CN109743401A - 一种基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理*** - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***，所述智能设备管理***包括：感知层、网络层、承载层、平台层和应用层，所述感知层与承载层通过网络层进行通信连接，所述承载层包括边缘计算服务器，所述平台层包括智能设备管理模块，所述边缘计算服务器通过组播技术与智能设备管理模块直接建立连接或通过私有云建立连接，所述应用层为网络浏览器或小程序，应用层与智能设备管理模块建立网络连接，用户通过应用层与智能设备进行交互与管理。本发明解决了现有企业运营数据无法私有化、本地化部署的问题。

Description

一种基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***

技术领域

本发明实施例涉及物联网技术领域，具体涉及一种基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***。

背景技术

随着物联网技术的快速发展，具备连接互联网的智能设备开始大规模的应用在各行各业，目前市场上的智能设备主要依赖于设备厂商提供的云服务器进行远程连接、管理、监控。但是针对政企客户而言，一部分客户因为业务需要不能连接互联网，也有客户不放心把数据存放在公有云上，政企客户希望将设备产生的数据存储在他们自有的服务器上。

现在很多的智能设备都是通过后端的云服务提供应用支持，一旦网络断开，或者一些政企事业单位、保密部门、对数据敏感的企业要求使用局域网，将会导致智能设备瘫痪，无法正常使用。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***，以解决现有企业运营数据无法私有化、本地化部署的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

在本发明的实施方式的第一方面中，提供了一种基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***，所述智能设备管理***包括：感知层、网络层、承载层、平台层和应用层，所述感知层与承载层通过网络层进行通信连接，所述承载层包括边缘计算服务器，所述平台层包括智能设备管理模块，所述边缘计算服务器通过组播技术与智能设备管理模块直接建立连接或通过私有云建立连接，所述应用层为网络浏览器或小程序，应用层与智能设备管理模块建立网络连接，用户通过应用层与智能设备进行交互与管理。

优选地，所述感知层包括多种智能设备，智能设备通过网络层的 Zigbee无线通信网络、WIFI无线通信网络、Lora无线通信网络与边缘计算服务器建立无线通信连接。

优选地，所述边缘计算服务器收集智能设备发送的数据和状态信息，并对数据进行处理和运算。

优选地，所述智能设备管理模块能够批量管理边缘计算服务器、监控终端智能设备、下发指令、实时接收告警和查询历史数据。

优选地，所述智能设备管理模块包括：控制协议转换中间件单元、通讯协议转换中间件单元、服务器配置单元、智能设备管理单元和权限管理单元，所述控制协议转换中间件单元为应用协议转换器，使通信网络上采用不同高层协议的终端进行相互通信，所述通讯协议转换中间件单元包含无线通讯适配器，无线通讯适配器兼容Zigbee无线通信网络、WIFI无线通信网络和Lora无线通信网络，所述服务器配置单元用于管理边缘计算服务器，包括参数配置、智能设备管理、通信调试、在线升级功能，所述智能设备管理单元对智能设备进行管理，包括配置管理、控制操作、数据显示、实时监控、异常告警，所述权限管理单元根据***设置的安全规则或者安全策略，用户可以访问而且只能访问自己被授权的资源。

优选地，所述边缘计算服务器通过组播技术发送广播、组播消息，获取局域网下智能设备管理模块的信息，智能设备管理模块接收到消息后回复边缘计算服务器，边缘计算服务器接收到智能设备管理模块的消息后，根据返回的IP地址与智能设备管理模块建立长连接通信，边缘服务器与智能设备管理模块连接成功。

优选地，所述边缘计算服务器通过组播技术发送广播、组播消息后，边缘计算服务器未收到智能设备管理模块的回复，则智能设备管理模块与边缘计算服务器不在同一局域网，边缘技术服务器根据预先设置的私有云服务器域名访问对应的私有云服务器，从私有云服务器获取智能设备管理模块的返回主机IP，建立连接并进行通信。

优选地，所述应用层为对智能设备进行管理的人机交互入口，通过在移动终端安装小程序或通过网络浏览器发出交互指令。

本发明的实施方式具有如下优点：

本发明实施例公开了一种基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***，通过边缘计算服务器对智能设备的数据进行分析处理，边缘计算服务器通过私有云与智能设备管理模块建立连接，实现对智能设备的集中控制，实现数据本地化，在私有云服务器的环境下，降低服务器被攻击的风险；同时，在公共网络或局域网络环境下通过智能设备管理***能够实现多个智能设备的批量安装调试，并进行批量编辑、下发指令，提升智能设备管理能力，节省安装成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明的实施例提供的一种基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***通信流程图；

图2为本发明的实施例提供的基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***的架构图；

图3为本发明的实施例提供的基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***智慧校园通信流程图；

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例

参考图1和图2，本实施例公开了一种基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***，以智慧校园为例，所述智能设备管理***包括：感知层、网络层、承载层、平台层和应用层，所述感知层包括多种智能设备，在智慧校园中，智能设备包括：智能空调、智能照明灯、智能投影仪和智能摄像头，智能空调、智能照明灯、智能投影仪和智能摄像头均通过WIFI无线网络与边缘计算器建立无线通信连接。

边缘计算服务器在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的微型服务器设备，能够接受、处理和分析大量智能设备上报的数据，当网络终端或云服务器发生故障时能够临时充当云服务器角色，具有较强的数据处理和运算能力。边缘计算是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务。其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。边缘计算处于物理实体和工业连接之间，或处于物理实体的顶端。边缘计算将数据资料的处理、应用程序的运行甚至一些功能服务的实现，由数据中心服务器下放到边缘计算服务器上，降低终端与云端的通讯带宽。

边缘计算服务器上电后，在局域网环境下通过组播技术发送广播、组播消息，获取局域网下智能设备管理模块的信息，智能设备管理模块接收到消息后回复边缘计算服务器，边缘计算服务器接收到智能设备管理模块的消息后，根据返回的IP地址与智能设备管理模块建立长连接通信，边缘服务器与智能设备管理模块连接成功；

所述边缘计算服务器通过组播技术发送广播、组播消息后，边缘计算服务器未收到智能设备管理模块的回复，则智能设备管理模块与边缘计算服务器不在同一局域网，边缘技术服务器根据预先设置的私有云服务器域名访问对应的私有云服务器，从私有云服务器获取智能设备管理模块的返回主机IP，建立连接并进行通信。

组播技术指的是单个发送者对应多个接收者的一种网络通信。组播技术中，通过向多个接收方传送单信息流方式，可以减少具有多个接收方同时收听或查看相同资源情况下的网络通信流量。对于n方视频会议，可以减少使用a(n-1)倍的带宽长度。“组播”中较为典型的是采用组播地址的IP组播。IPv6支持单播(Unicast)、组播(Multicast)以及任意播(Anycast)三种类型，IPv6中没有关于广播(Broadcast)的具体划分，而是作为组播的一个典型类型。此外组播定义还包括一些其它协议，如使用“点对多点”或“多点对多点”连接的异步传输协议(ATM)。组播技术基于“组”这样一个概念，属于接收方专有组，主要接收相同数据流。该接收方组可以分配在英特网的任意地方。

所述智能设备管理模块能够批量管理边缘计算服务器、监控终端智能设备、下发指令、实时接收告警和查询历史数据，智能设备管理模块包括：控制协议转换中间件单元、通讯协议转换中间件单元、服务器配置单元、智能设备管理单元和权限管理单元，所述控制协议转换中间件单元为应用协议转换器，使通信网络上采用不同高层协议的终端进行相互通信，所述通讯协议转换中间件单元包含无线通讯适配器，无线通讯适配器兼容Zigbee无线通信网络、WIFI无线通信网络和Lora无线通信网络，所述服务器配置单元用于管理边缘计算服务器，包括参数配置、智能设备管理、通信调试、在线升级功能，所述智能设备管理单元对智能设备进行管理，包括配置管理、控制操作、数据显示、实时监控、异常告警，所述权限管理单元根据***设置的安全规则或者安全策略，用户可以访问而且只能访问自己被授权的资源。

参考图3，在智慧校园智能设备管理***中，智能空调、智能照明灯、智能投影仪和智能摄像头将采集的数据通过WIFI无线网络传送至边缘计算服务器，边缘计算服务器对智能设备上传的数据进行处理，边缘计算服务器通过校园局域网与智能设备管理模块建立连接，通讯协议转换中间件单元的无线通讯适配器实现WIFI无线网络的连接配对；控制协议转换中间件单元使处于通信网上采用不同高层协议的能够互相通信；服务器配置单元对智能设备的参数进行配置，通信调试，在线升级；智能设备管理单元对连接至边缘服务器的智能设备进行统一管理，实时监控、数据显示、异常警告；权限管理单元能够针对不同级别的用户授予不同的权限，用户只能访问被授予的资源，老师能够管理访问本班级的智能投影仪、智能摄像头，教务处能够管理访问所有班级的智能投影仪、智能摄像头，统一控制智能空调、智能照明灯的开关。

应用层为对智能设备进行管理的人机交互入口，通过在移动终端安装小程序或通过网络浏览器发出交互指令，在移动终端的小程序上可以查看设备的运行状态、故障信息以及各项数据指标，并及时对智能设备的运行状态进行调整。

在安装智能空调、智能照明灯、智能投影仪和智能摄像头的过程中，通过智能设备管理模块在校园局域网的条件下对智能设备进行统一管理，安装调试，配置参数，实时监控智能设备的状态，提升效率，当智能设备出现异常后及时报警并进行处理。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***，其特征在于，所述智能设备管理***包括：感知层、网络层、承载层、平台层和应用层，所述感知层与承载层通过网络层进行通信连接，所述承载层包括边缘计算服务器，所述平台层包括智能设备管理模块，所述边缘计算服务器通过组播技术与智能设备管理模块直接建立连接或通过私有云建立连接，所述应用层为网络浏览器或小程序，应用层与智能设备管理模块建立网络连接，用户通过应用层与智能设备进行交互与管理。

2.如权利要求1所述的一种基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***，其特征在于，所述感知层包括多种智能设备，智能设备通过网络层的Zigbee无线通信网络、WIFI无线通信网络、Lora无线通信网络与边缘计算服务器建立无线通信连接。

3.如权利要求1所述的一种基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***，其特征在于，所述边缘计算服务器收集智能设备发送的数据和状态信息，并对数据进行处理和运算。

4.如权利要求1所述的一种基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***，其特征在于，所述智能设备管理模块能够批量管理边缘计算服务器、监控终端智能设备、下发指令、实时接收告警和查询历史数据。

5.如权利要求4所述的一种基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***，其特征在于，所述智能设备管理模块包括：控制协议转换中间件单元、通讯协议转换中间件单元、服务器配置单元、智能设备管理单元和权限管理单元，所述控制协议转换中间件单元为应用协议转换器，使通信网络上采用不同高层协议的终端进行相互通信，所述通讯协议转换中间件单元包含无线通讯适配器，无线通讯适配器兼容Zigbee无线通信网络、WIFI无线通信网络和Lora无线通信网络，所述服务器配置单元用于管理边缘计算服务器，包括参数配置、智能设备管理、通信调试、在线升级功能，所述智能设备管理单元对智能设备进行管理，包括配置管理、控制操作、数据显示、实时监控、异常告警，所述权限管理单元根据***设置的安全规则或者安全策略，用户可以访问而且只能访问自己被授权的资源。

6.如权利要求1所述的一种基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***，其特征在于，所述边缘计算服务器通过组播技术发送广播、组播消息，获取局域网下智能设备管理模块的信息，智能设备管理模块接收到消息后回复边缘计算服务器，边缘计算服务器接收到智能设备管理模块的消息后，根据返回的IP地址与智能设备管理模块建立长连接通信，边缘服务器与智能设备管理模块连接成功。

7.如权利要求1所述的一种基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***，其特征在于，所述边缘计算服务器通过组播技术发送广播、组播消息后，边缘计算服务器未收到智能设备管理模块的回复，则智能设备管理模块与边缘计算服务器不在同一局域网，边缘技术服务器根据预先设置的私有云服务器域名访问对应的私有云服务器，从私有云服务器获取智能设备管理模块的返回主机IP，建立连接并进行通信。

8.如权利要求1所述的一种基于物联网边缘计算服务器的智能设备管理***，其特征在于，所述应用层为对智能设备进行管理的人机交互入口，通过在移动终端安装小程序或通过网络浏览器发出交互指令。