CN111866006A - 物联网监管***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物联网监管***及方法,本发明所述***包括:依次连接的云平台、mqtt服务器、至少一级内网穿透设备和内网监管设备;本发明的方法包括:S1、云平台发布下发指令;S2、mqtt服务器将包含云平台下发的指令的订阅消息下发至内网穿透设备;S3、内网穿透设备解析订阅消息,并控制相应的内网监管设备检测相应数据;S4、内网监管设备将检测的数据结果返回至内网穿透设备;S5、内网穿透设备对内网监管设备返回的数据结果进行解析组装,发布至mqtt服务器上;S6、云平台通过定义相应主题从mqtt返回的检测数据结果。通过本发明的***可远程实时检测和查看粮情信息、安防监控以及控制粮库设备。
Description
技术领域
本发明涉及物联网技术领域,具体地说是一种物联网监管***及方法。
背景技术
随着近几年粮食行业的信息化建设,相当一部分粮库已经建设了信息化***,粮情和安防监控的基础功能已经具备。在政策性粮以及租仓代储的业务模式下,远程监管的需求普遍存在,但大部分粮库都不具备固定公网IP,远程视频监控大都依赖第三方视频流量转发平台,粮情信息也以粮库逐级上报、层层汇总为主,上级监管单位难以直接进行数据的抓取。这种数据归集模式互联互通不足,存在数据上传时效性慢、周期长、人力成本高、数据不能实时查看、数据被篡改等问题和风险,直接影响到粮食行政管理部门的正确决策和有效监管。
同时,随着信息化、自动化的普及,粮库设备种类繁多,通信协议种类繁多,没有统一的标准和管理接口,信息***对接难度也很大,工作量居高不下。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足,提供一种应用于粮库管理所用的物联网监管***及方法,满足上级监管部门对粮库进行实时远程监管的需求。
本发明所采用技术方案是:
一种物联网监管***,所述***包括:
依次连接的云平台、mqtt服务器、至少一级内网穿透设备和内网监管设备,其中:
所述内网监管设备用于监测粮情数据;
所述内网穿透设备用于连接内网监管设备与云平台,用于内网与外网之间的连接贯通;
所述mqtt服务器用于提供发布/订阅协议连接云平台与内网监管设备;
所述云平台用于下发指令以及接收内网监管设备的监测数据。
作为对本发明***的进一步优化,本发明所述内网穿透设备包括第一级内网穿透设备和第二级内网穿透设备,第一级内网穿透设备设置有多个,用于设置在每个粮仓内,连接该粮仓内的所有内网监管设备,第二级内网穿透设备向下连接所有第一级内网穿透设备,向上连接mqtt服务器。
作为对本发明***的进一步优化,本发明所述监控设备包括设置在粮仓内各个位置的多个温湿度传感器、连接温湿度传感器的测温电缆和用于接收温湿度传感器数据的粮情测控分机,粮情测控分机通过测温电缆收集温湿度传感器的检测数据,并在接收相关指令后,上传收集的检测数据,粮情测控分机与第一级内网穿透设备进行数据连接。
作为对本发明***的进一步优化,本发明所述内网监管设备还包括若干组监控设备,每组所述监控设备包括流媒体服务器和至少一个监控摄像头,所述流媒体服务器与第一级内网穿透设备进行数据连接。
作为对本发明***的进一步优化,本发明所述云平台、mqtt服务器、内网穿透设备和内网监管设备之间的连接通过RS485接口、RS232接口、USB接口、网线接口和无线通讯协议中的一种或其组合进行连接。
本发明还提供一种物联网监管方法,所述方法包括如下步骤:
S1、云平台发布下发指令;
S2、mqtt服务器将包含云平台下发的指令的订阅消息下发至内网穿透设备;
S3、内网穿透设备解析订阅消息,并控制相应的内网监管设备检测相应数据;
S4、内网监管设备将检测的数据结果返回至内网穿透设备;
S5、内网穿透设备对内网监管设备返回的数据结果进行解析组装,发布至mqtt服务器上;
S6、云平台通过定义相应主题从mqtt返回的检测数据结果。
作为对本发明方法的进一步优化,本发明步骤S1中,云平台发布下发指令的过程包括如下步骤:
S101、云平台发送一个带有数据的Publish包,并在本地保存所述Publish包;
S102、内网穿透设备接收到Publish包后,返回一个Puback数据包,所述Puback数据包与所接收的Publish包具有相同包标识,且Puback数据包内不包含有效数据;
S103、云平台接收到Puback数据包,识别Puback数据包的包标识,并查找相对应的Publish包进行删除,云平台完成一次指令的发送。
作为对本发明方法的进一步优化,本发明步骤S5中,所述内网穿透设备对内网监管设备返回的数据结果进行边缘计算,对内网监管设备返回的数据结果进行解析,生成相应参数后回传给云平台。
作为对本发明方法的进一步优化,本发明所述内网监管设备包括监测设备,所述监测设备包括温湿度传感器、测温电缆和粮情测控分机,所述粮情测控分机通过测温电缆与温湿度传感器进行数据连接,内网穿透设备与粮情测控分机进行数据连接;
在步骤S5中,所述内网穿透设备将粮情测控分机发送来的粮情数据进行边缘计算,通过数据分析程序对粮情数据进行协议解析,生成粮情信息参数上传至云平台;且内网穿透设备内保存有粮情判断数据模型,对生成的粮情信息参数进行粮情判断,并将粮情判断结果发送至云平台。
作为对本发明方法的进一步优化,本发明所述内网监管设备还包括监控设备,所述监控设备包括流媒体服务器和若干监控摄像头,所述流媒体服务器与内网穿透设备进行数据连接;
步骤S5中,所述内网穿透设备对流媒体服务器发送来的视频流进行转码后上传至云平台。
本发明具有以下优点:
1、本发明的***通过内网穿透设备可以与云平台保持长链接,解决内网设备无固定IP,外网无法对接内网设备的问题,通过本发明的***可远程实时检测和查看粮情信息、安防监控以及控制粮库设备;
2、本发明支持多种信息采集、控制通信协议,可实现与不同厂商、不同协议的设备对接,通过直接对接内网设备的方式,规避数据库对接方式存在的篡改数据的风险;
3、本发明的内网穿透设备能够进行边缘计算,粮情数据解析、视频流转码等计算处理过程在本地内网穿透设备完成,大大提升处理效率,减轻云端的负荷,由于更加靠近用户,还可为用户提供更快的响应,将需求在边缘端解决;
4、监管人员可以实时获取粮情信息,也可以远程安防监控、控制设备,实现被动式监管向主动式监管的变革,使得单仓成为高速信息网络末端节点,做到了以仓为最小单元来传输粮情数据,从而改变了以库为单位的粮情管理模式。实现粮情数据的持续不间断的采集,从而为粮情大数据管理提供了基础数据支撑保障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
下面结合附图对本发明进一步说明:
图1为本发明***的组成机构示意图;
图2为内网监管设备为监测设备时的信息流的示意图;
图3为内网监管设备为监控设备时的信息流的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定,在不冲突的情况下,本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。
需要理解的是,在本发明实施例的描述中,“第一”、“第二”等词汇,仅用于区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序。在本发明实施例中的“多个”,是指两个或两个以上。
本发明实施例中的属于“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,单独存在B,同时存在A和B这三种情况。另外,本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
本实施例提供一种物联网监管***,用于对粮食存储进行监管,如图1所示,所述***包括依次连接的云平台、mqtt服务器、至少一级内网穿透设备和内网监管设备,其中:
所述内网监管设备用于监测粮情数据;以粮仓为最小单位布置内网监管设备,对粮仓内粮食存储温湿度等粮情进行监控,对粮仓内外的环境安全进行监控;
所述内网穿透设备用于连接内网监管设备与云平台,用于内网与外网之间的连接贯通;内网监管设备组成粮库内部局域网,对粮库的远程监控需要借助互联网进行数据传递,这就需要将内网监管设备组成的内部局域网连接到互联网中,而内网穿透设备为粮库内部局域网提供一个映射接口,使内部局域网内的公网地址转换成私有地址进行互联网数据访问;
所述mqtt服务器用于提供发布/订阅协议连接云平台与内网监管设备;mqtt服务器提供一种mqtt协议,是一种基于发布/订阅模式的"轻量级"通讯协议,该协议构建于TCP/IP协议上,提供一对多的数据连接模式,解除应用程序耦合;
所述云平台用于下发指令以及接收内网监管设备的监测数据。监管人员通过登录后台对云平台进行操作,既能够对内网监管设备下发指令,还能够远程获取内网监管设备上传的监测数据。
作为优选的实施例,所述内网穿透设备可以单独使用,还可以联合进行使用,粮库中会设置大量的粮仓,每个粮仓内还会设置较多种类的内网监管设备,单个使用的话会无法容纳如此多的内网监管设备,因此内网穿透设备设置有两级,以粮仓为基本监管单位,每个粮仓单独设置一个第一级内网穿透设备,整个粮库再设置一个第二级内网穿透设备,所有第一级内网穿透设备均与第二等级内网穿透设备连接,第二级内网穿透设备在于mqtt服务器连接。当然如果粮库库区较大,所设置的粮仓较多的话,还可以设置更多等级的内网穿透设备,多级内网穿透设备之间呈树状结构,便于连接所有内网监管设备。
所述内网监管设备包括监测设备和监控设备,所述监测设备包括设置在粮仓内各个位置的多个温湿度传感器、连接温湿度传感器的测温电缆和用于接收温湿度传感器数据的粮情测控分机,粮情测控分机通过测温电缆收集温湿度传感器的检测数据,并在接收相关指令后,上传收集的检测数据,粮情测控分机与第一级内网穿透设备进行数据连接,粮情测控分机上还设置有粮虫接口、气体浓度接口、智能通风控制接口等,粮虫接口可用于接粮虫传感器,气体浓度接口用于连接气体浓度传感器,而智能通风接口用于连接风机、空调等通风设备,用于控制控制通风设备的启停。所述监控设备包括流媒体服务器和至少一个监控摄像头,所述流媒体服务器与第一级内网穿透设备进行数据连接,流媒体服务器通过视频流的形式上传监控摄像头所拍摄的监控视频,监控摄像头可以包括普通摄像头以及红外摄像头。
所述内网监管设备设置有处理程序,能够对mqtt服务器下发的订阅消息进行解析,还能够对内网监管设备返回的数据进行边缘计算,对监测设备中的粮情测控分机返回的数据进行解析生成粮情信息参数上传至云平台,并且能够根据程序内保存的粮情判断模型对所述粮情信息参数进行粮情判断,并将判断结果发送给云平台。内网监管设备对监控设备中的视频流服务器返回的视频流进行转码上传至云平台。
内网穿透设备上设置有RS485接口、RS232接口、USB接口、网线接口和无线通讯协议,内网穿透设备可根据不同内网检测设备选择相对应的连接方式,而长距离大数据传输主要依靠网线传输,如与mqtt服务器的连接或借助光纤转换设备进行传输。
基于上述物联网监管***,本发明还提供一种物联网监管方法的实施例,所述方法包括如下步骤:
S1、云平台发布下发指令;
S2、mqtt服务器将包含云平台下发的指令的订阅消息下发至内网穿透设备;
S3、内网穿透设备解析订阅消息,并控制相应的内网监管设备检测相应数据;
S4、内网监管设备将检测的数据结果返回至内网穿透设备;
S5、内网穿透设备对内网监管设备返回的数据结果进行边缘计算后解析组装,发布至mqtt服务器上;
S6、云平台通过定义相应主题从mqtt返回的检测数据结果。
为了保证内网穿透设备收到云平台下发的指令,本实施例所述云平台下发的指令过程包括如下步骤:
S101、云平台发送一个带有数据的Publish包,并在本地保存所述Publish包;
S102、内网穿透设备接收到Publish包后,返回一个Puback数据包,所述Puback数据包与所接收的Publish包具有相同包标识,且Puback数据包内不包含有效数据;
S103、云平台接收到Puback数据包,识别Puback数据包的包标识,并查找相对应的Publish包进行删除,云平台完成一次指令的发送。
作为一种优选的实施例,当内网监管设备为监测设备时,所述该物联网监管***的数据交换如图2所示,所述监测设备包括温湿度传感器、测温电缆和粮情测控分机,所述粮情测控分机通过测温电缆与温湿度传感器进行数据连接,内网穿透设备与粮情测控分机进行数据连接;
在步骤S5中,所述内网穿透设备将粮情测控分机发送来的粮情数据进行边缘计算,通过数据分析程序对粮情数据进行协议解析,生成粮情信息参数上传至云平台;且内网穿透设备内保存有粮情判断数据模型,对生成的粮情信息参数进行粮情判断,并将粮情判断结果发送至云平台。
针对粮情的监测,可通过定时器定时下发指令,用户通过后台自定义采集时间和频率,精准监控每一天的粮情信息,为粮库的安全运作提供有力的数据支持。
作为另一种优选的实施例,当内网监管设备为监控设备时,所述该物联网监管***的数据交换如图3所示,所述监控设备包括流媒体服务器和若干监控摄像头,所述流媒体服务器与内网穿透设备进行数据连接;步骤S5中,所述内网穿透设备对流媒体服务器发送来的视频流进行转码后上传至云平台。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种物联网监管***,其特征在于:
所述***包括依次连接的云平台、mqtt服务器、至少一级内网穿透设备和内网监管设备,其中:
所述内网监管设备用于监测粮情数据;
所述内网穿透设备用于连接内网监管设备与云平台,用于内网与外网之间的连接贯通;
所述mqtt服务器用于提供发布/订阅协议连接云平台与内网监管设备;
所述云平台用于下发指令以及接收内网监管设备的监测数据。
2.根据权利要求1所述的物联网监管***,其特征在于:
所述内网穿透设备包括第一级内网穿透设备和第二级内网穿透设备,第一级内网穿透设备设置有多个,用于设置在每个粮仓内,连接该粮仓内的所有内网监管设备,第二级内网穿透设备向下连接所有第一级内网穿透设备,向上连接mqtt服务器。
3.根据权利要求2所述的物联网监管***,其特征在于:
所述监控设备包括设置在粮仓内各个位置的多个温湿度传感器、连接温湿度传感器的测温电缆和用于接收温湿度传感器数据的粮情测控分机,粮情测控分机通过测温电缆收集温湿度传感器的检测数据,并在接收相关指令后,上传收集的检测数据,粮情测控分机与第一级内网穿透设备进行数据连接。
4.根据权利要求1所述的物联网监管***,其特征在于:
所述内网监管设备还包括若干组监控设备,每组所述监控设备包括流媒体服务器和至少一个监控摄像头,所述流媒体服务器与第一级内网穿透设备进行数据连接。
5.根据权利要求1所述的物联网监管***,其特征在于:
所述云平台、mqtt服务器、内网穿透设备和内网监管设备之间的连接通过RS485接口、RS232接口、USB接口、网线接口和无线通讯协议中的一种或其组合进行连接。
6.一种物联网监管方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:
S1、云平台发布下发指令;
S2、mqtt服务器将包含云平台下发的指令的订阅消息下发至内网穿透设备;
S3、内网穿透设备解析订阅消息,并控制相应的内网监管设备检测相应数据;
S4、内网监管设备将检测的数据结果返回至内网穿透设备;
S5、内网穿透设备对内网监管设备返回的数据结果进行解析组装,发布至mqtt服务器上;
S6、云平台通过定义相应主题从mqtt返回的检测数据结果。
7.根据权利要求6所述的物联网监管方法,其特征在于:
步骤S1中,云平台发布下发指令的过程包括如下步骤:
S101、云平台发送一个带有数据的Publish包,并在本地保存所述Publish包;
S102、内网穿透设备接收到Publish包后,返回一个Puback数据包,所述Puback数据包与所接收的Publish包具有相同包标识,且Puback数据包内不包含有效数据;
S103、云平台接收到Puback数据包,识别Puback数据包的包标识,并查找相对应的Publish包进行删除,云平台完成一次指令的发送。
8.根据权利要求6所述的物联网监管方法,其特征在于:
步骤S5中,所述内网穿透设备对内网监管设备返回的数据结果进行边缘计算,对内网监管设备返回的数据结果进行解析,生成相应参数后回传给云平台。
9.根据权利要求8所述的物联网监管方法,其特征在于:
所述内网监管设备包括监测设备,所述监测设备包括温湿度传感器、测温电缆和粮情测控分机,所述粮情测控分机通过测温电缆与温湿度传感器进行数据连接,内网穿透设备与粮情测控分机进行数据连接;
在步骤S5中,所述内网穿透设备将粮情测控分机发送来的粮情数据进行边缘计算,通过数据分析程序对粮情数据进行协议解析,生成粮情信息参数上传至云平台;且内网穿透设备内保存有粮情判断数据模型,对生成的粮情信息参数进行粮情判断,并将粮情判断结果发送至云平台。
10.根据权利要求8所述的物联网监管方法,其特征在于:
所述内网监管设备还包括监控设备,所述监控设备包括流媒体服务器和若干监控摄像头,所述流媒体服务器与内网穿透设备进行数据连接;
步骤S5中,所述内网穿透设备对流媒体服务器发送来的视频流进行转码后上传至云平台。
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