CN114500669A - 基于物联网的实时通信方法及***、存储介质、电子设备 - Google Patents

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刘玉明
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Abstract

本发明涉及通信技术领域,尤指一种基于物联网的实时通信方法及***、存储介质、电子设备。基于物联网的实时通信方法,包括以下步骤:步骤1、物联网终端请求连接数据中心,若连接成功,则发送身份标识信息至数据中心;步骤2、数据中心校验所述身份标识信息,若校验通过则回应所述物联网终端并建立连接;步骤3、物联网终端与所述数据中心进行数据订阅交互,通过数据压缩算法处理待发送的全量数据,周期传送已压缩的全量数据;其中,所述物联网终端与数据中心通过TCP/IP协议连接。本发明用于物联网终端与数据中心之间的实时数据交换,并且能在保障实时性的同时节省流量。

Description

基于物联网的实时通信方法及***、存储介质、电子设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤指一种基于物联网的实时通信方法及***、存储介质、电子设备。
背景技术
在电表、水表等能源管控***的应用场景中,由于涉及控制操作,通常需要较高的实时性,并且由于数量众多,对流量的限制就特别严格。
然而,在现有的物联网通信场景中,一般使用HTTP、MQTT、DDS等公开的通信协议,例如HTTP适合仅需数据查阅功能,不支持控制;MQTT支持双向通信,但是实时性难以保证;DDS实时性高,但是难以满足对流量要求非常严格的场景。
发明内容
为解决上述问题,本发明的主要目的在于提供一种基于物联网的实时通信方法及***、存储介质、电子设备,其用于物联网终端与数据中心之间的实时数据交换,并且能在保障实时性的同时节省流量。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种基于物联网的实时通信方法,包括以下步骤:
步骤1、物联网终端请求连接数据中心,若连接成功,则发送身份标识信息至数据中心;
步骤2、数据中心校验所述身份标识信息,若校验通过则回应所述物联网终端并建立连接;
步骤3、物联网终端与所述数据中心进行数据订阅交互,通过数据压缩算法处理待发送的全量数据,周期传送已压缩的全量数据;
其中,
所述物联网终端与数据中心通过TCP/IP协议连接。
进一步,在所述步骤1中,若连接失败,则间隔时间T1后重试。
进一步,在所述步骤2中,若校验不通过则断开连接,则间隔时间T2后物联网终端重试请求连接数据中心。
进一步,所述基于物联网的实时通信方法包括以下步骤:
物联网终端与所述数据中心建立连接后,若链路上超过时间T3没有任何数据,则定时向数据中心发送心跳验证包;在向数据中心发送心跳验证包之后,若没有收到正确的响应消息,则间隔时间T4再发一次,若连续N次没有收到响应消息则断开连接。
进一步,在所述步骤3中,物联网终端在收到数据订阅指令之前,每间隔时间T5发送一次上线通知,以提醒数据中心进行订阅处理。
进一步,在所述步骤3中,所述全量数据发送后,若没有得到确认,则间隔时间T6后重试;若得到确认,则发送之前积攒的未发送数据包。
进一步,所述数据压缩算法采用zlib压缩算法。
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,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行如以上所述的基于物联网的实时通信方法。
本发明还提供一种电子设备,其特征在于包括:处理器、存储器、以及程序,其中所述程序被存储在所述存储器中,并且被配置成由处理器执行,所述程序包括用于执行如以上所述的基于物联网的实时通信方法。
本发明还提供一种基于物联网的实时通信***,其特征在于:包括如以上所述的基于物联网的实时通信方法。
本发明的有益效果在于:
本发明包括:步骤1、物联网终端请求连接数据中心,若连接成功,则发送身份标识信息至数据中心;步骤2、数据中心校验所述身份标识信息,若校验通过则回应所述物联网终端并建立连接;步骤3、物联网终端与所述数据中心进行数据订阅交互,通过数据压缩算法处理待发送的全量数据,周期传送已压缩的全量数据;所述物联网终端与数据中心的连接采用TCP/IP协议连接,数据中心作为TCP服务端,与物联网终端保持长连接,保障双向指令的实时性;同时,将全量数据通过数据压缩算法进行压缩处理,可以节省数据传输时消耗的流量。
附图说明
图1是本发明所述基于物联网的实时通信方法的流程图。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种基于物联网的实时通信方法,请参阅图1所示,包括以下步骤:
步骤1、物联网终端请求连接数据中心,若连接成功,则发送身份标识信息至数据中心;
步骤2、数据中心校验所述身份标识信息,若校验通过则回应所述物联网终端并建立连接;
步骤3、物联网终端与所述数据中心进行数据订阅交互,通过数据压缩算法处理待发送的全量数据,周期传送已压缩的全量数据;
其中,
所述物联网终端与数据中心通过TCP/IP协议连接;
在上述方案中,所述物联网终端与数据中心的连接采用TCP/IP协议连接,数据中心作为TCP服务端,与物联网终端保持长连接,保障双向指令的实时性;同时,将全量数据通过数据压缩算法进行压缩处理,可以节省数据传输时消耗的流量。
需要强调的是,当物联网终端或数据中心因维护升级或其他原因需要断开连接时,直接断开tcp连接即可,双方将会重新进入连接流程。
进一步地,在所述步骤1中,若连接失败,则间隔时间T1后重试;
在上述实施例中,物联网终端开机后,立即尝试连接数据中心,如果连接失败,则固定时间间隔1分钟反复重试。假设一直无法成功连接数据中心,按照每次连接尝试消耗60个字节估算,31天预估最多消耗2.5M的流量,非常的节省流量。
进一步地,在所述步骤2中,若校验不通过则断开连接,则间隔时间T2后物联网终端重试请求连接数据中心;
在上述实施例中,时间T2为5分钟,假设一直无法验证成功,按照每次连接及校验消耗120个字节,31天预估最多消耗1M的流量,非常的节省流量。
进一步地,所述基于物联网的实时通信方法包括以下步骤:
物联网终端与所述数据中心建立连接后,若链路上超过时间T3没有任何数据,则定时向数据中心发送心跳验证包;在向数据中心发送心跳验证包之后,若没有收到正确的响应消息,则间隔时间T4再发一次,若连续N次没有收到响应消息则断开连接;
在上述实施例中,时间T3为5分钟,时间T4为1分钟,N为3;即:
当链路上超过5分钟没有任何数据时,物联网终端立即发送一个心跳验证包,如果没有收到正确的响应消息,则间隔1分钟再发,连续3次没有收到响应时断开连接,重新进入连接流程。数据中心判断连续8分钟没有收到任何消息时直接断开连接即可。
进一步地,在所述步骤3中,物联网终端在收到数据订阅指令之前,每间隔时间T5发送一次上线通知,以提醒数据中心进行订阅处理;
在上述实施例中,时间T5为5分钟,需要说明的是:
连接建立成功之后,数据中心需要对物联网终端进行数据订阅后,双方才会进入正式的数据通信流程;物联网终端在收到数据订阅指令之前,每5分钟一次发送上线通知,用于提醒数据中心进行订阅处理。
进一步地,在所述步骤3中,所述全量数据发送后,若没有得到确认,则间隔时间T6(时间T6为5分钟)后重试;若得到确认,则发送之前积攒的未发送数据包。
本申请的上线通知及周期传输需要严格执行如下时间处理:
收到数据订阅指令之前,固定间隔5分钟发送一次上线通知;
连续15分钟未收到订阅指令时,断开连接;
在收到订阅指令的情况下,固定5分钟发送1包全量数据,每次发送最新的一包;
全量数据发送后,如果20秒内没有得到确认,则间隔5分钟后重试;
全量数据发送后,如果20秒内得到确认,则每间隔20秒发送之间积攒的未发送数据包;
综上,如果通信中断1天,则理想情况下需要4小时左右完成数据的续传。
进一步地,所述数据压缩算法采用zlib压缩算法,需要说明的是,在通信过程中,比较消耗流量的指令主要包括全量数据包、变化数据包、配置明细包、历史数据包等。为了提高通信包的兼容性,数据格式统一采用json的形式,使用zlib压缩算法达到进一步节省流量的目的。每个数据主要包括值、品质、刷新时间等信息,经过测试发送100个数据点进占用1K左右,非常节省流量,按照每5分钟一包估算,31天下来全量数据包共占用9M左右的流量。
本发明所述基于物联网的实时通信方法在通信过程中的其它指令(例如请求配置版本、请求配置明细、控制命令、请求离线数据等),由于是tcp的长连接状态,因此可以在收到指令后立即响应。
对以上指令进一步描述如下:
(1)请求配置
请求配置用于在线获取物联网终端设备的配置详情,通信过程如下:
数据中心请求物联网终端的配置版本;
获取到物联网终端的配置版本之后,与本地的缓存版本做对比,
如果发现与本地的缓存版本不一致,则数据中心进一步请求物联网终端的配置明细;
获取到配置明细之后,将配置信息重新缓存到本地,用于业务***处理。
(2)控制命令
控制命令用于对物联网终端设备进行控制操作,例如控制一个智能灯具的开关、调节一个智能空调的温度等,通信过程如下:
数据中心发送控制命令至物联网终端,
物联网终端收到命令后立即执行处理,并将处理结果反馈给数据中心;
由于本发明的通信方法是tcp长连接模式,使得控制命令可以进行毫秒级响应。
(3)请求离线数据
当物联网终端设备掉线一段时间后,通常会在其本地缓存掉线期间的一些状态数据,请求离线数据用于在通信恢复后,续传掉线期间的缓存数据,保障数据的连续性;其通信过程如下:
数据中心发送请求离线数据请求,
物联网终端收到命令后将所请求的离线数据返回。
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,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行如以上所述的基于物联网的实时通信方法。
本发明还提供一种电子设备,其特征在于包括:处理器、存储器、以及程序,其中所述程序被存储在所述存储器中,并且被配置成由处理器执行,所述程序包括用于执行如以上所述的基于物联网的实时通信方法。
本发明还提供一种基于物联网的实时通信***,其特征在于:包括如以上所述的基于物联网的实时通信方法。
以上,仅为本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制;凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明;但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化,均为本发明的等效实施例;同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等,均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的实时通信方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、物联网终端请求连接数据中心,若连接成功,则发送身份标识信息至数据中心;
步骤2、数据中心校验所述身份标识信息,若校验通过则回应所述物联网终端并建立连接;
步骤3、物联网终端与所述数据中心进行数据订阅交互,通过数据压缩算法处理待发送的全量数据,周期传送已压缩的全量数据;
其中,
所述物联网终端与数据中心通过TCP/IP协议连接。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的实时通信方法,其特征在于:在所述步骤1中,若连接失败,则间隔时间T1后重试。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的实时通信方法,其特征在于:在所述步骤2中,若校验不通过则断开连接,则间隔时间T2后物联网终端重试请求连接数据中心。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的实时通信方法,其特征在于:包括以下步骤:
物联网终端与所述数据中心建立连接后,若链路上超过时间T3没有任何数据,则定时向数据中心发送心跳验证包;在向数据中心发送心跳验证包之后,若没有收到正确的响应消息,则间隔时间T4再发一次,若连续N次没有收到响应消息则断开连接。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的实时通信方法,其特征在于:
在所述步骤3中,物联网终端在收到数据订阅指令之前,每间隔时间T5发送一次上线通知,以提醒数据中心进行订阅处理。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的实时通信方法,其特征在于:
在所述步骤3中,所述全量数据发送后,若没有得到确认,则间隔时间T6后重试;若得到确认,则发送之前积攒的未发送数据包。
7.根据权利要求1所述的基于物联网的实时通信方法,其特征在于:所述数据压缩算法采用zlib压缩算法。
8.一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:所述计算机程序被处理器执行如权利要求1-7任一项所述的基于物联网的实时通信方法。
9.一种电子设备,其特征在于包括:处理器、存储器、以及程序,其中所述程序被存储在所述存储器中,并且被配置成由处理器执行,所述程序包括用于执行如权利要求1-7任一项所述的基于物联网的实时通信方法。
10.一种基于物联网的实时通信***,其特征在于:包括如权利要求1-7任一项所述的基于物联网的实时通信方法。
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