接入Broker代理服务器的硬件设备和Android前端发布的主题消息，将订阅更新的硬件数据消息放入逻辑判断层，同时在该逻辑判断层设立事件白名单，根据白名单判断是否立刻进行反馈或更新消息给Android端让用户进行判断；（4）Android前端构建：通过Socket与DJANGO服务器建立连接，用户通过HTTP协议的POST方法上传用户数据完成用户注册，控制硬件的指令通过MQTT协议基础，设置CONNECT更新控制硬件的指令给Broker代理服务器，再由Broker代理服务器传输给物联网平台下的硬件设备。2.根据权利要求1所述的轻量级物联网设备数据传输管理控制方法，其特征是：步骤（1）所述MQTT协议的通讯传输数据包括固定头、可变头、Payload消息体，固定头和可变头一般设为标识，Payload消息体存在于CONNECT、SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE四种类型的数据包中，其中：CONNECT，消息体内容主要是客户端的ClientID、订阅的Topic、Message以及用户名和密码；SUBSCRIBE，消息体内容是一系列的要订阅的主题以及QoS；SUBACK，消息体内容是服务器对于SUBSCRIBE所申请的主题及QoS进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘永莹，李垚，肖忠林，王子睿，铁子林，常皓淇，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：