CN118283068A - 物联网***及微服务集群 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种物联网***及微服务集群，通过同一个网关拉取目标设备上的设备信息，实现一对多的数据采集，无需进行大量编码，节约了服务器的内存消耗。该***包括：物联网平台，网关，以及连接物联网平台与网关的消息策略遥测传输服务器；网关，用于拉取目标设备的设备信息，并通过消息策略遥测传输服务器将设备信息发送给物联网平台；物联网平台，用于根据设备信息创建物模型，将物模型与目标设备的标识信息进行绑定，以便于上层***获取物模型。本公开中通过网关主动拉取目标设备的设备信息，实现一对多的数据采集，物联网平台根据设备信息创建物模型，实现协议转换，将物模型与标识信息进行绑定，便于上层***获取目标设备的物模型。

Description

物联网***及微服务集群

技术领域

本公开涉及物联网技术领域，具体地，涉及一种物联网***及微服务集群。

背景技术

现有的物联网通信过程主要通过指定通信协议将数据采集到网关中，网关对数据进行协议转换，从而向不同平台或***提供数据。

但随着物联网技术的发展，网关在与不同设备进行通信时，需考虑到各设备的通信协议，而每一种通信协议都需要启动一个对应的网关进行协议转换，才能向不同平台或***提供数据，增加了大量的编码任务，且增加了对服务器内存性能的要求。

发明内容

本公开的目的是提供一种物联网***及微服务集群设备，通过同一个网关拉取目标设备上的设备信息，实现一对多的数据采集，无需进行大量编码，节约了服务器的内存消耗。

为了实现上述目的，第一方面，本公开提供一种物联网***，所述***包括：物联网平台，网关，以及连接所述物联网平台与所述网关的消息策略遥测传输服务器；

所述网关，用于拉取目标设备的设备信息，并通过所述消息策略遥测传输服务器将所述设备信息发送给所述物联网平台；

所述物联网平台，用于根据所述设备信息创建物模型，将所述物模型与所述目标设备的标识信息进行绑定，以便于上层***获取所述物模型。

可选地，所述网关包括对应所述目标设备的监控平台，所述监控平台用于拉取所述目标设备的设备信息，并将以键值对的形式存储在非关系型数据库中的所述标识信息作为所述设备信息的索引。

可选地，所述监控平台外设有网络代理接口，所述监控平台用于根据所述标识信息通过所述网络代理接口拉取所述目标设备推送的设备信息。

可选地，所述物联网***还包括分布式定时调度器，所述分布式定时调度器与所述网关通信连接；

所述分布式定时调度器用于控制所述监控平台根据所述标识信息以预设频率轮询所述网络代理接口，拉取所述目标设备推送的设备信息。

可选地，所述监控平台还用于将所述设备信息以目标协议格式发送给所述消息策略遥测传输服务器，以使所述消息策略遥测传输服务器将所述设备信息发送给所述物联网平台。

可选地，所述物联网平台还用于将所述物模型存储到分布式存储数据库，并对所述物模型进行数据持久化处理。

可选地，所述监控平台设置有可视化界面，所述可视化界面用于显示所述目标设备推送的设备信息以及标识信息。

可选地，所述监控平台包括开源监控***和/或分布式监控***。

可选地，所述监控平台上部署有多个实例。

第二方面，本公开提供一种微服务集群，包括第一方面所述的物联网***。

通过上述技术方案，本公开中通过网关主动拉取目标设备的设备信息，实现一对多的数据采集，物联网平台根据设备信息创建物模型，实现协议转换，将物模型与标识信息进行绑定，便于上层***获取目标设备的物模型。在增加设备或兼容新通讯协议时，无需开发新的网关，提高了当前网关的协议容量，降低了物联网***的升级维护风险以及运维难度。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开示例性实施例示出的一种物联网***的架构图；

图2是根据本公开示例性实施例示出的现有物联网网关的架构图；

图3是根据本公开示例性实施例示出的现有物联网网关的流程图；

图4是根据本公开示例性实施例示出的一种物联网***的网关结构图；

图5是根据本公开示例性实施例示出的一种物联网***的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

需要说明的是，本公开中所有获取信号、信息或数据的动作都是在遵照所在地国家相应的数据保护法规政策的前提下，并获得由相应装置所有者给予授权的情况下进行的。

正如背景技术所言，如图2所示，现有技术中是根据不同通信协议先将设备数据收集到智能网关，其中通信协议包括串口通信和现场总线通信等，网关的网络层进行数据处理和协议转换再将数据发送到应用层。如图3所示，通过网关内置程序与设备终端进行数据交互，从而获取终端设备的数据，再通过http接口建立物模型，最终通过消息策略遥测传输(MQTT)协议与云平台端进行数据交互。通过利用网关进行中转数据，可同时满足不同设备多种通信协议的要求，具有很好的兼容性，建立物模型从而统一数据格式，使得数据更加通用。

但随着物联网技术的发展，物联网平台以及各种调度***、监控***的功能越发丰富，现有物联网的网关在研发初期就需要考虑各种设备的通信协议，如ModbusTCP(工业互联网协议)、SNMP(简单网络管理协议)、MQTT、OPCUA(一种设备与软件交互标准)等，每一种通信协议都至少需要启动一个网关，每引入一种新的通信协议都需要开发一个新的网关微服务，为了保证稳定性，每个微服务又需要启动多个实例，大大增加了对服务器内存性能浪费，且在未来设备厂商进行更换或者增添新设备类型时，若涉及到新的通信协议，需更新维护网关服务器进行相应的版本升级以及维护等。

有鉴于此，本公开提供一种物联网***及微服务集群，通过同一个网关拉取目标设备上的设备信息，实现一对多的数据采集，无需在研发初期进行大量编码，节约了服务器的内存消耗，节省了研发成本。

图1是根据本公开示例性实施例示出的一种物联网***的架构图，参见图1，该***包括：物联网平台，网关，以及连接所述物联网平台与所述网关的消息策略遥测传输服务器；

网关，用于拉取目标设备的设备信息，并通过消息策略遥测传输服务器(MQTT)将设备信息发送给物联网平台；

物联网平台，用于根据设备信息创建物模型，将物模型与目标设备的标识信息进行绑定，以便于上层***获取目标设备的物模型。

其中，目标设备包括传感器、车载装置、移动终端等。

具体的，在需获取设备信息的设备数量较小的情况下，可将监控脚本部署在需获取设备信息的目标设备中，监控脚本自动将目标设备中的设备信息通过目标格式推送到网关中；在需获取设备信息的设备数量较大的情况下，网关采用微服务框架，实现随时动态扩展新的通信协议，网关拉取各设备的设备信息，从而实现对目标设备中的设备信息进行收集以及上报。

具体的，监控脚本包括基于go语言进行编写的脚本，该监控脚本内容简洁，编写过程迅速，且性能消耗低。

具体的，网关可同时拉取多个设备的设备信息，实现一种网关对应多种通信协议的数据采集。

具体的，物模型是物理空间中的目标设备在云端的数字化表示，从属性、服务和事件三个维度，分别描述了目标设备是什么、能做什么、可以对外提供哪些信息，定义了物模型的这三个维度，即完成了产品功能的定义。

本公开可通过同一网关主动拉取各设备上的设备信息，实现一对多的数据采集，也可通过设备上的监控脚本将设备进行推送到同一网关中，实现多对一的数据采集，减小了代码开发量，提高了网关的协议兼容性，节约了服务器的内存消耗，网关通过MQTT将设备信息发送给物联网平台；物联网平台根据设备信息创建物模型，完成了对目标设备功能的定义，实现了对目标设备的功能开发，实现对设备信息的格式统一，便于上层***对设备信息的读取，使得与目标设备的通信方式更加多样化，在任意设备出现问题时可方便快捷的进行排查，整个过程风险可控，使得整个物联网***开发灵活，运维简易。

为了便于本领域技术人员更加理解本公开提供的物联网***，下面对上述物联网***涉及的组件进行详细举例说明。

在一可行的实施例中，网关包括对应目标设备的监控平台，监控平台用于拉取目标设备的设备信息，并将以键值对的形式存储在非关系型数据库(Redis)中的标识信息作为设备信息的索引。

具体的，标识信息与设备信息唯一对应，标识信息包括目标设备的ID信息。

具体的，监控脚本主动将设备信息推送到监控平台，或者所述监控平台根据目标设备的标识信息主动拉取设备信息。

本公开中监控平台以键值对的形式将标识信息存储在Redis中，可实现远程字典服务，加快了监控平台读取设备信息的速度，缩短了监控平台拉取设备信息的时间；且Redis可周期性的将更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入最佳的记录文件中，实现数据的同步，便于物联网平台通过订阅相关频道来接收网关通过MQTT发送的对应目标设备的所有设备信息。

在一可行的实施例中，监控平台外设有网络代理接口(HTTP API)，监控平台用于根据标识信息通过网络代理接口拉取目标设备推送的设备信息。

具体的，目标设备中的监控脚本将设备信息推送到HTTP API上，导致HTTP API中包含大量目标设备的冗余信息，因此监控平台需根据标识信息从HTTP API主动拉取设备信息，实现对设备信息的快速读取。

在一可行的实施例中，物联网***还包括分布式定时调度器(XXL JOB)，分布式定时调度器与网关通信连接；

分布式定时调度器用于控制监控平台根据标识信息以预设频率轮询网络代理接口，拉取目标设备推送的设备信息。

具体的，XXL JOB设定定时任务，以控制监控平台以预设频率轮询HTTP API，拉取设备信息。

其中，定时任务可根据监控平台的监控需求进行预设，也可以根据物联网平台的读取需求进行预设。

举例说明，定时任务为30s进行一次轮询的情况下，XXL JOB控制监控平台每间隔30s便根据目标设备的ID信息轮询HTTP API，拉取目标设备的设备信息。

在一可行的实施例中，监控平台还用于将设备信息以目标协议格式发送给消息策略遥测传输服务器，以使消息策略遥测传输服务器将设备信息发送给物联网平台。

其中，目标协议格式包括MQTT协议格式。

举例说明，监控平台将设备信息以MQTT协议格式发送给MQTT，以使MQTT将设备信息发送给物联网平台。

在一可行的实施例中，物联网平台还用于将物模型存储到分布式存储数据库(MongoDB)，并对物模型进行数据持久化处理。

具体的，MongoDB采用可扩展的***结构，可利用多台存储服务器分担存储负荷，还可利用位置服务器定位存储信息，从而提高了物联网***的可靠性、可用性和存取效率，且易于扩展。

具体的，对物模型进行数据持久化处理，使得在物模型被修改或更新过程中，进去更改配置文件，无需重写程序代发，提高了物模型的业务逻辑可读性，且实现了自动优化，减少了对MongoDB的访问量，提高了物模型的运行效率。

在一可行的实施例中，监控平台设置有可视化界面，可视化界面用于显示目标设备推送的设备信息以及标识信息。

具体的，可视化界面包括触摸屏。

本公开中通过可视化界面对设备信息以及标识信息进行显示，便于运维人员通过可视化界面查看与目标设备的数据交互，且在目标设备发生故障无法进行数据交互时，运维人员可通过可视化界面快速排查出目标设备，简化了运维人员的工作量。

在一可行的实施例中，参照图4，监控平台包括开源监控***和/或分布式监控***。

具体的，开源监控***包括Prometheus、Garafana，分布式监控***包括Zabbix。

具体的，参照图4，各监控平台分别外设有专属的HTTP API，以便于监控平台拉取HTTP API中的设备信息。

其中，Prometheus具有以下特点：

(1)是一个多维度数据模型。

其中，时序数据是由指标名字和kv(key-value-store，kv存储机制)结构的维度定义。

(2)具有灵活的查询语言。

例如，PromQL(Prometheus Query Language)。

(3)不依赖分布式存储。

其中，每个服务器是一个自治的节点。

(4)通过HTTP拉取收集时序数据，同时提供push gateway供用户主动推送数据，主要用于短生命周期的任务。

(5)通过静态配置或服务发现来发现目标对象。

(6)支持多种多样的出图和展示方式。

例如自带的Web UI和Grafana等。

其中，Grafana是一个监控绘图程序，也是一个可视化面板(Dashboard)，支持多种数据源(例如Graphite、Zabbix、InfluxDB、Prometheus和OpenTSDB作为数据源)和灵活丰富的Dashboard配置选项(例如：可以把多个实例的相同采集项配置在一个展示框里)，使用方便，学习成本低。

(7)支持水平扩容。

其中，Zabbix具有以下特点：

(1)支持多语言。

(2)免费开源。

(3)自动发现服务器与网络设备。

(4)分布式监视以及WEB集中管理功能。

(5)不依赖于agent监控软件，实现监视。

(6)用户安全认证和柔软的授权方式。

(7)通过WEB界面设置或查看监视结果。

(8)告警通知。

例如：微信、QQ、Email等发送消息，打电话等。

(9)无限数据预处理。

在一可行的实施例中，参见图4，监控平台上部署有多个实例。

本公开通过在监控平台上部署多个实例，从而应对多线程、高并发场景。

举例说明，参见图5，目标设备推送设备信息值网络代理接口；分布式定时调度器控制网关中的监控平台根据预设频率拉取对应的网络代理接口中的设备信息，并将以键值对的形式存储在非关系型数据库中的标识信息作为设备信息的索引，并通过消息策略遥测传输服务器将设备信息发送给物联网平台；物联网平台根据设备信息创建物模型，将物模型与标识信息进行绑定，将物模型存储到分布式存储数据库，并对物模型进行数据持久化处理；上层***从物联网平台中获取物模型。

基于同一发明构思，本公开还提供一种微服务集群，包括上述的物联网***。

本公开可通过同一网关主动拉取各设备上的设备信息，实现一对多的数据采集，也可通过设备上的监控脚本将设备进行推送到同一网关中，实现多对一的数据采集，减小了代码开发量，提高了网关的协议兼容性，节约了服务器的内存消耗，网关通过MQTT将设备信息发送给物联网平台；物联网平台根据设备信息创建物模型，完成了对目标设备功能的定义，实现了对目标设备的功能开发，实现对设备信息的格式统一，便于上层***对设备信息的读取，使得与目标设备的通信方式更加多样化，在任意设备出现问题时可方便快捷的进行排查，整个过程风险可控，使得整个物联网***开发灵活，运维简易。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种物联网***，其特征在于，所述***包括：物联网平台，网关，以及连接所述物联网平台与所述网关的消息策略遥测传输服务器；

所述网关，用于拉取目标设备的设备信息，并通过所述消息策略遥测传输服务器将所述设备信息发送给所述物联网平台；

所述物联网平台，用于根据所述设备信息创建物模型，将所述物模型与预存的所述目标设备的标识信息进行绑定，以便于上层***获取所述目标设备的所述物模型。

2.根据权利要求1所述的物联网***，其特征在于，所述网关包括对应所述目标设备的监控平台，所述监控平台用于拉取所述目标设备的设备信息，并将以键值对的形式存储在非关系型数据库中的所述标识信息作为所述设备信息的索引。

3.根据权利要求2所述的物联网***，其特征在于，所述监控平台外设有网络代理接口，所述监控平台用于根据所述标识信息通过所述网络代理接口拉取所述目标设备推送的设备信息。

4.根据权利要求3所述的物联网***，其特征在于，所述物联网***还包括分布式定时调度器，所述分布式定时调度器与所述网关通信连接；

所述分布式定时调度器用于控制所述监控平台根据所述标识信息以预设频率轮询所述网络代理接口，拉取所述目标设备推送的设备信息。

5.根据权利要求3所述的物联网***，其特征在于，所述监控平台还用于将所述设备信息以目标协议格式发送给所述消息策略遥测传输服务器，以使所述消息策略遥测传输服务器将所述设备信息发送给所述物联网平台。

6.根据权利要求1所述的物联网***，其特征在于，所述物联网平台还用于将所述物模型存储到分布式存储数据库，并对所述物模型进行数据持久化处理。

7.根据权利要求2所述的物联网***，其特征在于，所述监控平台设置有可视化界面，所述可视化界面用于显示所述目标设备推送的设备信息以及标识信息。

8.根据权利要求2所述的物联网***，其特征在于，所述监控平台包括开源监控***和/或分布式监控***。

9.根据权利要求8所述的物联网***，其特征在于，所述监控平台上部署有多个实例。

10.一种微服务集群，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的物联网***。