CN112671844B - 一种设备的注册方法及*** - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种设备的注册方法及***。所述方法包括：边缘侧服务器接收边侧设备发送的上线通知，将所述边侧设备的上线通知发送至云服务器；所述上线通知包括所述边侧设备对应的端侧设备的信息；所述云服务器接收所述上线通知，并根据所述端侧设备的信息对端侧设备的状态进行检验，若状态为未注册，则向所述边缘侧服务器发布注册消息对未注册的端侧设备进行注册；所述边缘侧服务器接收已注册端侧设备发送的登录请求，与所述端侧设备建立通信，向所述端侧设备发布数据和/或对所述端侧设备的状态进行监测。以此方式，能够确保云服务器的数据被完整下发至边缘侧服务器，同时为端侧设备的连接提供认证信息。

Description

一种设备的注册方法及***

技术领域

本公开的实施例一般涉及数智慧列车领域，并且更具体地，涉及一种设备的注册方法及***。

背景技术

智慧列车领域的端侧设备往往不具备公网通信能力，其需要连接至边侧设备，进而由边侧设备作为中枢传递数据。

此时，为保证端侧设备的安全性，需要对相应设备进行注册。注册信息由云侧维护，而端侧设备却连接至边侧，因此需要将云侧的数据可靠的传输至边侧。

在实际应用中存在网络中断和设备断电的可能性，因此如何确保数据稳定高效地抵达边侧设备是目前急需解决的问题。

发明内容

本公开旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，在本公开的第一方面，提供了一种设备的注册方法。该方法包括：

边缘侧服务器接收边侧设备发送的上线通知，将所述边侧设备的上线通知发送至云服务器；所述上线通知包括所述边侧设备对应的端侧设备的信息；

所述云服务器接收所述上线通知，并根据所述端侧设备的信息对端侧设备的状态进行检验，若状态为未注册，则向所述边缘侧服务器发布注册消息对未注册的端侧设备进行注册；

所述边缘侧服务器接收已注册端侧设备发送的登录请求，与所述端侧设备建立通信，向所述端侧设备发布数据和/或对所述端侧设备的状态进行监测。

进一步地，所述云服务器向所述边缘侧服务器发布注册消息包括：

所述云服务器将所述端侧设备的信息存入云侧数据库中的待注册设备信息表，向所述边缘侧服务器发布注册消息。

进一步地，所述云服务器向所述边缘侧服务器发布注册消息之前，还包括：

所述云服务器接收录入的端侧设备的信息，进行端侧设备注册。

进一步地，所述云服务器接收录入的端侧设备的信息，进行端侧设备注册包括：

所述云服务器将所述端侧设备的信息存入云侧数据库中的待注册设备信息表，向所述边缘侧服务器发布注册消息，所述注册信息包括所述端侧设备的信息；

所述边缘侧服务器接收所述注册信息，写入边侧数据库，向所述云服务器发送注册完成通知；

所述云服务器接收所述注册完成通知，将所述端侧设备的信息写入边侧据库中的注册设备信息表，同时从所述云侧数据库中的待注册设备信息表中删除所述端侧设备信息。

进一步地，所述边缘侧服务器接收已注册端侧设备发送的登录请求，与所述端侧设备建立通信包括：

所述边缘侧服务器接收已注册端侧设备发送的登录请求，通过所述边侧注册设备信息表对所述登录请求进行认证，若认证通过，则与所述端侧设备建立通信；所述登录请求包括所述设备进行注册获取的登录密钥。

进一步地，对所述端侧设备的状态进行监测包括：

将所述端侧设备的数据发送至云端服务器。

进一步地，所述云服务器、所述边缘侧服务器、所述端侧设备通过MQTT协议进行通信。

在本公开的第二方面，提出了一种设备的注册***，包括：

云服务器、边缘侧服务器和端侧设备；

其中，所述云服务器包括云EMQ Broker、第一MQTT Client、web应用服务器和云侧数据库；

所述云EMQ Broker用于实现第一MQTT Client与边缘侧服务器间的通信；

所述第一MQTT Client用于处理所述web应用服务器和边缘侧服务器发送的数据；

所述web应用服务器用于处理前端页面的请求；

所述云侧数据库用于存储待注册设备信息表；

所述边缘侧服务器包括边缘EMQ Broker、边缘MQTT Client、第二MQTT Client和边侧数据库；

所述边缘EMQ Broker用于实现边缘MQTT Client与端侧设备间的通信；

所述边缘MQTT Client用于接收处理端侧设备发送的数据；

所述第二MQTT Client用于和所述云服务器进行数据传输；

所述边侧数据库用于存储注册设备信息表。

进一步地，所述第一MQTT Client具体用于：

接收所述Web服务器发送的端侧设备信息，并将所述端侧设备信息存入所述云侧数据库中的待注册设备信息表，同时将所述端侧设备信息发送至所述第二MQTT Client；

接收所述第二MQTT Client发送的注册完成通知，将所述端侧设备信息写入云侧数据库中的注册设备信息表，同时从所述边侧数据库中的待注册设备信息表中删除所述端侧设备信息，向所述Web服务器发送注册完成通知。

进一步地，所述第二MQTT Client具体用于：

接收所述第一MQTT Client发送的端侧设备信息，从边侧数据库中的注册设备信息表中查询所述端侧设备是否已进行注册，若是，则向所述第一MQTT Client发送注册完成通知。

本申请实施例提供的设备的注册方法，通过边缘侧服务器接收边侧设备发送的上线通知，将所述边侧设备的上线通知发送至云服务器；所述上线通知包括所述边侧设备对应的端侧设备的信息；所述云服务器接收所述上线通知，并根据所述端侧设备的信息对端侧设备的状态进行检验，若状态为未注册，则向所述边缘侧服务器发布注册消息对未注册的端侧设备进行注册；所述边缘侧服务器接收端侧设备发送的登录请求，与所述端侧设备建立通信，向所述端侧设备发布数据和/或对所述端侧设备的状态进行监测，解决了由于网络或设备等原因导致的注册信息无法完整传递的问题，同时基于MQTT协议和EMQ Broker实现了认证和鉴权功能。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了根据本公开的实施例的一种设备的注册***的方框图；

图2示出了根据本公开的另一实施例的一种设备的注册***的方框图；

图3示出了根据本公开的实施例的一种设备的注册***的工作方法的流程图；

图4示出了根据本公开的实施例的一种设备的注册***的注册方法的流程图；

图5示出了根据本公开的实施例的一种设备的注册***的验证方法的流程图；

图6示出了根据本公开的实施例的一种设备的注册***的验证方法的流程图；

图7示出了能够实施本公开的实施例的示例性电子设备的方框图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“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，同时存在A和B，单独存在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”的关系。

实施例一：

图1示出了根据本公开实施例的设备的注册***100的方框图。如图1所示，包括：

云服务器110、边缘侧服务器120和端侧设备130；

可选地，云服务器110用于设备注册信息录入，信息下发(边缘侧服务器)等；

边缘侧服务器120用于管理端侧设备130，接收认证信息等，是云服务器110与端侧设备130之间和桥梁；

端侧设备130为边缘具体设备，不同类别的设备可实现不同的功能，如温度传感器、摄像头等。

实施例二：

如图2所示，示出了根据本公开另一实施例的设备的注册***200的方框图，所述云服务器110(云)包括云EMQ Broker、第一MQTT Client、web应用服务器和云侧数据库；

其中，所述云EMQ Broker为开源MQTT服务器，用于实现第一MQTT Client与边缘侧服务器间的通信；

所述第一MQTT Client是基于MQTT协议的客户端，用于处理所述web应用服务器和边缘侧服务器发送的数据；

所述web应用服务器用于处理前端页面的请求；

所述云侧数据库用于存储待注册设备信息表。

所述边缘侧服务器120(边)包括边缘EMQ Broker、边缘MQTT Client、第二MQTTClient和边侧数据库；

所述边缘EMQ Broker为开源MQTT服务器，具备认证、鉴权功能，所有连接至同一个边缘EMQ Broker的MQTT Client(具体端侧设备)之间可实现主题发布和订阅，还可用于实现边缘MQTT Client与端侧设备230间的通信；

所述边缘MQTT Client是基于MQTT协议的客户端，用于接收处理端侧设备发送的数据；

所述第二MQTT Client是基于MQTT协议的客户端，用于和所述云服务器进行数据传输；

所述边侧数据库用于存储注册设备信息表。

所述端侧设备130(端)为各种具体设备，每一个具体设备等同于一个MQTT Client(基于MQTT协议的客户端)，可连接至所述边缘EMQ Broker，向所述边缘EMQ Broker发布、订阅主题。

可选地，所述第一MQTT Client和第二MQTT Client通过所述服务器中的云EMQBroker进行数据通信。

以上是关于***实施例的介绍，以下通过方法实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。

实施例三：

图3示出了根据本公开的实施例的一种设备的注册***的工作方法300的流程图。如图3所示，方法300包括：

S310，边缘侧服务器接收边侧设备发送的上线通知，将所述边侧设备的上线通知发送至云服务器。

在本实施例中，边缘侧服务器、云服务器和/或边侧设备，可以通过有线方式或者无线连接的方式，建立通信。

可选地，在边侧设备中存有与该边侧设备对应的所有端侧设备的信息，所述端侧设备信息包括端侧设备的设备名称、设备标识(id)和/或软件版本等。

进一步地，所述端侧设备通常为不能直接与云服务器进行通信的设备。所述端侧设备包括温度传感器、摄像头等。

可选地，边侧设备上电、应用重启或断线重连后，向所述边缘侧服务器发送上线通知，边缘侧服务器接收边侧设备发送的上线通知，将所述边侧设备的上线通知发送至云服务器。

进一步地，所述上线通知包括所述边侧设备对应的端侧设备的信息。

S320，所述云服务器接收所述上线通知，并根据所述端侧设备的信息对端侧设备的状态进行检验，若状态为未注册，则向所述边缘侧服务器发布注册消息对未注册的端侧设备进行注册。

可选地，所述云服务器接收所述上线通知后，根据所述上线通知中端侧设备的信息对端侧设备的状态进行检验，即，判断所述端侧设备是否为已注册设备，若状态为未注册，则向所述边缘侧服务器发布注册消息对未注册的端侧设备进行注册，若状态为已注册则继续进行后续步骤(S330)。

可选地，所述云服务器将所述端侧设备的信息存入云侧数据库中的待注册设备信息表，向所述边缘侧服务器发布注册消息。

具体地，所述云服务器，根据所述上线通知，获取端侧设备的信息，对所述端侧设备的有效性(设备名称是否合法等)进行验证，判断所述端侧设备是否符合预设的注册规则，若符合，则对所述端侧设备进行注册，生成所述端侧设备的登录密钥，将所述密钥和所述端侧设备的信息写入边侧数据库中的注册设备信息表，同时，从所述云侧数据库中的待注册设备信息表中删除所述端侧设备的信息，将所述端侧设备的状态变更为已注册；若不符合，则向管理员(前端)返回注册失败信息，所述注册失败信息包括注册失败原因(例如设备名称不合法)。

可选地，所述预设的注册规则是根据实际应用场景进行预先设置的，例如根据需求要求设备的名称只能包含字母，则设备名称中包含数字的设备均不能进行注册。

可选地，所述云服务器也可直接对录入的端侧设备的信息进行直接注册。即，开始时不进行端侧设备的注册，当边侧设备(与其对应的端侧)上线后，对所述端侧设备进行状态查询时，若所述端侧设备未注册，则执行上述的注册步骤。

具体地，所述云服务器对录入的端侧设备进行有效性验证，所述有效性验证包括对所述设备的注册状态、设备名称是否合法等进行验证，若验证通过，则将所述端侧设备的信息存入云侧数据库中的待注册设备信息表，向所述边缘侧服务器发布注册消息，所述注册信息包括所述端侧设备的信息；

所述边缘侧服务器接收所述注册信息，写入边侧数据库，向所述云服务器发送注册完成通知；

所述云服务器接收所述注册完成通知，将所述端侧设备的信息写入边侧据库中的注册设备信息表，同时从所述云侧数据库中的待注册设备信息表中删除所述端侧设备信息，将所述设备状态更新为已注册。

可选地，所述录入的端侧设备的信息，可以是通过管理员录入的，也可以是通过与其连接的电子设备发送的，还可以为本地预先存储的。

可选地，上述步骤中的密钥均包括device_id和device_secret，即设备的id和登录密码。

S330，所述边缘侧服务器接收已注册端侧设备发送的登录请求，与所述端侧设备建立通信，向所述端侧设备发布数据和/或对所述端侧设备的状态进行监测。

可选地，所述边缘侧服务器接收端侧设备发送的登录请求，所述发送登录请求的端侧设备均为已注册设备，所述登录请求包括该端侧设备的密钥，接收到所述登录请求后，通过边侧注册设备信息表，对所述登录请求中的密钥进行验证，若验证通过，则与所述端侧设备建立通信。

可选地，建立通信后，所述边缘侧服务器，接收所述端侧设备发布或订阅的消息主题，对所述发布或订阅的消息主题进行验证，判断所述主题是否符合预设的发布或订阅规则，若符合，则向所述端侧设备发送审核通过信息，所述端侧设备接收到所述审核通过信息后，可发布或订阅相关主题：若不符合，则返回审核未通过信息或不发送任何信息，所述端侧设备接收到所述审核未通过信息或未接收到任何反馈信息时，不可发布或订阅相关主题。

可选地，建立通信后，所述边缘侧服务器可对所述端侧设备的状态和/或功能进行监测，及时了解端侧设备的运行状态。

进一步地，为了更好的对端侧设备进行监管，所述边缘侧服务器也可将所述端侧设备的状态信息发送至云服务器，由所述云服务器对所述端侧设备进行监管。

实施例四：

本实施例公开了一种设备的注册***200的注册方法400。如图4所示，方法400包括：

S410，由Web服务器对录入的端侧设备信息进行验证，若验证通过，则生成所述端侧设备的密钥，同时将包括所述端侧设备登录密钥的端侧设备信息发送至所述服务器中的第一MQTT Client；

S420，所述第一MQTT Client接收所述Web服务器发送的端侧设备信息，并将所述端侧设备信息存入云侧数据库中的待注册设备信息表，同时将所述端侧设备信息发送至所述边侧服务器中的第二MQTT Client；

S430，所述第二MQTT Client接收到所述端侧设备信息后，从边侧数据库中的注册设备信息表中查询所述端侧设备是否已进行注册，若是，则向所述第一MQTT Client发送注册完成通知；

S440，所述第一MQTT Client接收所述注册完成通知，将所述端侧设备信息写入云侧数据库中的注册设备信息表，同时从所述边侧数据库中的待注册设备信息表中删除所述端侧设备信息，向所述Web服务器发送注册完成通知；

S450，所述Web服务器接收所述第一MQTT Client发送的注册完成通知，并将所述设备状态更新为已注册。

实施例五：

本实施例公开了一种设备的注册***200的验证方法500。如图5所示，所述方法500包括：

S510，边侧设备上电、应用重启或断线重连后，所述边侧服务器中的第二MQTTClient接收边侧设备的上线通知，并将所述边侧设备的上线通知发送至所述服务器中的第一MQTT Client。

S520，所述服务器中的第一MQTT Client接收所述边侧服务器中的第二MQTTClient发送的边侧设备的上线通知，根据所述边侧设备上限通知，查询所述边侧设备对应的端侧设备状态，若状态为未注册，则向所述第二MQTT Client重新发布注册消息。

S530，所述边侧服务器中的边缘EMQ Broker接收已注册端侧设备发送的登录请求，通过所述边侧注册设备信息表对所述登录请求进行认证，若认证通过则和所述端侧设备进行连接；所述登录请求包括设备的密钥。

S540，当所述边缘侧服务器和所述端侧设备建立连接后，所述边缘EMQ Broker接收所述端侧设备发送的消息主题，并对所述消息主题进行验证，若验证通过，则向所述端侧设备发送主题验证通过信息，所述端侧设备接收到所述验证通过信息后，可发布或订阅相应的主题。

实施例六：

本实施例公开了一种设备的注册***200的监测方法600。如图6所示，方法600包括：

S610，通过边缘MQTT Client和云MQTT Client 2对所述端侧设备进行监测。

其中，所述边缘MQTT Client用于向具体设备(建立连接的端侧设备)发布数据，监测设备的状态。

进一步地，边缘MQTT Client和云MQTT Client 2可共享内存，即，云MQTT Client2可将边缘MQTT Client获取的监测数据发送至云服务器，由云服务器对所述端侧设备进行监测。

根据本公开的实施例，实现了以下技术效果：

本公开采用云-边-端的架构进行设备的注册，即，云服务器-边缘侧服务器(边侧服务器)-端侧设备的架构。在该架构下，设备注册信息由云服务器管理，边缘侧服务器为云服务器和端侧设备进行数据的中转，能够确保云服务器的数据被完整下发至边缘侧服务器。解决了由于网络或设备等原因导致的注册信息无法完整传递的问题，同时基于MQTT协议和EMQ Broker实现了认证和鉴权功能，能够高效稳定的为端侧设备的连接提供认证信息。

需要说明的是，为了减少物联网设备的计算存储资源占用，本公开中可使用文本文件代替边缘侧服务器中的数据库。同时，本公开中的云服务器、边缘侧服务器和端侧设备均通过MQTT协议进行通信。

图7示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备700的示意性框图。如图所示，设备700包括中央处理单元(CPU)701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的计算机程序指令或者从存储单元708加载到随机访问存储器(RAM)703中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 703中，还可以存储设备700操作所需的各种程序和数据。CPU 701、ROM 702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。

设备700中的多个部件连接至I/O接口705，包括：输入单元706，例如键盘、鼠标等；输出单元707，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元708，例如磁盘、光盘等；以及通信单元709，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元709允许设备700通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理单元701执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法300、400、500、600。例如，在一些实施例中，方法300、400、500、600可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元708。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 702和/或通信单元709而被载入和/或安装到设备700上。当计算机程序加载到RAM703并由CPU 701执行时，可以执行上文描述的方法300、400、500、600的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU 701可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法300、400、500、600。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上***的***(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)等等。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体***、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (3)

1.一种设备的注册***，所述***包括：

云服务器、边缘侧服务器和端侧设备；

其中，所述云服务器包括云EMQ Broker、第一MQTT Client、web应用服务器和云侧数据库；

所述云EMQ Broker用于实现第一MQTT Client与边缘侧服务器间的通信；

所述第一MQTT Client用于处理所述web应用服务器和边缘侧服务器发送的数据；

所述web应用服务器用于处理前端页面的请求；

所述云侧数据库用于存储待注册设备信息表；

所述边缘侧服务器包括边缘EMQ Broker、边缘MQTT Client、第二MQTT Client和边侧数据库；

所述边缘EMQ Broker用于实现边缘MQTT Client与端侧设备间的通信；

所述边缘MQTT Client用于接收处理端侧设备发送的数据；

所述第二MQTT Client用于和所述云服务器进行数据传输；

所述边侧数据库用于存储注册设备信息表；

所述第二MQTT Client接收边侧设备发送的上线通知，将所述上线通知发送至所述第一MQTT Client；所述上线通知包括所述边侧设备对应的端侧设备的信息；其中，所述端侧设备为不能直接与所述云服务器进行通信的设备，所述上线通知为所述边侧设备在上电、应用重启或断线重连后，向所述边缘侧服务器发送的上线通知；

所述第一MQTT Client接收所述上线通知，并根据所述端侧设备的信息对端侧设备的状态进行检验，若状态为未注册，则向所述第二MQTT Client发布注册消息对未注册的端侧设备进行注册；

所述边缘EMQ Broker接收已注册端侧设备发送的登录请求，与所述端侧设备建立通信，所述第二MQTT Client向所述端侧设备发布数据和/或对所述端侧设备的状态进行监测。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第一MQTT Client具体用于：

接收所述Web应用服务器发送的端侧设备信息，并将所述端侧设备信息存入所述云侧数据库中的待注册设备信息表，同时将所述端侧设备信息发送至所述第二MQTT Client；

接收所述第二MQTT Client发送的注册完成通知，将所述端侧设备信息写入云侧数据库中的注册设备信息表，同时从所述边侧数据库中的待注册设备信息表中删除所述端侧设备信息，向所述Web应用服务器发送注册完成通知。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述第二MQTT Client具体用于：

接收所述第一MQTT Client发送的端侧设备信息，从边侧数据库中的注册设备信息表中查询所述端侧设备是否已进行注册，若是，则向所述第一MQTT Client发送注册完成通知。