一种物联网设备服务化系统技术方案

本发明专利技术涉及一种物联网设备服务化系统，属于物联网技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种物联网设备服务化系统


[0001]本专利技术属于物联网
，具体涉及一种物联网设备服务化系统
。

技术介绍

[0002]在现有的物联网公有云平台的设计中，通常由以下几个重要模块组成：（1）物联网设备通信模块：实现物联网设备的基础通信协议，如
MQTT、TCP、UDP、CoAP、WebSocket、HTTP
等底层协议，简化物联网设备的协议开发
。
然而，在实际的物联网系统开发中，每一个厂家的物联网设备协议都是不同的，仅仅提供底层通信协议，导致通信协议碎片化问题；其次物联网平台仅能支持内置的几种通用加密算法，无法自定义加密算法，这就使得在某些对安全性要求较高的场景无法实现
。
[0003]（2）物模型：将物联网设备的各种参数和能力进行建模，实现物联网设备的数据模型，应用层可根据物模型实现对物联网设备的各种操作
。
物模型为设备实现模型化通信提供了行之有效的工具，但是同样存在不少问题：首先实现过于简单：为了保证通用性，物联网公有云平台往往只实现了物模型的定义和小于
10%
的共性服务，如设备的登录
、
鉴权和心跳等服务，应用开发者仍有
90%
的工作量需要完成
。
其次数据处理缺失：物联网平台仅把所有数据抛给应用开发者，由应用开发者自行维护，无法在平台上对数据进行预处理等操作
。
同时学习成本较高：应用开发者通常更熟悉软件开发而不是物联网，要理解好物模型之后才能利用其进行开发
。
[0004]（3）规则引擎：规则引擎是为了实现物联网平台的低代码开发，但由于绝大多数的物联网公有云平台都不提供数据的深度处理能力，导致规则引擎的实现过于简单，对应用开发者的实际贡献有限
。
[0005]综上所述，物联网公有云平台为物联网创业者提供了一个稳定的基础
IoT
云平台，使其能够快速地进入业务开发
。
但是对于长期运营物联网系统的企业来讲，在公有云平台的基础上进行二次开发的工作量仍然很巨大
。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种物联网设备服务化系统，通过结合微服务和云原生技术，将每一台物联网设备虚拟化成一个微服务，并将其注册到微服务集群中，同时内置权限管理和设备服务网格管理，使得该设备能够对外提供完整的服务接口和数据能力
。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种物联网设备服务化系统，包括南向通信服务
、
北向通信服务网关和北向数据流；所述南向通信服务与北向通信服务网关和北向数据流建立连接；所述南向通信服务，配置为面向物联网设备提供
IoT
通信服务的一个通信服务群，所述通信服务群包括若干通信服务集群，其中每个通信服务集群对应一种协议的物联网设备；
所述北向通信服务网关，用于实时监听配置中心中的设备变化，并自动根据设备的物模型生成相应的服务接口
、
参数校验规则和转发链路，将设备虚拟成一个基于
RESTful
的微服务；所述北向数据流，用于提供对外的数据流转和提供数据的预处理，其中数据流转包括数据投递
、
数据订阅
、
数据预处理和场景联动四种方式的组合；数据的预处理包括数据
Rollup、
数据统计
、
数据更新和事件警告；所述数据
Rollup
，通过自动对时序型数据进行
Rollup
操作之后再输出，减少无效的数据消费；具体的，所述数据投递：自动投递到规则引擎中指定的存储系统或消息队列，其中存储系统默认投递到
InfluxDB
，并内置支持投递到
ElasticSearch、Apache Doris、GreenPlum
和支持
GooseFS
协议的任意存储空间，还基于
KNative
平台支持任何形式的投递对象；所述数据订阅：由北向应用自行订阅并消费数据，并进行后续处理；还基于
KNative
提供的
FAAS
平台进行订阅代码的开发；所述数据预处理：对数据进行字段扩充
、
数据统计和数据格式转换处理操作；所述场景联动：实时分析每一条数据的内容，并根据数据内容进行决策，触发下一步的数据处理
。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述南向通信服务包括设备鉴权模块
、
设备注册模块
、
设备服务模块和设备状态维护模块；所述设备鉴权模块，用于对设备进行鉴权，并支持自定义的加解密方法和根据设备的资产属性进行鉴权
。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述设备注册模块，用于设备连接上南向通信服务并鉴权成功后，自动向配置中心注册一个设备服务，并标记设备信息；其中设备信息包括：设备所在的通信服务
ID
和节点
、
设备所归属的物模型名称以及物模型
ID、
设备所能提供的服务接口和相应参数
、
设备所归属的租户
、
分组或用户的
ID。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述设备服务模块，用于提供实现设备属性
、
服务和事件的实时读写接口；其中接口通过
GET
方法
、PUT
方法
、POST
方法和
DELETE
方法实现应用层对设备的远程控制和对设备模型的操作
。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述设备状态维护模块，用于自动根据设备的登录报文
、
心跳报文和登出报文，维护设备的实时在线状态，并刷新设备服务的实时状态；同时自动对鉴权成功的设备进行初始化召测，读取设备的属性，并刷新设备服务的实时状态
。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述北向通信服务网关还内置有孪生数据模块
、
数据路由模块和设备服务网格模块；所述孪生数据模块，用于缓存被应用层访问过的数据，并根据不同数据类型的缓存逻辑进行自动维护；同时提供有效期内数据缓存的快速访问
。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述数据路由模块，自动根据设备孪生数据的状态进行路由，判断用户对设备数据召测的读取位置；所述数据路由模块包括静态数据规
则
、
实时数据规则和准实时数据规则；所述设备服务网格模块，通过设备的租户信息，将设备服务进行网格化编排，从而实现多维度的资产管理
、
设备间的远程
M2M
通信和设备组播
。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述北向数据流包括数据流中间件和云原生数据流处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种物联网设备服务化系统，其特征在于：包括南向通信服务
、
北向通信服务网关和北向数据流；所述南向通信服务与北向通信服务网关和北向数据流建立连接；所述南向通信服务，配置为面向物联网设备提供
IoT
通信服务的一个通信服务群，所述通信服务群包括若干通信服务集群，其中每个通信服务集群对应一种协议的物联网设备；所述北向通信服务网关，用于实时监听配置中心中的设备变化，并自动根据设备的物模型生成相应的服务接口
、
参数校验规则和转发链路，将设备虚拟成一个基于
RESTful
的微服务；所述北向数据流，用于提供对外的数据流转和提供数据的预处理，其中数据流转包括数据投递
、
数据订阅
、
数据预处理和场景联动四种方式的组合；数据的预处理包括数据
Rollup、
数据统计
、
数据更新和事件警告；所述数据
Rollup
，通过自动对时序型数据进行
Rollup
操作之后再输出；具体的，所述数据投递：自动投递到规则引擎中指定的存储系统或消息队列，其中存储系统默认投递到
InfluxDB
，并内置支持投递到
ElasticSearch、Apache Doris、GreenPlum
和支持
GooseFS
协议的存储空间，还基于
KNative
平台支持任何形式的投递对象；所述数据订阅：由北向应用自行订阅并消费数据，并进行后续处理；还基于
KNative
提供的
FAAS
平台进行订阅代码的开发；所述数据预处理：对数据进行字段扩充
、
数据统计和数据格式转换处理操作；所述场景联动：实时分析每一条数据的内容，并根据数据内容进行决策，触发下一步的数据处理
。2.
根据权利要求1所述的一种物联网设备服务化系统，其特征在于：所述南向通信服务包括设备鉴权模块
、
设备注册模块
、
设备服务模块和设备状态维护模块；所述设备鉴权模块，用于对设备进行鉴权，并支持自定义的加解密方法和根据设备的资产属性进行鉴权
。3.
根据权利要求2所述的一种物联网设备服务化系统，其特征在于：所述设备注册模块，用于设备连接上南向通信服务并鉴权成功后，自动向配置中心注册一个设备服务，并标记设备信息；其中设备信息包括：设备所在的通信服务
ID
和节点
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱雪雁，官轲，苏煦烽，
申请(专利权)人：深圳市亲邻科技有限公司，
类型：发明
国别省市：