TW201445327A - 物聯網雲端中介系統 - Google Patents

Abstract

一種物聯網雲端中介系統，包含物聯網層，其包含複數個物聯網裝置，雲端層，其包含資料庫，提供物聯網裝置產生資料之存取，第一中介層，與物聯網裝置進行通訊，並將由物聯網裝置取得之資料傳送到第二中介層進行處理，第二中介層，其包含靜態模組及動態模組，靜態模組監控物聯網裝置之狀態並接收由第一中介層收到的物聯網裝置之資料，動態模組，當動態模組啟動後，第二中介層可由網路協定連接到雲端層，於雲端層之資料庫存取物聯網裝置產生之資料。

Description

物聯網雲端中介系統

本發明的實施例是關於一種物聯網雲端中介系統，更具體來說，此物聯網雲端中介系統可擷取、整合及監控來自底層物聯網裝置所傳遞之訊息，並將物聯網裝置狀態儲存於雲端資料庫中，以達到系統輕量化、高相容性及高可靠度的目的。

隨著科技的進步，物聯網(Internet of Things)與雲端運算(Cloud Computing)已被廣泛應用於家庭智能設施、移動終端設備及工業系統環境等。在網路化的時代，人跟人之間可以透過網路相互聯繫，人也可透過網路取得物件的資訊，而物聯網更創造一個物件與物件之間可以互通的網路環境。換而言之，物聯網時代代表著未來資訊技術在運算與溝通上的演進趨勢，而這樣的演進過程中將會需要各式各樣領域的技術及科技創新來帶動。

然而，物聯網包含了各式各樣的裝置，彼此的傳輸機制通訊協定皆有差異，導致各物聯網裝置之資訊因異質傳輸機制而無法相互傳遞及交換。也因此，造成系統僅能提供使用者有限的服務需求。因此建立一個高效率、高可靠度，能整合物聯網裝置之系統是必要的。

本發明提出一種物聯網雲端中介系統，可擷取並整合來自底層物聯網設備所傳遞之訊息，讓使用者可簡單地檢視多種物聯網裝置的狀態，並將物聯網裝置狀態儲存於雲端資料庫中，以達到系統輕量化之目的。

根據本發明實施例之態樣，其提供了物聯網雲端中介系統，包含物聯網層、雲端層、第一中介層及第二中介層。物聯網層可包含複數個物聯網裝置。雲端層可包含資料庫，提供複數個物聯網裝置之產生資料之存取。第一中介層可與複數個物聯網裝置進行通訊，並將由複數個物聯網裝置取得之資料傳送到第二中介層進行處理。第二中介層可包含靜態模組及動態模組，靜態模組監控複數個物聯網裝置之狀態並接收由第一中介層收到的複數個物聯網裝置之資料。當動態模組啟動後，第二中介層可由網路協定連接到雲端層，於雲端層之資料庫存取複數個物聯網裝置產生之資料。

較佳地，複數個物聯網裝置可為複數個具有感測能力之裝置。

較佳地，複數個具有感測能力之裝置可為手勢辨識裝置、聲音辨識裝置或無線射頻識別(RFID)裝置。

較佳地，第一中介層包含物聯網裝置通訊協定模組、裝置代理控制器模組及重新導向模組。物聯網裝置通訊協定模組可定義複數個物聯網裝置與第一中介層之通訊協定。裝置代理控制器模組，可包含複數個裝置代理控制器。複數個裝置代理控制器可分別連接複數個物聯網裝置，每一複數個裝置代理控制器記錄相對於每一複數個物聯網裝置之通訊協定。重新導向模組可將第二中介層傳送來之指令，依照複數個代理控制器模組內之通訊協定，轉換成相對應複數個物聯網裝置之通訊協定，以驅動複數個物聯網裝置。

較佳地，靜態模組包含連線處理介面及監控介面。連線處理介面可負責第一中介層及第二中介層間，複數個物聯網裝置之連線，監控介面可包含一監控表，監控表可存取由連線處理介面傳送來的記錄訊息。

較佳地，靜態模組更包含裝置使用者介面，提供管理者控管物聯網雲端中介系統。

較佳地，靜態模組更包含網際網路通訊協定第六版(IPv6)定址介面，提供每一複數個物聯網裝置一個網際網路通訊協定第六版(IPv6)位址。

較佳地，靜態模組更包含單一平台介面，整合控制複數個物聯網裝置之命令，使裝置使用者介面可輕易地使用。

較佳地，連線處理介面包含連線命令器、裝置識別器及邏輯裝置命名器。裝置識別器可記錄單一個物聯網裝置之資訊。邏輯裝置命名器，可根據裝置識別器記錄之單一物聯網裝置之資訊，對每一個物聯網裝置唯一命名。連線命令器可包含連線命令、互動命令及回報命令。連線命令可為與複數個物聯網裝置連線之命令。互動命令可為偵測複數個物聯網裝置資訊之命令。回報命令可為回報複數個物聯網裝置資訊之命令。

較佳地，監控介面更包含返回機制及呼叫機制。返回機制可為管理者於裝置使用者介面監控時產生之回應，把相關記錄訊息傳送給裝置使用者介面，呼叫機制可由物聯網雲端中介系統主動監控記錄資訊，並在發生錯誤時自動回應給裝置使用者介面提醒管理者注意。

較佳地，動態模組包含重新導向介面、過濾介面及應用層事件介面。重新導向介面將複數個物聯網裝置之資料傳送到雲端層之資料庫儲存，並當管理者欲檢視複數個物聯網裝置之資料時，由雲端層之資料庫下載到裝置使用者介面。過濾介面在複數個物聯網裝置之資訊儲存於雲端層之資料庫時進行比對，如有相同的資訊則將重複的資訊刪除。應用層事件介面整合複數個物聯網裝置產生之資料並縮減資料量。

因此，根據上述本發明之實施例，提出一個物聯網雲端中介系統，可擷取、整合及監控來自底層物聯網設備所傳遞之訊息，讓使用者可簡單地檢視多種物聯網裝置的狀態，並將物聯網裝置狀態儲存於雲端資料庫中，以達到系統輕量化及功能模組化之目的。

100．．．物聯網層

110．．．物聯網裝置

200．．．第一中介層

210．．．物聯網裝置通訊協定模組

220．．．裝置代理控制器模組

221．．．裝置代理控制器

230．．．重新導向模組

300．．．第二中介層

310．．．靜態模組

311．．．連線處理介面

3111．．．連線命令器

3112．．．邏輯裝置命名器

3113．．．裝置識別器

312．．．監控介面

313．．．裝置使用者介面

314．．．網際網路通訊協定第六版(IPv6)定址介面

315．．．單一平台介面

320．．．動態模組

321．．．重新導向介面

322．．．過濾介面

323．．．應用層事件介面

400．．．雲端層

410．．．資料庫

第1圖為根據本發明實施例之物聯網雲端中介系統之方塊圖。

第2圖為根據本發明實施例之第一中介層之方塊圖。

第3圖為根據本發明實施例之物聯網裝置通訊協定模組與物聯網裝置之溝通時序圖。

第4圖為根據本發明實施例之靜態模組之方塊圖。

第5圖為根據本發明實施例之動態模組之方塊圖。

第6圖為根據本發明實施例之連線處理介面之方塊圖。

以下本發明之例示性實施例將參考圖式來詳述。

第1圖為根據本發明實施例之物聯網雲端中介系統之方塊圖。如圖中所示，本發明實施例之物聯網雲端中介系統包含物聯網層100、雲端層400、第一中介層200及第二中介層300。物聯網層100可包含複數個物聯網裝置110。雲端層400可包含資料庫410，提供複數個物聯網裝置110之產生資料之存取。第一中介層200可與複數個物聯網裝置110進行通訊，並將由複數個物聯網裝置110取得之資料傳送到第二中介層300進行處理。第二中介層300可包含靜態模組310及動態模組320，靜態模310組監控複數個物聯網裝置110之狀態，並接收由第一中介層200收到的複數個物聯網裝置110之資料。當動態模組320啟動後，第二中介層300可由網路協定連接到雲端層400，於雲端層400之資料庫410存取複數個物聯網裝置110產生之資料。

複數個物聯網裝置110可為手勢辨識裝置、聲音辨識裝置、無線射頻識別(RFID)裝置、感測器或任何具有感測能力且具有無線或有線通訊能力之裝置。

請同時參閱第1圖及第2圖，其中第2圖為根據本發明實施例之第一中介層200之方塊圖。如第2圖所示，本發明實施例之第一中介層200包含物聯網裝置通訊協定模組210、裝置代理控制器模組220及重新導向模組230。物聯網裝置通訊協定模組210可定義複數個物聯網裝置110與第一中介層200之通訊協定，例如建議標準232(RS232)、傳輸控制協定/網際網路協定(TCP/IP)、藍芽(Bluetooth)、群蜂標準(Zigbee)、無線相容性認證(Wi-Fi)、全球互通微波存取(WiMAX)、長期演進技術(LTE)或其他通訊協定，藉此可對不同種類、品牌的物聯網裝置110做整合。裝置代理控制器模組220可包含複數個裝置代理控制器221，複數個裝置代理控制器221可分別連接複數個物聯網裝置110，每一裝置代理控制器221記錄相對於每一個物聯網裝置110之通訊協定。重新導向模組230可負責第二中介層300與複數個裝置代理控制器221之通訊。每個裝置代理控制器221分別代表不同的物聯網裝置110，因此需要不同編碼方式的指令與不同的物聯網裝置110通訊。重新導向模組230必須針對管理者單一的讀取指令或連線指令，轉換成相對應編碼方式的指令格式，以驅動各種不同種類的物聯網裝置110。

第3圖為根據本發明實施例之物聯網裝置通訊協定模組210與物聯網裝置110之溝通時序圖。如第3圖所示，當物聯網裝置通訊協定模組210欲建立與物聯網裝置110之連線時，物聯網裝置通訊協定模組210傳送連線訊號至物聯網裝置110。物聯網裝置110接收到連線訊號之後，回傳包含物聯網裝置110識別資料之回應訊號至物聯網裝置通訊協定模組210。物聯網裝置通訊協定模組210接收到物聯網裝置110之回應訊號內容為識別資料表示連線成功，反之為連線失敗。物聯網裝置通訊協定模組210發送讀取標籤訊號至物聯網裝置110。物聯網裝置110接收到讀取標籤訊號之後，回傳確認訊號至物聯網裝置通訊協定模組210。物聯網裝置通訊協定模組210從確認訊號內容判斷讀取標籤訊號傳送成功或失敗。物聯網裝置110每一預設時間間隔回傳標籤至物聯網裝置通訊協定模組210，直到物聯網裝置通訊協定模組210收到管理者下停止命令。物聯網裝置通訊協定模組210收到管理者停止命令，在回傳標籤途中下停止訊號。最後，物聯網裝置通訊協定模組210傳送離線訊號至物聯網裝置110，終止連線。

第4圖為根據本發明實施例之靜態模組310之方塊圖。如第4圖所示，本發明實施例之靜態模組310可包含連線處理介面311及監控介面312。連線處理介面311可負責第一中介層200及第二中介層300間，複數個物聯網裝置110之連線。監控介面311可包含一監控表，監控表可存取由連線處理介面311傳送來的記錄訊息。

監控介面312還可處理物聯網裝置通訊協定模組210與物聯網裝置110建立連線時的錯誤狀況。如物聯網裝置110回傳的回應訊號值不正確、物聯網裝置110回傳的確認訊號值不正確，或當物聯網裝置110在讀取資料狀態下，沒有接收到物聯網裝置通訊協定模組210的停止訊號卻沒有讀取到資料。在這些情況第一中介層200都會將錯誤訊息交由監控介面312處理。

靜態模組310還包含裝置使用者介面313、網際網路通訊協定第六版(IPv6)定址介面314及單一平台介面315。裝置使用者介面313可提供管理者控管物聯網雲端中介系統。網際網路通訊協定第六版(IPv6)定址介面314可提供每一個物聯網裝置110一個網際網路通訊協定第六版(IPv6)位址。而單一平台介面315可整合控制複數個物聯網裝置110之命令，使裝置使用者介面313可輕易地使用。

監控介面312更包含返回機制及呼叫機制。返回機制可為管理者於裝置使用者介面313監控時產生之回應，把相關記錄訊息傳送給裝置使用者介面313，呼叫機制可由物聯網雲端中介系統主動監控記錄資訊，並在發生錯誤時自動回應給裝置使用者介面313提醒管理者注意。

第5圖為根據本發明實施例之動態模組320之方塊圖。如第5圖所示，本發明實施例之動態模組320包含重新導向介面321、過濾介面322及應用層事件介面323。重新導向介面321將複數個物聯網裝置110之資料傳送到雲端層400之資料庫410儲存，並且當管理者欲檢視複數個物聯網裝置110之資料時，由雲端層400之資料庫410下載到裝置使用者介面313，過濾介面322在複數個物聯網裝置110之資訊儲存於雲端層400之資料庫410時進行比對，如有相同的資訊則將重複的資訊刪除，應用層事件介面323整合複數個物聯網裝置110產生之資料並縮減資料量。

在過濾介面322的處理過程中，包含了資料清空、聯集及資料的總結，所有的處理過程會根據規則表進行規則比對，過濾的規則預先由開發者所定義。在某些範例無線射頻識別(RFID)裝置可能無法正常的讀取，或是遺漏讀取某些標籤，而造成正向讀取錯誤或負向讀取錯誤，因此開發者必須使用過濾器對應的規則，來移除正向讀取錯誤或負向讀取錯誤。

第6圖為根據本發明實施例之連線處理介面311之方塊圖。如第6圖所示，本發明實施例之連線處理介面311包含連線命令器3111、邏輯裝置命名器3112及裝置識別器3113。裝置識別器3113可記錄單一個物聯網裝置110之資訊。邏輯裝置命名器3112，可根據裝置識別器3113記錄之單一物聯網裝置110之資訊，對每一個物聯網裝置110唯一命名。連線命令器3111可包含連線命令、互動命令及回報命令。連線命令可為與複數個物聯網裝置110連線之命令，其功能可包含建立連線、結束連線等。互動命令可為偵測複數個物聯網裝置110資訊之命令，其功能可包含讀取物聯網裝置110之識別資料、讀取物聯網裝置110內部記憶體資料及將資料寫入物聯網裝置內部記憶體等。回報命令可為回報個物聯網裝置110資訊之命令，其功能可包含回報物聯網裝置110狀態、連線結果天線能量的控制、物聯網裝置110工作溫度、天線的開/關及內部指令的版本等。

此外，連線命令器3111還可跟排程表溝通，在與物聯網裝置110進行連線之前先取得排程表，根據排程表提供的防碰撞機制，與物聯網裝置110連線。

根據上述本發明之實施例，提出一個物聯網雲端中介系統，可擷取、整合及監控來自底層物聯網設備所傳遞之訊息，讓使用者可簡單地檢視多種物聯網裝置的狀態，並將物聯網裝置狀態儲存於雲端資料庫中，以達到系統輕量化及功能模組化之目的。

當本發明的實施例參考其例示性實施例被特別顯示及描述時，其可為所屬技術領域具有通常知識者理解的是，在不脫離由以下申請專利範圍及其等效物所定義之本發明的精神及範疇內，可對其進行形式及細節上的各種變更。

100．．．物聯網層

110．．．物聯網裝置

200．．．第一中介層

300．．．第二中介層

310．．．靜態模組

320．．．動態模組

400．．．雲端層

410．．．資料庫

Claims (11)

1. 一種物聯網雲端中介系統，係包含：
   一物聯網層，係包含複數個物聯網裝置；
   一雲端層，係包含一資料庫，提供該複數個物聯網裝置產生之資料之存取；
   一第一中介層，係與該複數個物聯網裝置進行通訊；以及
   一第二中介層，係包含：
   一靜態模組，該靜態模組監控該複數個物聯網裝置之狀態並接收由該第一中介層收到的該複數個物聯網裝置之資料；以及
   一動態模組，當該動態模組啟動後，該第二中介層可由網路協定連接到該雲端層，於該雲端層之該資料庫存取該複數個物聯網裝置產生之資料。
2. 如申請專利範圍第1項所述之物聯網雲端中介系統，其中該複數個物聯網裝置係為複數個具有感測能力之裝置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之物聯網雲端中介系統，其中該複數個具有感測能力之裝置係為手勢辨識裝置、聲音辨識裝置或無線射頻識別(RFID)裝置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之物聯網雲端中介系統，其中該第一中介層包含：
   一物聯網裝置通訊協定模組，係定義該複數個物聯網裝置與該第一中介層之通訊協定；
   一裝置代理控制器模組，係包含複數個裝置代理控制器，該複數個裝置代理控制器係分別連接該複數個物聯網裝置，每一該複數個裝置代理控制器記錄相對於每一該複數個物聯網裝置之一通訊協定；以及
   一重新導向模組，係將該第二中介層傳送來之一指令，依照該複數個代理控制器模組內之該通訊協定，轉換成相對應該複數個物聯網裝置之該通訊協定，以驅動該複數個物聯網裝置。
5. 如申請專利範圍第1項所述之物聯網雲端中介系統，其中該靜態模組包含：
   一連線處理介面，係負責該第一中介層及該第二中介層間，該複數個物聯網裝置之連線；以及
   一監控介面，係包含一監控表，該監控表係存取由該連線處理介面傳送來的一記錄訊息。
6. 如申請專利範圍第5項所述之物聯網雲端中介系統，其中該靜態模組更包含一裝置使用者介面，提供管理者控管該物聯網雲端中介系統。
7. 如申請專利範圍第5項所述之物聯網雲端中介系統，其中該靜態模組更包含一網際網路通訊協定第六版(IPv6)定址介面，提供每一該複數個物聯網裝置一網際網路通訊協定第六版(IPv6)位址。
8. 如申請專利範圍第5項所述之物聯網雲端中介系統，其中該靜態模組更包含一單一平台介面，整合控制該複數個物聯網裝置之命令，使該裝置使用者介面可輕易地使用。
9. 如申請專利範圍第5項所述之物聯網雲端中介系統，其中該連線處理介面包含：
   一連線命令器，包含：
   一連線命令，係為與該複數個物聯網裝置連線之命令；
   一互動命令，係為偵測該複數個物聯網裝置資訊之命令；以及
   一回報命令，係為回報該複數個物聯網裝置資訊之命令
   一裝置識別器，係記錄單一該複數個物聯網裝置之資訊；以及
   一邏輯裝置命名器，係根據該裝置識別器記錄之單一該複數個物聯網裝置之資訊，對每一該複數個物聯網裝置唯一命名。
10. 如申請專利範圍第5項所述之物聯網雲端中介系統，其中該監控介面更包含：
    一返回機制，係為管理者於該裝置使用者介面監控時產生之回應，把相關該記錄訊息傳送給該裝置使用者介面；以及
    一呼叫機制，係由該物聯網雲端中介系統主動監控該記錄訊息，並在發生錯誤時自動回應給該裝置使用者介面提醒管理者注意。
11. 如申請專利範圍第1項所述之該物聯網雲端中介系統，該動態模組包含：
    一重新導向介面，該重新導向介面將該複數個物聯網裝置之資料傳送到該雲端層之該資料庫儲存，並當管理者欲檢視該複數個物聯網裝置之資料時，由該雲端層之該資料庫下載到該裝置使用者介面；
    一過濾介面，該過濾介面在該複數個物聯網裝置之資訊儲存於該雲端層之該資料庫時進行比對，如有相同的資訊則將重複的資訊刪除；以及
    一應用層事件介面，該應用層事件介面整合該複數個物聯網裝置產生之資料並縮減資料量。