一種基于物名的物聯網設備訪問管理系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于物名的物聯網設備訪問管理系統及方法，該系統主要包括管理系統，以及分別與管理系統連接的數據適配器、數據中心、認證授權中心和數據網關；其中：數據適配器，用于接入設備并進行協議轉換；數據中心，用于實現設備之間的實時數據交換；認證授權中心，用于進行設備接入認證授權和應用系統接入認證授權；數據網關，用于提供網絡服務；管理系統，用于為設備分配頂級物名，進行設備名稱、設備串號、設備權限設置，并實現設備和數據的統一管理。本發明所述基于物名的物聯網設備訪問管理系統及方法，可以克服現有技術中結構不合理、全局控制難度大和使用不方便等缺陷，以實現結構合理、全局控制難度小和使用方便的優點。
【專利說明】一種基于物名的物聯網設備訪問管理系統及方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及物聯網【技術領域】，具體地，涉及一種基于物名的物聯網設備訪問管理 系統及方法。

【背景技術】
[0002] 物聯網是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡。其用戶端延伸和擴展到任何物品 與物品之間，市面上已有多家廠商提供物聯網設備的訪問管理服務系統。目前看來，這些系 統具有以下部分或全部的特性。
[0003] 這些系統通常是結合互聯網，移動通訊，由以下組成部分構成的： ① 用于提供物聯網設備命名管理與數據通道的服務器； ② 用于連接設備的設備端虛主系統； ③ 用于使用設備的客戶端系統。
[0004] 上述系統工作方式如下： ①設備命名。設備可以是一個網關設備，也可以是一個終端設備。通過設備名稱生成 具生成一個設備號DID，然后將此號寫入該設備，并將此DID號注冊注于物聯網設備命名管 理與數據通道的服務器。
[0005] ②設備連接服務器。設備連接服務器在互聯網中有固定的IP地址，其提供物聯網 設備命名管理與數據通道的服務，當設備啟動運行后，置于設備中的宿主程序會和公網上 的服務端建立長連接。服務端通過DID實現對很多個設備的聯通。
[0006] ③客戶端連接服務器。客戶端程序連接到服務器連接目標DID，服務器通過DID管 理中心，為客戶端指定DID通道，實現客戶端道設備的長連接通路。
[0007] ④設備與客戶端數據通訊。設備與客戶端基于設備特點的數據通訊協議，進行數 據通訊。
[0008] 上述已有技術能在多數情況下實現物聯網設備的標識，提供必要的遠程訪問。但 仍存在一定的局限，主要表現在 ： ① 基于設備DID標識訪問設備數據的物聯網系統，主要缺點是缺乏全局的設備管理 (ID難以記憶和大規模使用）和數據訪問權限控制； ② 基于透傳的設備采集數據的物聯網系統，缺點是缺乏分層理念，應用需要自己做設 備底層協議解析，形成信息孤島。
[0009] 在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在結構不合理、全局控制 難度大和使用不方便等缺陷。


【發明內容】

[0010] 本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種基于物名的物聯網設備訪問管理系 統，以實現結構合理、全局控制難度小和使用方便的優點。
[0011] 本發明的目的在于，提出一種基于物名的物聯網設備訪問管理方法。
[0012] 為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種基于物名的物聯網設備訪問管 理系統，主要包括管理系統，以及分別與所述管理系統連接的數據適配器、數據中心、認證 授權中心和數據網關；其中： 所述數據適配器，用于接入設備并進行協議轉換； 所述數據中心，用于實現設備之間的實時數據交換； 所述認證授權中心，用于進行設備接入認證授權和應用系統接入認證授權； 所述數據網關，用于提供網絡服務； 所述管理系統，用于為設備分配頂級物名，進行設備名稱、設備串號、設備權限設置，并 實現設備和數據的統一管理。
[0013] 進一步地，以上所述的基于物名的物聯網設備訪問管理系統，還包括與所述管理 系統連接的物名服務F0NS ; 所述物名服務F0NS，用于為設備和應用系統分配物名，實現數據在系統之間的訪問和 共享。
[0014] 進一步地，以上所述的基于物名的物聯網設備訪問管理系統，還包括與所述管理 系統連接的通訊中間件； 所述通訊中間件，用于實現實時數據交換服務。
[0015] 進一步地，所述數據適配器，具體包括三種存在形態： ⑴運行在服務端，接受遠端設備的遠程網絡接入，完成協議轉換，與數據中心實現對 接； ⑵以獨立控制器的形式運行在前端，在現場連接串口設備、網絡設備； ⑶與前端設備一體嵌入的形式運行在前端，在現場連接串口設備、網絡設備； 和/或， 所述數據中心，作為實時數據和指令的交換中樞，在由多個數據中心共同提供實時數 據服務時，能夠形成一個數據中心集群；當多個數據中心形成數據中心集群提供實時數據 服務時，每個數據中心各司其職，負責各自接入的數據適配器所上傳數據的分發和來自應 用命令的中轉； 和/或， 所述認證授權中心，包括設備接入認證授權子中心和應用系統接入認證授權子中心； 和/或， 所述數據網關，包括由系統服務承載的數據網關和由網絡服務器承載的數據網關。
[0016] 同時，本發明采用的另一技術方案是：一種以上所述的基于物名的物聯網設備訪 問管理系統相匹配的基于物名的物聯網設備訪問管理方法，包括 ： 設備注冊，具體分為手動注冊與自動注冊兩種方式： 手動注冊：管理平臺上，信息化錄入應用、設備類型、設備信息，通過物名服務F0NS添 加設備，并賦予每臺設備一個物名，并設置是否開放的權限； 自動注冊：數據適配器和設備建立連接，通過認證授權中心進行鑒權，將設備信息上傳 到物名服務F0NS，物名服務F0NS添加設備，并賦予每臺設備一個物名，并設置是否開放的 權限。
[0017] 進一步地，以上所述的基于物名的物聯網設備訪問管理方法，還包括： 物名查詢：從應用發起一個物名查詢，通過通訊中間件，發送給物名服務FONS，物名服 務F0NS在建立的設備和物名表中查詢到相關的設備信息，并返回通訊中間件，進而，返回 應用；應用通過應答報文，進一步下發對應設備的相關指令給數據中心，數據中心再分發給 數據適配器，或直接將收到的返回信息展示在界面上。
[0018] 進一步地，以上所述的基于物名的物聯網設備訪問管理方法，還包括： 指令下發：應用拿到與物名對應的設備ID后，下發指令給數據中心，數據中心下發指 令給數據適配器，數據適配器下發指令給設備，設備按指令內容執行相關的操作。
[0019] 進一步地，以上所述的基于物名的物聯網設備訪問管理方法，還包括： 設備數據上報：物名對應設備收到的是查詢類指令，設備將組織相關的查詢結果發送 給數據適配器，數據適配器將該物名對應的設備信息發送給數據中心，數據中心再將收到 的數據轉發給應用，應用將設備ID與物名進行轉換，最終得到該系統對應類型對應設備的 相關查詢信息。
[0020] 本發明各實施例的基于物名的物聯網設備訪問管理系統及方法，由于主要包括管 理系統，以及分別與管理系統連接的數據適配器、數據中心、認證授權中心和數據網關；其 中：數據適配器，用于接入設備并進行協議轉換；數據中心，用于實現設備之間的實時數據 交換；認證授權中心，用于進行設備接入認證授權和應用系統接入認證授權；數據網關，用 于提供網絡服務；管理系統，用于為設備分配頂級物名，進行設備名稱、設備串號、設備權限 設置，并實現設備和數據的統一管理；可以實現物聯網設備遠程尋址訪問；從而可以克服 現有技術中結構不合理、全局控制難度大和使用不方便的缺陷，以實現結構合理、全局控制 難度小和使用方便的優點。
[0021] 本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。
[0022] 下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實 施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中： 圖1為本發明基于物名的物聯網設備訪問管理系統的工作原理示意圖； 圖2為本發明中通訊中間件的應用場景示意圖。

【具體實施方式】
[0024] 以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實 施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0025] 根據本發明實施例，如圖1和圖2所示，提供了一種基于物名的物聯網設備訪問管 理系統及方法。
[0026] 本發明的技術方案，是在既有技術的基礎上提出一種新型的物聯網設備名稱管理 系統，用于實現物聯網設備遠程尋址訪問。
[0027] 關于本發明摶術方案的詳細說明如下: ㈠ 本發明的技術方案，主要由以下組成部分構成： ⑴提供具有設備接入和協議轉換功能的數據適配器（DA)，該數據適配器具有以下特 征： ①有三種形態存在，第一種是運行在服務端，接受遠端設備的遠程網絡接入，完成協議 轉換，與DC實現對接。另外兩種形態均是運行在前端，在現場連接串口設備、網絡設備。
[0028] ②運行在前端的DA又可以有兩種存在形式：1)獨立控制器形式；2)與前端設備 一體嵌入（Native模式)。獨立控制器形式即以前端機的硬件形態存在，提供各類常見接口 (232/485串口、以太網口)供現場設備接入；一體化設備形式即DA嵌入在目標設備之中，以 一對一的形式存在，如北斗終端。
[0029] ③廣播端口監聽方便工具通過自動掃描獲取當前DA的訪問地址。
[0030] ⑵實現設備實時數據交換的數據中心（DC)，該數據中心具有以下特征： ①數據中心本質上是一個實時數據和指令的交換中樞。
[0031] ②由多個DC共同來提供實時數據服務時，形成一個數據中心集群。
[0032] ③在數據方面，若干個數據適配器（DA)將設備的數據采集并且按照協議上報到數 據中心（DC)，數據中心（DC)又把這些數據推送（PUSH)給需要的應用； ④指令方面正好相反，數據中心（DC)接收來自應用的指令，再將指令發送給正確的數 據適配器（DA)，由數據適配器（DA)轉發給設備。
[0033] ⑤當多個數據中心（DC)形成集群提供實時數據服務時，每個數據中心各司其職， 負責接入的數據適配器（DA)所上傳數據的分發和來自應用命令的中轉。
[0034] ⑥數據中心的地址信息以及所接入設備的信息被數據網關所管理，應用通過數據 網關連接正確的數據中心（DC)，而尋找正確的數據中心對于應用來講是透明的。
[0035] ⑶實現實時數據交換服務的通訊中間件，該通訊中間件具有以下特征： ①使用通信中間件的內部服務有PUSH推送服務和S0A數據查詢服務。
[0036] ②對于實時數據的實時性要求高的外部應用，也可以直接通過通信中間件接入到 數據中心。
[0037] ③通信中間件是應用開發包（SDK)的一部分，它將提供多個版本在.Net Java iOS Android QT等不同運行環境下使用。
[0038] 實時數據服務是飛鄰平臺的數據交換核心服務，它是由一個或者若干個數據中心 (DC)來提供。針對實時數據服務，提供各個平臺的通信中間件，供內部服務和外部應用來使 用。使用通信中間件的內部服務有存儲服務和S0A實時數據查詢服務。使用場景如圖圖2 所示。對于實時數據的實時性要求高的外部應用，也可以直接通過通信中間件接入到數據 中心。通信中間件是應用開發包（SDK)的一部分，它將提供多個版本在不同的平臺上使用。
[0039] ⑷認證授權中心，該認證授權中心具有以下特征： ①認證授權中心是安全保障，主要功能包括設備接入認證授權和應用系統接入認證授 權。
[0040] (5)物名服務FONS (Feeling Object Name service,飛鄰物名服務)，該物名服務 F0NS肯有以下特征： ① 為設備分配完整物名，通過物名在該系統中提供便捷訪問設備數據，以及在多應用 系統之間共享數據的功能； ② 為應用系統分配一級(頂級）物名，作為應用系統在本平臺中的物名。
[0041] ③分三級物名系統。應用系統在創建賬戶時即分配一個頂級物名，下掛的設備按 設備類型進行分組(對開發者而言，每中設備類型對應同一種DA設備驅動)，對應的分組信 息為二級物名，設備信息為三級物名。
[0042] ④應用系統開發者可以使用物名訪問自身系統的設備數據，也可以針對設備設置 物名權限是否開放給其它應用系統共享。
[0043] (6)提供網絡服務的數據網關，該數據網關的特征如下： ①它為應用服務訪問實時數據服務提供正確的地址和端口。數據網關服務由系統服務 承載(例如Windows Service)或者由網絡服務器承載(例如IIS)。首先數據網關需要保持 正確的設備接入數據，即哪些設備是通過哪個數據中心（DC)來進行數據上報的，這樣的話， 當應用通過設備物名來查詢接入地址和端口時，數據網關服務就可以通過這些數據返回給 應用正確的接入地址和端口。
[0044] ②通過數據網關，應用無需自行配置和尋找正確的數據中心（DC)去連接，只需根 據應用需要的設備信息向數據網關發出申請，數據網關即可返回正確的一個或者多個數據 中心（DC)的地址信息。
[0045] (7)管理系統，該管理系統具有以下特征： ① 分配頂級物名； ② 設備名稱、設備串號(硬件唯一標示)、設備權限設置。在存在多個設備時，按照設備 類型進行分組劃分管理，表單信息傳遞到后臺F0NS服務，F0NS服務給每個設備進行下級物 名劃分，并分配設備ID (Device id)，同一類型分組下的設備支持批量錄入；設備權限設置 主要是設置設備接入時是否需要鑒權，以及設備參數是否在本管理系統中全局可見(可供 其它應用系統訪問）； ③ 頂級物名、設備物名查看。
[0046] ㈡本發明技術方案具有以下工作邏輯： ⑴本發明系統設備注冊，設備注注冊分手動注冊與自動注冊兩種方式： ①手動注冊：管理平臺上，信息化錄入應用、設備類型、設備信息，通過F0NS添加設備， 并賦予每臺設備一個物名，并設置是否開放的權限。如果設備為開放，其他應用系統也可共 享此設備資源。
[0047] ②自動注冊：DA和設備建立連接，通過認證授權中心進行鑒權，將設備信息上傳 到FONS，F0NS添加設備，并賦予每臺設備個物名，并設直是否開放的權限。如果設備為開 放，其他應用系統也可共享此設備資源。
[0048] ⑵本發明系統物名查詢。從應用發起一個物名查詢，通過中間件，發送給F0NS模 塊，F0NS在建立的設備和物名表中查詢到相關的設備信息，并返回中間件，進而，返回應用。 應用通過應答報文，進一步下發對應設備的相關指令給DC，DC再分發給DA，或直接將收到 的返回信息展示在界面上。
[0049] ⑶本發明系統指令下發。應用拿到與物名對應的設備ID后，下發指令給DC，DC下 發指令給DA，DA下發指令給設備，設備按指令內容執行相關的操作。
[0050] ⑷本發明系統設備數據上報。物名對應設備收到的是查詢類指令，設備將組織相 關的查詢結果發送給DA，DA將該物名對應的設備信息發送給DC，DC再將收到的數據轉發 給應用，應用將設備ID與物名進行轉換，最終得到該系統對應類型對應設備的相關查詢信 肩、。
[0051] 本發明的摶術方案，具有以下特點： ⑴一種物聯網設備物名系統，由以下組成部分構成： ① 提供設備接入和協議轉換的功能的數據適配器（DA); ② 實現數據存儲轉發的數據中心（DC); ③ 實現實時數據交換服務的通訊中間件； ④ 提供物名服務安全保障的認證授權中心； ⑤ 提供便捷訪問設備數據，以及在多應用系統之間共享數據的物名服務F0NS ; ⑥ 提供網絡服務的數據網關； ⑦ 可分配頂級物名，進行設備名稱、設備串號(硬件唯一標示)、設備權限設置的管理系 統； ⑵該系統通過三級物名定義，可唯一標識一個物聯網設備； ⑶該系統具有網絡路由功能，可根據三級物名，逐級向下尋址設備，并反響逐級向上尋 址應用； ⑷應用系統開發者可以使用物名訪問自身系統的設備數據，也可以針對設備設置物名 權限是否開放給其它應用系統共享； (5) F0NS提供獨立web服務，供訪問者以http web網址+物名方式訪問對應設備下的 數據（如：http://feelingonlien. com. cn:8887/Feeling. GPS. A01)，當設備數據有更新時， 支持ajax方式局部刷新網頁數據。
[0052] 本發明的摶術方案，至Φ可以汰到以下有益效果: ⑴方便應用在互聯網上尋找設備； ⑵便于記憶的設備名稱。設備入庫時自動分配設備標識，同時建立設備物名，設備物 名可以存在分組信息，以"作為分級分割標識，如Feeling. GPS. CAR. A01，Feeling. GPS. TRAIN. B02 等。
[0053] ⑶便于分級管理物名結構，分三級管理。應用系統在創建賬戶時即分配一個頂級 物名，下掛的設備按設備類型進行分組，對應的分組信息為二級物名，設備信息為三級物 名。
[0054] ⑷通過權限可以將私有物名向第三方開放，便于資源共享。
[0055] (5)易于組建多設備，復雜型的網絡應用。
[〇〇56] 最后應說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明， 盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可 以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。 凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的 保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種基于物名的物聯網設備訪問管理系統，其特征在于，主要包括管理系統，以及分 別與所述管理系統連接的數據適配器、數據中心、認證授權中心和數據網關；其中： 所述數據適配器，用于接入設備并進行協議轉換； 所述數據中心，用于實現設備之間的實時數據交換； 所述認證授權中心，用于進行設備接入認證授權和應用系統接入認證授權； 所述數據網關，用于提供網絡服務； 所述管理系統，用于為設備分配頂級物名，進行設備名稱、設備串號、設備權限設置，并 實現設備和數據的統一管理。
2. 根據權利要求1所述的基于物名的物聯網設備訪問管理系統，其特征在于，還包括 與所述管理系統連接的物名服務FONS ; 所述物名服務FONS，用于為設備和應用系統分配物名，實現數據在系統之間的訪問和 共享。
3. 根據權利要求1或2所述的基于物名的物聯網設備訪問管理系統，其特征在于，還包 括與所述管理系統連接的通訊中間件； 所述通訊中間件，用于實現實時數據交換服務。
4. 根據權利要求3所述的基于物名的物聯網設備訪問管理系統，其特征在于，所述數 據適配器，具體包括三種存在形態： ⑴運行在服務端，接受遠端設備的遠程網絡接入，完成協議轉換，與數據中心實現對 接； ⑵以獨立控制器的形式運行在前端，在現場連接串口設備、網絡設備； ⑶與前端設備一體嵌入的形式運行在前端，在現場連接串口設備、網絡設備； 和/或， 所述數據中心，作為實時數據和指令的交換中樞，在由多個數據中心共同提供實時數 據服務時，能夠形成一個數據中心集群；當多個數據中心形成數據中心集群提供實時數據 服務時，每個數據中心各司其職，負責各自接入的數據適配器所上傳數據的分發和來自應 用命令的中轉； 和/或， 所述認證授權中心，包括設備接入認證授權子中心和應用系統接入認證授權子中心； 和/或， 所述數據網關，包括由系統服務承載的數據網關和由網絡服務器承載的數據網關。
5. -種根據權利要求1-4中任一項所述的基于物名的物聯網設備訪問管理系統相匹 配的基于物名的物聯網設備訪問管理方法，其特征在于，包括： 設備注冊，具體分為手動注冊與自動注冊兩種方式： 手動注冊：管理平臺上，信息化錄入應用、設備類型、設備信息，通過物名服務FONS添 加設備，并賦予每臺設備一個物名，并設置是否開放的權限； 自動注冊：數據適配器和設備建立連接，通過認證授權中心進行鑒權，將設備信息上傳 到物名服務FONS，物名服務FONS添加設備，并賦予每臺設備一個物名，并設置是否開放的 權限。
6. 根據權利要求5所述的基于物名的物聯網設備訪問管理方法，其特征在于，還包括： 物名查詢：從應用發起一個物名查詢，通過通訊中間件，發送給物名服務FONS，物名服 務F0NS在建立的設備和物名表中查詢到相關的設備信息，并返回通訊中間件，進而，返回 應用；應用通過應答報文，進一步下發對應設備的相關指令給數據中心，數據中心再分發給 數據適配器，或直接將收到的返回信息展示在界面上。
7. 根據權利要求6所述的基于物名的物聯網設備訪問管理方法，其特征在于，還包括： 指令下發：應用拿到與物名對應的設備ID后，下發指令給數據中心，數據中心下發指 令給數據適配器，數據適配器下發指令給設備，設備按指令內容執行相關的操作。
8. 根據權利要求7所述的基于物名的物聯網設備訪問管理方法，其特征在于，還包括： 設備數據上報：物名對應設備收到的是查詢類指令，設備將組織相關的查詢結果發送 給數據適配器，數據適配器將該物名對應的設備信息發送給數據中心，數據中心再將收到 的數據轉發給應用，應用將設備ID與物名進行轉換，最終得到該系統對應類型對應設備的 相關查詢信息。
【文檔編號】H04L12/24GK104113602SQ201410366281
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】程萬鑫, 王小春, 王平, 蘭軍芳, 沈家緯 申請人:無錫航天飛鄰測控技術有限公司