CN103179210A - 一种基于Web Service的物联网云端接入方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于Web Service的物联网云端接入方法和***，包括以下步骤：步骤1：物联网发射客户端向云接收端发送注册请求信息；步骤2：云接收端在接收到注册请求信息后，向物联网发射客户端反馈数字证书信息；步骤3：物联网发射客户端获取云接收端的服务资源标识符；步骤4：物联网发射客户端根据服务资源标识符和数字证书信息与云接收端之间定期双向发送数据信息。本发明兼具通用性和灵活性，能够很好地解决目前云端接入***所面临的问题，兼容各种类型的接入设备，通过物联网发射客户端将数据安全可靠地发送到云中心；采用HTTP/HTTPS协议避免了被错误拦截的可能；通过自定以的JSON报文格式提供信封机制，支持各种类型的行业数据模型。
Description
技术领域
本发明涉及一种物联网和云端进行数据传输的方法，特别涉及一种基于Web Service的物联网云端接入方法和***。
背景技术
在整个社会逐步迈入物联网时代的大历史背景下，普通民众开始习惯将自己的设备或传感器通过网络接入到云中，对上传数据进行存储、处理和分析，以及对接入的个人设备进行控制，很多企业也开始在自己的厂房、工地或办公区域安装物联网的端设备（主要是监控设备），并将这些设备采集到的数据上传到私有云或公有云中，云对上传的数据进行处理和分析后，可以对响应的设备进行远程升级、远程控制等操作。
物联网技术激活了数以百亿计的端设备，云计算的相关技术提供了高可用的弹性资源，大数据技术使得人们对海量数据的存储、处理和分析挖掘成为可能。这些技术结合起来，在不同的行业里催生出了很多不同的概念，比如智能家居、智能厂房等。
物联网的云端接入***涉及到云和端的传输协议、安全性和可靠性等方面内容。
目前，在云端接入已有的方法和***中，还是存在一些问题和不足，主要体现在以下两个方面：
缺乏通用性。现有的云端接入***主要采用mqtt协议，它消息格式紧凑，占用带宽小，面向的是传感器等嵌入式设备。而对于很多工业企业来讲，从安全性和可控性的角度出发，这些设备不具备直接接入互联网的能力，而是通过数据网关统一采集传感器数据，并通过互联网发送出去。数据网关作为物联网数据的中转站，它具备较强的处理能力，通常安装在PC或者工控机上。可是，现在的云端接入***不能很好地支持数据网关的接入，不具有通用性。
缺乏灵活性。现有的云端接入***提供的报文格式对工业协议的支持不够灵活，并且没有统一的报文格式来兼容各种协议。由于缺乏灵活性，云中心在对接收到的数据进行验证、解析和处理时有较大难度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种使用通用客户端、HTTP协议以及JSON数据格式的基于Web Service的物联网云端接入方法及***。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于Web Service的物联网云端接入方法，包括以下步骤：
步骤1：物联网发射客户端向云接收端发送注册请求信息；
步骤2：云接收端在接收到注册请求信息后，向物联网发射客户端反馈数字证书信息；
步骤3：物联网发射客户端获取云接收端的服务资源标识符；
步骤4：物联网发射客户端根据服务资源标识符和数字证书信息与云接收端之间定期双向发送数据信息。
本发明的有益效果是：对物联网发射客户端的认证、授权和数据传输流程进行了统一，实现了通用性。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述物联网发射客户端为Restful风格的Web Service,安装于物联网的各个网关适配器中。
采用上述进一步方案的有益效果是方便将网关的数据上传到云中。
进一步，所述步骤4中具体包括：
步骤4.1：物联网发射客户端向云接收端发送数据信息；
步骤4.2：云接收端接收到数据信息后向物联网发射客户端发送响应信息；
步骤4.3：物联网发射客户端判断是否接收到响应信息，如果接收到，则发送新数据信息，否则，重新发送数据信息。
采用上述进一步方案的有益效果是保证数据的可靠传输，防止数据丢失。
进一步，所述步骤4中的响应信息包括接收响应信息、升级响应信息和配置更新信息。
采用上述进一步方案的有益效果是提供了统一和通用的方式给物联网发射客户端发送指令。
进一步，所述步骤5中信息数据的格式为JSON数据交换格式。
采用上述进一步方案的有益效果是JSON格式所占网络带宽小，适合在互联网上传输。
进一步，所述步骤4中采用HTTP传输协议或HTTPS传输协议传输数据信息。
采用上述进一步方案的有益效果是保证数据传输的安全性。
进一步，所述云接收端为Restful风格的Web Service,在进行数据信息的传输时采用负载均衡技术。
采用上述进一步方案的有益效果是支持数据量的动态扩展，实现架构的弹性。
进一步，一种基于Web Service的物联网云端接入***，包括发送模块，反馈模块，获取模块和传输模块；
所述发送模块，设置于物联网发射客户端中，用于物联网发射客户端向云接收端发送注册请求信息；
所述反馈模块，设置于云接收端中，用于云接收端在接收到所述发送模块发送的注册请求信息后，向物联网发射客户端反馈数字证书信息；
所述获取模块，设置于物联网发射客户端中，用于物联网发射客户端获取云接收端的服务资源标识符；
所述传输模块，设置于物联网发射客户端和云接收端中，用于物联网发射客户端根据服务资源标识符和数字证书信息与云接收端之间定期双向发送数据信息。
采用上述进一步方案的有益效果是保证通信的有效性和安全性。
进一步，所述物联网发射客户端为Restful风格的Web Service,安装于物联网的各个网关适配器中;所述云接收端为Restful风格的Web Service,在进行数据信息的传输时采用负载均衡技术。
采用上述进一步方案的有益效果是保证发送云端接入协议的统一性。
进一步，所述传输模块4中具体包括发送数据模块6a，发送响应模块6b和判断响应模块6c；
发送数据模块6a，用于物联网发射客户端向云接收端发送数据信息；
发送响应模块6b，用于云接收端接收到发送数据模块6a发送的所述数据信息后向物联网发射客户端发送响应信息；
判断响应模块6c，用于物联网发射客户端判断是否接收到发送响应模块6b发送的响应信息，如果接收到，则发送新数据信息，否则，重新发送数据信息。
采用上述进一步方案的有益效果是保证了云端接入流程的正确性和有效性。
附图说明
图1为本发明方法步骤流程图；
图2为本发明装置结构图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、物联网发射客户端，2、云接收端，3、发送模块，4、反馈模块，5、安装模块，6、传输模块，6a、发送数据模块,6b、发送响应模块,6c,判断响应模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，为本发明方法步骤流程图；图2为本发明装置结构图。
实施例1
一种基于Web Service的物联网云端接入方法，包括以下步骤：
步骤1：物联网发射客户端向云接收端发送注册请求信息；
步骤2：云接收端在接收到注册请求信息后，向物联网发射客户端反馈数字证书信息；
步骤3：物联网发射客户端获取云接收端的服务资源标识符；
步骤4：物联网发射客户端根据服务资源标识符和数字证书信息与云接收端之间定期双向发送数据信息。
所述物联网发射客户端为Restful风格的Web Service,安装于物联网的各个网关适配器中。
所述步骤4中具体包括：
步骤4.1：物联网发射客户端向云接收端发送数据信息；
步骤4.2：云接收端接收到数据信息后向物联网发射客户端发送响应信息；
步骤4.3：物联网发射客户端判断是否接收到响应信息，如果接收到，则发送新数据信息，否则，重新发送数据信息。
所述步骤4中的响应信息包括接收响应信息、升级响应信息和配置更新信息。
所述步骤5中信息数据的格式为JSON数据交换格式，通过自定以的JSON报文格式提供信封机制，将协议内容封装在报文中，并且记录行业协议的类型，在云接收端收到数据后，可以通过信封头中的类型知道行业协议的数据模型，从而用对应的协议解析器对收到数据进行验证、解析和处理。
所述步骤4中采用HTTP传输协议或HTTPS传输协议传输数据信息。
所述云接收端为Restful风格的Web Service,在进行数据信息的传输时
采用负载均衡技术。
一种基于Web Service的物联网云端接入***，包括发送模块3，反馈模块4，获取模块5和传输模块6；
所述发送模块3，设置于物联网发射客户端1中，用于物联网发射客户端向云接收端发送注册请求信息；
所述反馈模块4，设置于云接收端2中，用于云接收端在接收到所述发送模块1发送的注册请求信息后，向物联网发射客户端反馈数字证书信息；
所述获取模块5，设置于物联网发射客户端1中，用于物联网发射客户端获取云接收端的服务资源标识符；
所述传输模块6，设置于物联网发射客户端1和云接收端2中，用于物联网发射客户端根据服务资源标识符和数字证书信息与云接收端之间定期双向发送数据信息。
所述物联网发射客户端为Restful风格的Web Service,安装于物联网的各个网关适配器中;所述云接收端为Restful风格的Web Service,在进行数据信息的传输时采用负载均衡技术。
所述传输模块4中具体包括发送数据模块6a，发送响应模块6b和判断响应模块6c；
发送数据模块6a，用于物联网发射客户端向云接收端发送数据信息；
发送响应模块6b，用于云接收端接收到发送数据模块6a发送的所述数据信息后向物联网发射客户端发送响应信息；
判断响应模块6c，用于物联网发射客户端判断是否接收到发送响应模块6b发送的响应信息，如果接收到，则发送新数据信息，否则，重新发送数据信息。
云接收端是云中心与物联网发射客户端进行通信的模块，它主要负责将物联网发射客户端发送的数据写入到云中心的存储中，并且将云中心的控制信息发送到物联网发射客户端。云接收端以Restful风格的Web Service方式向外提供服务，云接收端和物联网发射客户端通过定义的协议来进行通信。
本发明采用安全的HTTPS传输协议进行数据传输，数据采用JSON格式进行数据交换，报文格式由对应的Restful API进行定义。
物联网发射客户端的具体实现与所在设备的平台相关，设备可以是传感器等设备，也可以是数据网关，不过它们统一调用云接收端提供的RestfulAPI通过HTTPS传输协议将数据传输到云中心，云接收端将控制信息通过HTTPS响应包发送给客户端。
物联网云端接入***主要由两个模块：云接收端和集成有物联网发射客户端的数据网关（包括网关适配器），集成有物联网发射客户端的数据网关发送物联网数据到云接收端，云接收端返回配置信息和控制信息给数据网关，它们之间通过规定协议进行通信。
在具体使用时，物联网发射客户端：具有注册激活、数据传输、配置更新和自动升级四大功能。
注册激活：客户购买了集成了本发明物联网发射客户端的数据网关并完成物理部署以后，在第一次使用时，进入管理配置页面，将预先获取的认证码填入，物联网发射客户端将自动从指定网站上获得数字证书，完成注册激活和初次校时的过程。
发送数据：物联网发射客户端完成注册激活后，通过获得的证书和服务URI，通过HTTPS协议定期向数据平台发送JSON格式的数据。在每次发送数据时，物联网发射客户端都要保证获得云接收端的确认。如果没有确认，需要重新发送数据。另外，还需要和云接收端配合，保证不重复发送数据。
配置更新：物联网发射客户端在发送数据的时候，会从云接收端获得返回消息。返回消息中包含了需要更新的配置信息，物联网发射客户端根据这些配置信息进行配置更新。
自动升级：云接收端的返回信息中除了配置更新信息以外，还有升级命令。物联网发射客户端获得该命令后，可以进行自动升级。
云接收端：具有物联网发射客户端管理、数据接收、数据过滤和数据转发等几大功能。
物联网发射客户端管理：对接入的物联网发射客户端进行注册激活和网关控制。
数据接收：从数据网关接收数据，并发回确认状态码。
数据过滤：根据预设的过滤规则，对接收到的数据进行解析和处理。
数据转发：根据云接收端的配置信息，将数据转发到云存储中。
协议：
传输协议：为了保证安装有物联网发射客户端的数据能够在互联网上安全可靠地传输到云接收端，两者之间采用HTTPS方式进行通信。
认证方式：云端接入***在不同阶段采用不同的认证方式。在注册激活阶段，采用物联网发射客户端对云接收端的单向认证。等到物联网发射客户端获得证书以后，双方采用双向认证。
报文格式：云接收端提供Restful API风格的Web Service提供给物联网发射客户端，两者之间采用JSON格式消息进行数据通信。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于Web Service的物联网云端接入方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：物联网发射客户端向云接收端发送注册请求信息；
步骤2：云接收端在接收到注册请求信息后，向物联网发射客户端反馈数字证书信息；
步骤3：物联网发射客户端获取云接收端的服务资源标识符；
步骤4：物联网发射客户端根据服务资源标识符和数字证书信息与云接收端之间定期双向发送数据信息。
2.根据权利要求1所述的物联网云端接入方法，其特征在于：所述物联网发射客户端为Restful风格的Web Service,安装于物联网的各个网关适配器中。
3.根据权利要求1所述的物联网云端接入方法，其特征在于：所述步骤4中具体包括：
步骤4.1：物联网发射客户端向云接收端发送数据信息；
步骤4.2：云接收端接收到数据信息后向物联网发射客户端发送响应信息；
步骤4.3：物联网发射客户端判断是否接收到响应信息，如果接收到，则发送新数据信息，否则，重新发送数据信息。
4.根据权利要求3所述的物联网云端接入方法，其特征在于：所述步骤4中的响应信息包括接收响应信息、升级响应信息和配置更新信息。
5.根据权利要求1所述的物联网云端接入方法，其特征在于：所述步骤5中信息数据的格式为JSON数据交换格式。
6.根据权利要求1所述的物联网云端接入方法，其特征在于：所述步骤4中采用HTTP传输协议或HTTPS传输协议传输数据信息。
7.根据权利要求1所述的物联网云端接入方法，其特征在于：所述云接收端为Restful风格的Web Service,在进行数据信息的传输时采用负载均衡技术。
8.一种基于Web Service的物联网云端接入***，其特征在于：包括发送模块（3），反馈模块（4），获取模块（5）和传输模块（6）；
所述发送模块（3），设置于物联网发射客户端（1）中，用于物联网发射客户端向云接收端发送注册请求信息；
所述反馈模块（4），设置于云接收端（2）中，用于云接收端在接收到所述发送模块（1）发送的注册请求信息后，向物联网发射客户端反馈数字证书信息；
所述获取模块（5），设置于物联网发射客户端（1）中，用于物联网发射客户端获取云接收端的服务资源标识符；
所述传输模块（6），设置于物联网发射客户端（1）和云接收端（2）中，用于物联网发射客户端根据服务资源标识符和数字证书信息与云接收端之间定期双向发送数据信息。
9.根据权利要求8所述的物联网云端接入***，其特征在于：所述物联网发射客户端为Restful风格的Web Service,安装于物联网的各个网关适配器中;所述云接收端为Restful风格的Web Service,在进行数据信息的传输时采用负载均衡技术。
10.根据权利要求8所述的物联网云端接入***，其特征在于：所述传输模块（4）中具体包括发送数据模块（6a），发送响应模块（6b）和判断响应模块（6c）；
发送数据模块（6a），用于物联网发射客户端向云接收端发送数据信息；
发送响应模块（6b），用于云接收端接收到发送数据模块（6a）发送的所述数据信息后向物联网发射客户端发送响应信息；
判断响应模块（6c），用于物联网发射客户端判断是否接收到发送响应模块（6b）发送的响应信息，如果接收到，则发送新数据信息，否则，重新发送数据信息。
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