CN109982355B - 保存和恢复网络通路的方法及其装置、终端和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种保存和恢复网络通路的方法及其装置、终端和存储介质,该方法具体为NB‑IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,且包括以下步骤:判断NB‑IoT模组是否向服务器注册成功;在NB‑IoT模组注册成功时,保存对应服务器的远程环境的参数至文件***;在接收到预退出PSM模式的触发信号时,恢复文件***内存储的远程环境的参数;判断远程环境的参数是否恢复正常;在远程环境的参数恢复正常时,判断是否需要更新注册;在需要更新注册时,更新注册信息,并传输数据以执行客户业务。本发明优化了PSM唤醒后的处理流程,不用再启动注册流程就可以直接传输数据,从而减少了低功耗状态下的唤醒耗时,从而保证了NB‑IoT应用场景的实时性。
Description
技术领域
本发明涉及物联网技术领域的一种快速保存和恢复网络通路的方法,尤其涉及一种NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,还涉及快速保存和恢复网络通路的装置、计算机终端、计算机可读存储介质。
背景技术
目前在NB-IoT(窄带物联网)应用场景,由于物联网整机设备对功耗的要求以及其电池供电等特性,存在两种方案实现低功耗的功能:第一种方案,NB-IoT模组在不做业务时,整机对其做下电处理以节省功耗;第二种方案,NB-IoT模组在不做业务时,整机对其做PSM模式(power saving mode,即低功耗模式)设置以节省功耗。在第一种方案中,模组在不做业务的时候,整机对模组执行下电操作以节省功耗,当需要传输数据的时候,启动模组,注册网络并连接远程服务器,数据通路建立之后,开始进行数据传输,业务完成之后,再进行下电操作。在第二种方案中,模组在不做业务的时候,整机设置模组进入PSM低功耗模式,当需要传输数据的时候,唤醒模组,此时不需要重新做注网操作,PSM模式下可以自动恢复网络,但是仍需要重新连接远程服务器,建立通路之后,开始传输数据,完成业务之后,再进行PSM操作。
现有的两种方案在实际应用中基本可以满足一部分整机的需求,但是在特殊的应用场景中却无法满足实时性要求,比如烟雾报警器所应用的场景等,这些应用场景对数据送达的实时性要求很高,而现有的两种方案,第一种方案整个过程最耗时,第二种方案的整个过程也是比较耗时,基本没法全部满足实时性要求。
发明内容
针对现有的技术问题,本发明提供一种NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法及其装置、计算机终端、计算机可读存储介质,所述方法解决了现有的NB-IoT应用场景所采用的低功耗方案耗时较长,无法满足实时性的问题。
本发明采用以下技术方案实现:一种NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,其包括以下步骤:
在所述NB-IoT模组预进入PSM模式时,判断所述NB-IoT模组是否向服务器注册成功;
在所述NB-IoT模组注册成功时,保存对应服务器的远程环境的参数至文件***;
在接收到预退出所述PSM模式的触发信号时,恢复所述文件***内存储的所述远程环境的参数;
判断所述远程环境的参数是否恢复正常;
在所述远程环境的参数恢复正常时,判断是否需要更新注册;
在需要更新注册时,更新注册信息,并传输数据以执行客户业务。
作为上述方案的进一步改进,所述NB-IoT模组具有RTC定时器,且在接收到所述触发信号时,恢复所述文件***内存储的所述远程环境的参数之前,所述快速保存和恢复网络通路的方法还包括以下步骤:
设置生命周期参数,并在向所述服务器注册时,传输所述生命周期参数至所述服务器;
根据所述生命周期参数设置所述RTC定时器;
使所述RTC定时器执行计时操作,并在定时时间达到后,启动注册更新操作。
作为上述方案的进一步改进,所述快速保存和恢复网络通路的方法还包括以下步骤:
在不需要更新注册时,直接执行所述客户业务;
在所述远程环境的参数未恢复正常时,先输出TIP,后执行所述客户业务。
作为上述方案的进一步改进,在所述远程环境的参数恢复正常且在判断是否需要更新注册之前,创建本地环境、UDP通道,并恢复运行环境。
作为上述方案的进一步改进,在保存或者恢复所述远程环境的参数时,通过多维数组结构保存的所述参数。
进一步地,所述本地环境的参数包括UDP通路信息、本地对象资源和所述NB-IoT模组的imei信息,所述远程环境的参数包括服务器信息、服务器订阅信息、服务器配置信息以及注册时间计数器信息。
作为上述方案的进一步改进,所述NB-IoT模组基于LWM2M开源协议栈,并用于实现LWM2M客户端的程序,以接入电信云平台或者移动的OneNET物联网平台。
进一步地,所述NB-IoT模组进行注册时,所述客户端先建立LWM2M的运行环境、所述UDP通道,后开始发送注册请求开启注册流程;所述服务器先响应所述注册请求,后下发订阅消息以完成订阅。
再进一步地,所述NB-IoT模组推送数据时,所述客户端通过notify方式发送数据到所述服务器。
再进一步地,所述NB-IoT模组下行读写时,所述服务器通过下行读写操作以实现对所述客户端的指定URI资源的操作;
所述NB-IoT模组进行注销时,所述客户端主动发送相应的注销消息,以断开与所述服务器的连接。
本发明的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,充分利用PSM机制和LWM2M协议规约实现的机理,将运行环境区分对待,并且借助文件***掉电存储功能,满足了NB-IoT模组在强实时性需求场景下的工作要求。并且,由于本发明对运行环境参数进行区分对待,减少了保存数据量,从空间和时间上都做了优化,而且正确的选择了保存和恢复环境参数的位置,在客户整个使用过程中是无感的,从而减少了保存的数据量,节省了存储空间。因而,该方法改变了现有的工作模式,使得NB-IoT模组可以在PSM模式下保存协议应用层的环境参数,在唤醒阶段,直接恢复数据通路传输数据而非重新发起注册流程,从而满足了特殊应用的实时性需求。本发明优化了PSM唤醒后的处理流程,不用再启动注册流程就可以直接传输数据,从唤醒模组到数据发送过程1s左右即可完成,从而减少了低功耗状态下的唤醒耗时,从而保证了NB-IoT应用场景的实时性。在本发明中,利用硬件RTC的闹钟机制,实现了更新注册消息的推送机制,做到了定时“保活”,以便于进行PSM唤醒。
本发明还提供一种NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的装置,其采用上述任意NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,所述装置包括:
保存模块,其用于在所述NB-IoT模组预进入PSM模式时,判断所述NB-IoT模组是否向服务器注册成功;所述保存模块还用于在所述NB-IoT模组注册成功时,保存对应服务器的远程环境的参数至文件***;
恢复网络通路模块,其用于在所述NB-IoT模组接收到预退出所述PSM模式的触发信号时,恢复所述文件***内存储的所述远程环境的参数;所述恢复网络通路模块还用于判断所述远程环境的参数是否恢复正常,在所述远程环境的参数恢复正常时,所述恢复网络通路模块判断是否需要更新注册;在需要更新注册时,所述恢复网络通路模块更新注册信息,并传输数据以执行客户业务。
本发明还提供一种计算机终端,其包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述任意NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法的步骤。
本发明还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时,实现上述任意NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法的步骤。
上述的快速保存和恢复网络通路的装置、计算机终端、计算机可读存储介质,其有益效果与NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法的效果相同,在此不做赘述。
附图说明
图1为本发明实施例1的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法在NB-IoT模组预进入PSM模式时的流程图;
图2为图1中的快速保存和恢复网络通路的方法在NB-IoT模组退出PSM模式时的流程图;
图3为本发明实施例1的LWM2M客户端和服务端之间的交互流程图;
图4为本发明实施例2的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法在NB-IoT模组预进入PSM模式时的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在PSM开启模式下,当现有技术的NB-IoT(窄带物联网)模组进入PSM(低功耗模式)模式时,运行环境以及注册状态是不会被保存的,这就导致PSM唤醒后,需要先启动注册过程,注册成功后才能发送数据。因此,若NB-IoT模组没有启动注册,则导致运行环境无法建立,注册信息不存在,NB-IoT模组无法直接发送数据到平台。这种机制在实时性要求严格的场景中没法满足要求,比如烟雾监测器所在的场景。平时监测器都是处于休眠状态,即NB-IoT模组进入PSM低功耗模式。当烟雾监测器检测到烟雾报警后,需要立即唤醒NB-IoT模组并将报警数据成功发送到监控平台(一般要求为4s完成)。如果此时先启动注册流程再发送数据,则不能满足实时性的要求,特别是在网络环境不畅的条件下,整个注册过程可能最大会达到分钟级别,极大地降低了NB-IoT模组的反应效率。故本案通过在PSM模式下保存注册信息,达到较快速恢复注网状态的特点有利于提高应用场景对实时性的要求。并且,通过以下的实施例,模组在进入PSM模式之前,除了保存注网信息外,还保存协议层相关参数,在PSM唤醒阶段,可以快速恢复网络和数据通路,实现数据的直接传输。
实施例1
请一并参阅图1以及图2,本实施例提供了一种NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,其一方面能实现在NB-IoT模组预进入PSM模式时,快速保存远程环境的参数,以保证后续快速恢复网络通路的远程环境,而另一方面能实现在NB-IoT模组退出PSM模式时,快速恢复NB-IoT模组与服务器或者云平台之间的网络通路。
本实施例的NB-IoT模组基于LWM2M开源协议栈(轻量型的物联网通信协议),并通过协议栈中的wakaama源代码实现LWM2M客户端的程序,以接入电信云平台或者移动的OneNET物联网平台。
请参阅图3,在NB-IoT模组进行注册时,客户端可先建立LWM2M的运行环境、UDP通道,后开始发送注册请求开启注册流程。服务器可先响应注册请求,后下发订阅消息以完成订阅。在NB-IoT模组推送数据时,客户端可通过notify方式发送数据到服务器。
在更新注册信息时,客户端可从成功注册到电信云平台或者OneNET物联网平台后计时,直到生命周期到期时,发送更新的注册消息至服务器。其中,在客户端不发送注册信息达到一个预设时间时,服务器强制客户端下线。在对NB-IoT模组下行读写时,服务器可通过下行读写操作以实现对客户端的指定URI资源(客户端实体中定义出来的对象所对应的资源)的操作。在NB-IoT模组进行注销时,客户端可主动发送相应的注销消息,以断开与服务器的连接。
在本实施例中,本地环境的参数可包括UDP通路信息、本地对象资源和NB-IoT模组的imei等信息,远程环境的参数可包括服务器信息、服务器订阅信息、服务器配置信息以及注册时间计数器信息。
在上述基础上,本实施例的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法包括以下步骤:
一、进入PSM模式
在NB-IoT模组预进入PSM模式时,判断NB-IoT模组是否向服务器注册成功;其中,客户端发送请求,服务器端响应请求,若客户端接收到服务器端的响应时就可判定注册成功,否则未注册成功;
在NB-IoT模组注册成功时,保存对应服务器的远程环境的参数至文件***;
在NB-IoT模组未注册成功时,可以跳转至结束,当然,也可以再次判断NB-IoT模组是否向服务器注册成功;
二、退出PSM模式
在接收到预退出PSM模式的触发信号时,恢复注网信息,并恢复文件***内存储的远程环境的参数;其中,由于NB-IoT模组执行客户业务(客户业务可以由客户端所决定,如烟雾检测器的烟雾报警任务,当然,客户业务可包含多组任务,也可以仅为单个任务)时需退出PSM模式,因此在NB-IoT模组接收到需执行客户业务时,即接收到触发信号;
判断远程环境的参数是否恢复正常;
在远程环境的参数恢复正常时,创建本地环境、UDP通道,并恢复运行环境,判断是否需要更新注册;
在需要更新注册时,更新注册信息,并传输数据以执行客户业务;
在不需要更新注册时,直接执行客户业务;
在远程环境的参数未恢复正常时,先输出TIP,后执行客户业务。
NB-IoT模组具有RTC定时器,在PSM模式下,NB-IoT模组的RTC定时器是正常工作的。在接收到触发信号时,恢复文件***内存储的远程环境的参数之前,快速保存和恢复网络通路的方法还包括以下步骤:设置生命周期参数,并在向服务器注册时,传输生命周期参数至服务器;根据生命周期参数设置RTC定时器;使RTC定时器执行计时操作,并在定时时间达到后,启动注册更新操作。由于在客户应用场景中,PSM模式的唤醒是需要通过客户业务推动的,故其唤醒时间是不定的,也即在PSM模式下持续的时间是不固定的,所以需要NB-IoT模组来主动唤醒发送更新注册信息来“保活”。在本实施例中,可利用NB-IoT模组的RTC时钟实现了这一机制。
这里需要说明的是,在环境参数保存和恢复方面,由于SDK包的设计都是用链表方式实现,在参数保存和恢复阶段,为了尽量节省时间,本实施例采用最原始的多维数组结构进行参数的保存,而不去采用链表方式处理,即在保存或者恢复远程环境的参数时,通过多维数组结构保存的参数。本实施例经过改进的处理后,进入PSM模式时耗时在50ms左右,退出时耗时大概在120ms左右,这里是因为退出时需要恢复参数和更新注册信息,故时间稍长,但更新注册信息不是每次都会触发,只有在生命周期来临时才会触发。
综上所述,本实施例的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,具有以下优点:
在本实施例中,该方法充分利用PSM机制和LWM2M协议规约实现的机理,将运行环境区分对待,并且借助文件***掉电存储功能,满足了NB-IoT模组在强实时性需求场景下的工作要求。并且,由于本实施例对运行环境参数进行区分对待,减少了保存数据量,从空间和时间上都做了优化,而且正确的选择了保存和恢复环境参数的位置,在客户整个使用过程中是无感的,从而减少了保存的数据量,节省了存储空间。本实施例改变了现有的工作模式,使得NB-IoT模组可以在PSM模式下保存协议应用层的环境参数,在唤醒阶段,直接恢复数据通路传输数据而非重新发起注册流程,从而满足了特殊应用的实时性需求。
本实施例优化了PSM唤醒后的处理流程,不用再启动注册流程就可以直接传输数据,从唤醒模组到数据发送过程1s左右即可完成,从而减少了低功耗状态下的唤醒耗时,从而保证了NB-IoT应用场景的实时性。
在本实施例中,该方法利用硬件RTC的闹钟机制,实现了更新注册消息的推送机制,做到了定时“保活”,以便于进行PSM唤醒。
实施例2
请参阅图4,本实施例提供了一种NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,其在实施例1的基础上增加了以下步骤(在再次判断NB-IoT模组是否向服务器注册成功之前进行):
在NB-IoT模组未注册成功时,判断注册时间是否超时;
在注册时间超时时,可先发出注册异常信息,再跳转至结束,也可直接跳转至结束;
在注册时间未超时,继续等待注册,且间隔一段时间后再次判断注册时间是否超时,并循环上述步骤。
实施例3
本实施提供一种NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的装置,其采用实施例1或实施例2的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法。装置包括保存模块和恢复网络通路模块。
保存模块用于在NB-IoT模组预进入PSM模式时,判断NB-IoT模组是否向服务器注册成功。保存模块还用于在NB-IoT模组注册成功时,保存对应服务器的远程环境的参数至文件***。
恢复网络通路模块用于在NB-IoT模组接收到预退出PSM模式的触发信号时,恢复文件***内存储的远程环境的参数。恢复网络通路模块还用于判断远程环境的参数是否恢复正常,在远程环境的参数恢复正常时,恢复网络通路模块判断是否需要更新注册。在需要更新注册时,恢复网络通路模块更新注册信息,并传输数据以执行客户业务。
实施例4
本实施例提供一种计算机终端,其包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。处理器执行程序时实现实施例1或2的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法的步骤。
实施例1或2的方法在应用时,可以软件的形式进行应用,如设计成独立运行的程序,安装在计算机终端上,计算机终端可以是电脑、智能手机以及其他物联网设备等。实施例1或2的方法也可以设计成嵌入式运行的程序,安装在计算机终端上,如安装在单片机上。
实施例5
本实施例提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序。程序被处理器执行时,实现实施例1或2的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法的步骤。
实施例1或2的方法在应用时,可以软件的形式进行应用,如设计成计算机可读存储介质可独立运行的程序,计算机可读存储介质可以是U盘,设计成U盾,通过U盘设计成通过外在触发启动整个方法的程序。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,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、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,其特征在于,其包括以下步骤:
在所述NB-IoT模组预进入PSM模式时,判断所述NB-IoT模组是否向服务器注册成功;
在所述NB-IoT模组注册成功时,保存注网信息,并保存对应服务器的远程环境的参数至文件***;
在接收到预退出所述PSM模式的触发信号时,恢复所述注网信息,并恢复所述文件***内存储的所述远程环境的参数;其中,在所述NB-IoT模组接收到需执行客户业务时,确定接收到所述触发信号;
判断所述远程环境的参数是否恢复正常;
在所述远程环境的参数恢复正常时,判断是否需要更新注册;
在需要更新注册时,更新注册信息,并传输数据以执行客户业务;
在所述远程环境的参数恢复正常且在判断是否需要更新注册之前,所述方法还包括:创建本地环境、UDP通道,并恢复运行环境。
2.如权利要求1所述的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,其特征在于,所述NB-IoT模组具有RTC定时器,且在接收到所述触发信号时,恢复所述文件***内存储的所述远程环境的参数之前,所述快速保存和恢复网络通路的方法还包括以下步骤:
设置生命周期参数,并在向所述服务器注册时,传输所述生命周期参数至所述服务器;
根据所述生命周期参数设置所述RTC定时器;
使所述RTC定时器执行计时操作,并在定时时间达到后,启动注册更新操作。
3.如权利要求1所述的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,其特征在于,所述快速保存和恢复网络通路的方法还包括以下步骤:
在不需要更新注册时,直接执行所述客户业务;
在所述远程环境的参数未恢复正常时,先输出TIP,后执行所述客户业务。
4.如权利要求1所述的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,其特征在于,在保存或者恢复所述远程环境的参数时,通过多维数组结构保存的所述参数。
5.如权利要求1所述的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,其特征在于,所述本地环境的参数包括UDP通路信息、本地对象资源和所述NB-IoT模组的imei信息,所述远程环境的参数包括服务器信息、服务器订阅信息、服务器配置信息以及注册时间计数器信息。
6.如权利要求1所述的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,其特征在于,所述NB-IoT模组基于LWM2M开源协议栈,并用于实现LWM2M客户端的程序,以接入电信云平台或者移动的OneNET物联网平台。
7.如权利要求6所述的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,其特征在于,所述NB-IoT模组进行注册时,所述客户端先建立LWM2M的运行环境、所述UDP通道,后开始发送注册请求开启注册流程;所述服务器先响应所述注册请求,后下发订阅消息以完成订阅。
8.如权利要求7所述的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,其特征在于,所述NB-IoT模组推送数据时,所述客户端通过notify方式发送数据到所述服务器。
9.如权利要求6所述的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,其特征在于,所述NB-IoT模组下行读写时,所述服务器通过下行读写操作以实现对所述客户端的指定URI资源的操作;
所述NB-IoT模组进行注销时,所述客户端主动发送相应的注销消息,以断开与所述服务器的连接。
10.一种NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的装置,其特征在于,其采用如权利要求1 至 9 中任意一项所述的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法,所述装置包括:
保存模块,其用于在所述NB-IoT模组预进入PSM模式时,判断所述NB-IoT模组是否向服务器注册成功;所述保存模块还用于在所述NB-IoT模组注册成功时,保存注网信息,并保存对应服务器的远程环境的参数至文件***;
恢复网络通路模块,其用于在所述NB-IoT模组接收到预退出所述PSM模式的触发信号时,恢复所述注网信息,并恢复所述文件***内存储的所述远程环境的参数;其中,在所述NB-IoT模组接收到需执行客户业务时,确定接收到所述触发信号;所述恢复网络通路模块还用于判断所述远程环境的参数是否恢复正常,在所述远程环境的参数恢复正常时,所述恢复网络通路模块判断是否需要更新注册;在需要更新注册时,所述恢复网络通路模块更新注册信息,并传输数据以执行客户业务;
所述恢复网络通路模块,还用于在所述远程环境的参数恢复正常且在判断是否需要更新注册之前,创建本地环境、UDP通道,并恢复运行环境。
11.一种计算机终端,其包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至9中任意一项所述的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时,实现如权利要求1至9中任意一项所述的NB-IoT模组在PSM模式下快速保存和恢复网络通路的方法的步骤。
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