CN111447270A - 一种物联网用数据转发中间件 - Google Patents

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陈建英
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Abstract

本发明公开了一种物联网用数据转发中间件，包括硬件电路，所述硬件电路上设置有核心处理模块、无线模块、网络模块、电源管理模块和串口管理模块，所述无线模块、网络模块、电源管理模块和串口模块均与核心处理模块电气连接。本发明中，通过在上游数据输入设备与后端服务器之间部署该数据转发中间件，可以对上游控制器设备数据进行分析处理，并将分析处理后的数据信息发送给对应的服务器，该数据转发中间件可以对接收到的待转发数据进行解析和发送，使得大多数与通信相关的嵌入式项目在开发过程中只需注重自身业务逻辑的开发，大大缩短了项目开发周期，此外，该数据转发中间件体积较小，即插即用，成本较低，因此具有很好的实用性。

Description

一种物联网用数据转发中间件
技术领域
本发明涉及物联网相关领域，尤其涉及一种物联网用数据转发中间件。
背景技术
目前业界多数物联网产品将主控制器和数据传输模块分开，主控制器负责实现***的整体逻辑控制，当需要数据通信时去初始化通信模块，与服务器建立连接后进行数据交互。据统计，市面上有80％的物联网产品在Wi-Fi通信模块的选型上都选用ESP系列模组，90％以上嵌入式设备的主控都选用arm架构的stm系列SoC。而主控器与Wi-Fi模块之间的通信往往是通过ESP系列模组内置的AT指令集进行交互操作，AT指令集是一种非常晦涩难懂且低效的指令模式，那么我们是否可以像软件模块复用一样，做出一个可以复用的硬件通信模块中间件，做到即插即用？我们可以利用通用支持的UART串口或SPI数据总线输出数据到中间件，由中间件来执行数据解析和发送动作。这样一来，大多数与通信相关的嵌入式项目在开发过程中只需注重自身业务逻辑的开发，大大缩短了项目开发周期。
为此，我们提出了一种物联网用数据转发中间件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种物联网用数据转发中间件，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种物联网用数据转发中间件，包括硬件电路，所述硬件电路上设置有核心处理模块、无线模块、网络模块、电源管理模块和串口管理模块，所述无线模块、网络模块、电源管理模块和串口模块均与核心处理模块电气连接。
优选地，所述核心处理模块为ESP32核心处理模块。
优选地，所述核心处理模块用于对接收的数据进行处理和发送。
优选地，所述串口模块用于连接上游控制器数据输入设备，作为数据输送通道。
优选地，所述电源管理模块用于为中间件进行供电。
优选地，所述网络模块用于将核心处理模块处理完毕的数据发送给指定的服务器。
优选地，所述无线模块用于搜索该数据转发中间件周围的无线网络信号，并与互联网建立连接。
一种物联网用数据转发中间件的使用方法，包括以下步骤：
S1、前端数据输入设备通过连接线与数据转发中间件的串口模块连接；
S2、前端数据输入设备将数据输送给数据转发中间件，数据转发中间件的核心处理模块对数据进行分析处理；
S3、数据转发中间件通过网络模块将分析处理后的数据输送到对应的后端服务器
与现有技术相比，本发明的有益效果是:
本发明中，通过在前端数据输入设备与后端服务器之间部署该数据转发中间件，可以对上游设备数据进行分析处理，并将分析处理后的数据信息发送给对应的服务器，使得大多数与通信相关的嵌入式项目在开发过程中只需注重自身业务逻辑的开发，大大缩短了项目开发周期，此外，该数据转发中间件体积较小，即插即用，成本较低，使用方便，因此具有很好的实用性。
附图说明
图1为本发明提出的一种物联网用数据转发中间件的硬件***流程结构示意图；
图2为本发明提出的一种物联网用数据转发中间件的软件***的结构示意图；
图3为本发明提出的一种物联网用数据转发中间件的电路原理示意图。
图4为本发明提出的一种物联网用数据转发中间件PCB布局示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-图4，本发明还提出了一种物联网用数据转发中间件，包括硬件电路，硬件电路上设置有核心处理模块、无线模块、网络模块、电源管理模块和串口管理模块，无线模块、网络模块、电源管理模块和串口模块均与核心处理模块电气连接。
进一步地，核心处理模块为ESP32核心处理模块。
进一步地，核心处理模块基于MicroPython固件进行开发。
进一步地，该数据转发中间件通过软硬件结合方式为上游数据提供了一站式的发布和订阅机制的转发，且转发目标灵活可配置。
进一步地，核心处理模块用于对接收的数据进行处理和发送。
进一步地，串口模块用于连接上游控制器数据输入设备，作为数据输送通道。
进一步地，电源管理模块用于为中间件进行供电。
进一步地，网络模块用于将核心处理模块处理完毕的数据发送给指定的服务器，网络模块在ESP32核心处理模块中集成。
进一步地，无线模块用于搜索该数据转发中间件周围的无线网络信号，并与互联网建立连接。
其中，S_TX和S_RX是***串口，用于设置目标转发服务器地址等，另一组RX和TX的作用就是接收控制器写入的序列化数据。
一种物联网用数据转发中间件的使用方法，包括以下步骤：
S1、前端数据输入设备通过连接线与数据转发中间件的串口模块连接；
S2、前端数据输入设备将数据输送给数据转发中间件，数据转发中间件的核心处理模块对数据进行分析处理；
S3、数据转发中间件通过网络模块将分析处理后的数据输送到对应的后端服务器。
本发明中，该数据转发中间件中间件在首次上电后，会搜寻到周围可用的无线网络，使用者通过REPL可以配置需要连接的网络，并设置此次数据转发的目的服务器地址。完成配置后，中间件建立一个MQTT客户端作为数据的广播服务，该服务的广播地址为之前通过REPL配置的目标地址，等待MQTT服务器的ACL进行权限校验，此处的ACL指的是Access-Control-List，通过后，客户端进入待命状态，开始扫描串口。此时，若上游设备向通信串口中发送一条字符串消息，数据处理模块会校验该条数据格式的合法性，若格式错误则会忽略该消息，反之则将数据交给客户端进行发布。服务器方面，只需搭建完整的MQTT消息队列服务引擎，并配置ACL权限即可在相应的话题下接收到中间件广播出来的数据。至此，建立了一个简易的数据转发模型。
本发明中，通过在前端数据输入设备与后端服务器之间设置该数据转发中间件，可以对上游设备数据进行分析处理，并将分析处理后的数据信息发送给对应的服务器，使得大多数与通信相关的嵌入式项目在开发过程中只需注重自身交互逻辑的开发，大大缩短了项目开发周期，此外，该数据转发中间件体积较小，即插即用，成本较低，使用方便，因此具有很好的实用性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种物联网用数据转发中间件，其特征在于，包括硬件电路，所述硬件电路上设置有核心处理模块、无线模块、网络模块、电源管理模块和串口管理模块，所述无线模块、网络模块、电源管理模块和串口模块均与核心处理模块电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种物联网用数据转发中间件，其特征在于，所述核心处理模块为ESP32核心处理模块。
3.根据权利要求1所述的一种物联网用数据转发中间件，其特征在于，所述核心处理模块用于对接收的数据进行处理和发送。
4.根据权利要求1所述的一种物联网用数据转发中间件，其特征在于，所述串口模块用于连接上游控制器数据输入设备，作为数据输送通道。
5.根据权利要求1所述的一种物联网用数据转发中间件，其特征在于，所述电源管理模块用于为中间件进行供电。
6.根据权利要求1所述的一种物联网用数据转发中间件，其特征在于，所述网络模块用于将核心处理模块处理完毕的数据发送给指定的服务器。
7.根据权利要求1所述的一种物联网用数据转发中间件，其特征在于，所述无线模块用于搜索该数据转发中间件周围的无线网络信号，并与互联网建立连接。
8.一种物联网用数据转发中间件的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、前端数据输入设备通过连接线与数据转发中间件的串口模块连接；
S2、前端数据输入设备将数据输送给数据转发中间件，数据转发中间件的核心处理模块对数据进行分析处理；
S3、数据转发中间件通过网络模块将分析处理后的数据输送到对应的后端服务器。
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