一种数据处理方法、电子设备与流程

【技术领域】

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种数据处理方法、电子设备。

背景技术：

随着物联网时代的到来，越来越多的行业正在借助物联网的力量提升效率，释放出产业创新的巨大潜能。

然而，由于加入互联网的用户越来越多，各种各样的设备都连接云端，从而造成服务器需要计算和分析大量数据，特别是在出现网络延迟时，让用户的请求变得更加缓慢，相关数据不能及时呈现给用户，从而影响了用户的体验感。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种数据处理方法、电子设备，以降低系统响应时延，提高系统响应速度。

本发明实施例的一个方面，提供了一种数据处理方法，应用于边缘网关，所述边缘网关与物联网云平台通讯连接，所述方法包括：

接收物联网设备发送的连接请求，根据所述连接请求连接所述物联网设备，其中，所述连接请求是所述物联网设备在通过所述物联网云平台的认证之后接收到所述物联网云平台发送的切网命令后触发的；

接收所述物联网设备发送的数据接入请求；

若根据所述数据接入请求确定所述物联网设备满足预设接入要求，向所述物联网设备发送接入认证成功指示，其中，所述物联网设备满足接入要求包括：所述物联网设备是所述边缘网关支持接入的设备，并且，所述物联网设备和所述边缘网关均对应同一注册用户；

接收所述物联网设备发送的业务数据，并对所述业务数据进行数据处理。

可选地，所述连接请求包括所述物联网设备的标识信息；

所述接收所述物联网设备发送的数据接入请求之前，还包括：

关联所述标识信息与设备通道，以通过所述设备通道与所述物联网设备通讯。

可选地，所述接收所述物联网设备发送的业务数据，并对所述业务数据进行数据处理，包括：

接收所述物联网设备发送格式为预设通信协议对应的格式的业务消息，所述业务消息包括所述预设通信协议的协议头、包含业务数据的数据区和协议校验位，所述协议头包括所述数据区的长度和用于指示解析方式的解析标识；

根据所述数据区的长度从所述业务消息中提取所述业务数据，并根据所述协议校验位校验提取得到的业务数据；

在校验所述提取得到的业务数据通过的情况下，根据所述解析标识将所述提取得到的业务数据转换成预设数据格式的业务数据；

对转换得到的所述预设数据格式的业务数据进行业务计算，以获得数据处理结果。

可选地，所述方法还包括：向用户展示所述数据处理结果。

可选地，所述协议头还包括所述预设通信协议的版本号；

所述方法还包括：

将所述版本号与所述物联网设备进行关联；

所述根据所述解析标识将所述提取得到的业务数据转换成预设数据格式的业务数据，包括：

根据所述解析标识选择与所述版本号对应的解析模板，将所述提取得到的业务数据转换成预设数据格式的业务数据。

可选地，所述方法还包括：

向所述物联网云平台发送所述业务数据以及所述业务数据的数据处理结果，以使所述物联网云平台进行数据同步。

本发明实施例的另一个方面，提供了一种数据处理方法，应用于物联网设备，所述方法包括：

在所述物联网设备通过物联网云平台的认证后，接收所述物联网云平台发送的切网命令，所述切网命令包括边缘网关信息；

根据所述切网命令向所述边缘网关信息对应的边缘网关发送连接请求，以使所述物联网设备连接所述边缘网关；

发送数据接入请求至所述边缘网关，以使所述边缘网关判断所述物联网设备是否满足预设接入要求，其中，所述物联网设备满足接入要求包括：所述物联网设备是所述边缘网关支持接入的设备，并且，所述物联网设备和所述边缘网关均对应同一注册用户；

在接收到所述边缘网关发送的接入认证成功指示之后，发送业务数据至所述边缘网关，以使所述边缘网关对所述业务数据进行数据处理。

可选地，所述发送业务数据至所述边缘网关，以使所述边缘网关对所述业务数据进行数据处理，包括：

发送格式为预设通信协议对应的格式的业务消息至所述边缘网关，所述业务消息包括所述预设通信协议的协议头、包含业务数据的数据区和协议校验位，所述协议头包括所述数据区的长度和用于指示解析方式的解析标识，所述数据区的长度被所述边缘网关用于从所述业务消息中提取所述业务数据，所述协议校验位被所述边缘网关用于校验提取得到的业务数据，所述解析标识被所述边缘网关用于将所述提取得到的业务数据转换成预设数据格式的业务数据，以对转换得到的所述预设数据格式的业务数据进行业务计算，从而获得数据处理结果。

可选地，所述接收所述物联网云平台发送的切网命令之前，还包括：

接收终端设备发送的物联网云平台的连接信息，所述连接信息包括所述物联网云平台的认证信息；

根据所述物联网云平台的连接信息向所述物联网云平台发送认证消息，所述认证消息包括所述物联网云平台的认证信息和所述物联网设备的标识信息；

接收所述物联网云平台发送的认证通过消息，所述认证通过消息为所述物联网云平台在根据所述认证信息确定所述物联网设备通过认证，并将所述物联网设备的标识信息与所述终端设备对应的用户注册标识关联之后发送的。

本发明实施例的又一个方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的数据处理方法。

区别于现有技术，本发明实施例提供的数据处理方法和电子设备，通过将物联网设备与边缘网关建立通讯连接，使物联网设备和边缘网关处于同一局域网中，物联网设备采集的业务数据可以直接在边缘网关进行边缘计算，获得计算结果，并且可以通过边缘网关向用户反馈所述计算结果。由此，本发明实施例提供的数据处理方法和电子设备降低了网络时延，提高了数据传输效率，使用户能够及时得到反馈，提升了用户体验。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例提供的一种物联网数据处理系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的所述汇聚层的一种架构图；

图3是本发明实施例提供的一种数据处理方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的接收所述物联网设备发送的业务数据，并对所述业务数据进行数据处理的方法的流程图；

图5是本发明另一实施例提供的一种数据处理方法的流程图；

图6是本发明实施例提供的一种数据处理方法的交互图；

图7是本发明实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互组合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块的划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置示意图中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。

本发明实施例提供的数据处理方法，主要基于传统的物联网分层架构，在设备感知层和网络层中间新增一汇聚层，该汇聚层采用边缘网关，基于边缘计算技术对从设备感知层获取的数据进行分析、处理，并及时将数据处理结果反馈给用户，其中，该汇聚层和设备感知层处于同一局域网中。通过该汇聚层可以缓解平台层的数据处理压力，降低平台层的宽带成本，此外，还可以降低网络时延，减少对网络的依赖，具有响应数据快等优点。

请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种物联网数据处理系统的结构示意图，如图1所示，该系统100包括设备感知层101、汇聚层102、网络层103、平台层104以及应用层105。其中，所述设备感知层101包括若干物联网设备，所述汇聚层102包括边缘网关，所述边缘网关是实现边缘计算的载体，可以运行边缘网关程序，所述载体包括pc计算机、工控机、迷你机、物联网网关盒子等其他具有计算能力的设备。所述网络层103包括各种网络设备，其具体可以是路由器等。所述平台层104为物联网云平台，所述物联网云平台可以由服务器构成，所述服务器可以是一个物理服务器或者多个物理服务器虚拟而成的一个逻辑服务器,服务器也可以是多个可互联通信的服务器组成的服务器集群，且各个功能模块可分别分布在服务器集群中的各个服务器上。所述应用层105包括若干数量的客户端，用户可以通过所述客户端远程访问所述物联网云平台。

在本实施例中，所述系统100通过所述设备感知层101采集业务数据，通过所述汇聚层102中的边缘网关对业务数据进行分析，进行业务数据的预计算，并做出实时响应，并且在边缘网关空闲时将本地数据备份到平台层104，以供应用层105的用户远程访问。其中，所述平台层104作为所述系统100的处理核心，用于负责设备数据的解析，并管理边缘网关的数据通道，以及对数据进行分析、计算等。所述汇聚层102与所述设备感知层101处于同一局域网中，对物联网设备采集的业务数据就近进行计算，以分担所述平台层104的计算压力。

具体地，所述设备感知层101中的若干物联网设备具体可以是智能家居设备，比如空调盒子、智能手环、睡眠监测器、可穿戴式助听器等。全部的物联网设备组成所述设备感知层101。每个所述物联网设备用于采集业务数据，比如，所述业务数据包括空调的温度和运行模式、用户的心跳数据、用户的睡眠时间等。

其中，所述物联网设备在接入所述设备感知层101时，可以先联网，然后通过所述汇聚层102和所述网络层103向所述平台层104进行安全认证和关联注册用户。所述物联网设备都需要通过配网接入路由器获取网络能力。一些物联网设备(比如空调盒子、智能手环等)没有输入外设，对于此类设备可以通过第三方app来实现配网，具体可以采用smartconfig或ap方式实现配网。其中，smartconfig实现配网具体是，物联网设备处于混杂模式下监听网络中的所有报文；第三方app将ssid和密码编码到udp报文中，通过广播包或组播包发送；所述物联网设备接收该广播包或组播包，从而得到udp报文，并解码，以得到正确的ssid和密码，然后主动连接指定ssid的路由，从而接入网络。ap方式实现配网具体是，物联网设备处于ap模式，运行所述第三方app的智能终端为station模式，智能终端连接所述物联网设备的ap后组成局域网，该智能终端发送需要连接路由的ssid和密码至所述物联网设备，从而使该物联网设备主动去连接指定路由，以完成配网。其中，所述第三方app是预设的应用程序，其运行于智能终端。

执行上述物联网设备配网的操作可以是在物联网设备首次接入所述局域网时进行，待物联网设备已经联网后，不必再重复联网。当有新的物联网设备加入所述设备感知层101时，同样可以采用上述方法将新加入的物联网设备联网。

所述物联网设备联网后，可以向所述平台层104发送认证命令，以在所述平台层104对应的物联网云平台将物联网设备与注册用户进行关联。

值得说明的是，上述物联网设备联网后与所述边缘网关处于同一局域网中，并且物联网设备和边缘网关都在物联网云平台认证成功，并关联到物联网云平台注册用户下。

在所述物联网设备联网并关联注册用户后，所述物联网设备还用于通过连接边缘网关，来实现所述边缘网关与每个所述物联网设备的通讯。物联网设备与边缘网关连接时通常是由边缘网关发送广播包，物联网设备根据广播包与所述边缘网关连接。然而当物联网设备较多时，存在不同的ip网段问题，从而无法使用局域网中的广播通信方案，因此，在一些实施例中，可以通过上述第三方app实现物联网设备与所述边缘网关的连接。具体地，所述第三方app从所述物联网云平台获取边缘网关信息，根据获得的边缘网关信息向所述物联网云平台发送切网命令请求；所述物联网云平台根据所述切网命令请求向所述物联网设备发送切网命令，接收到所述切网命令的物联网设备连接至所述切网命令请求对应的边缘网关。

上述与所述边缘网关建立通讯连接的物联网设备可以包括一台或多台，所述边缘网关的数量也可以是一台或多台，其中，一台边缘网关对应一台或多台物联网设备，与同一台边缘网关连接的物联网设备接入同一局域网。

可以理解的是，所述边缘网关具有网络能力，其可以作为服务端支持各种物联网设备以客户端的形式接入，为了提高系统安全性，所述边缘网关需要对接入的物联网设备进行检测，只有合法的物联网设备才支持接入。

因此，在一些实施例中，在所述边缘网关与每个所述物联网设备建立连接后，所述边缘网关还用于接收所述物联网设备发送的认证命令，根据所述认证命令对所述物联网设备的合法性进行验证，以实现与所述物联网设备的业务数据通信。

其中，与所述边缘网关连接的物联网设备必须在所述物联网云平台完成认证，完成认证后的物联网设备能够获得待连接的边缘网关的ip和端口。所述物联网设备根据所述ip和端口连接所述边缘网关。所述物联网设备成功连接所述边缘网关后，所述物联网设备向所述边缘网关发送认证命令，以确定所述物联网设备是否满足预设接入要求，如果满足，则所述边缘网关向所述物联网设备发送接入认证成功指示，由此，所述物联网设备可以与所述边缘网关进行业务数据通信。其中，所述预设接入要求包括：所述物联网设备是所述边缘网关支持接入的设备，并且所述物联网设备和所述边缘网关均对应同一注册用户。

其中，所述物联网设备是所述边缘网关支持接入的设备指的是所述物联网设备接入所述物联网云平台要进行认证鉴权，只有认证鉴权通过的物联网设备才能接入所述边缘网关。所述认证鉴权需要所述物联网云平台进行配合。具体地，比如，所述物联网设备上线后会先在所述物联网云平台上和某个特定的用户进行关联，然后所述物联网云平台将所述物联网设备的数据推送到该用户下面的边缘网关，所述边缘网关本地会实时的和所述物联网云平台同步这些物联网设备数据，最后，所述边缘网关以本地的物联网设备数据判断所述物联网设备是否能接入所述边缘网关，其中，当所述物联网设备数据符合所述边缘网关的要求时，则所述物联网设备能够接入所述边缘网关。

所述物联网设备与所述边缘网关均对应同一注册用户指的是所述物联网设备和所述边缘网关在所述物联网云平台关联的是同一注册用户。

在本实施例中，通过上述两个条件对接入边缘网关的物联网设备进行身份验证，从而提高了边缘网关和接入的数据的安全性，避免了恶意设备接入边缘网关。此外，接入的物联网设备和所述边缘网关是对应同一注册用户的，从而方便了物联网云平台对用户和设备的管理。

在一些实施例中，在所述边缘网关对所述物联网设备的合法性进行验证之前，所述边缘网关还用于根据物联网设备发送的连接请求与所述物联网设备建立通讯通道。其中，在所述物联网设备具备了网络能力后，向所述边缘网关发送连接请求，以连接所述边缘网关，所述连接请求是所述物联网设备在通过所述物联网云平台的认证之后接收到所述物联网云平台发送的切网命令后触发的。在本实施例中，所述连接请求包括物联网设备的标识信息，所述边缘网关根据物联网设备发送的连接请求与所述物联网设备建立通讯通道包括：所述边缘网关关联所述标识信息与设备通道，从而通过所述设备通道与所述物联网设备通讯。其中，所述边缘网关设有至少一个设备通道，所述边缘网关可以将所述物联网设备的标识信息与所述设备通道进行关联，从而使所述边缘网关通过所述设备通道与其对应的物联网设备通讯。其中，所述标识信息是所述物联网设备在所述物联网云平台注册的唯一标识。所述标识信息和所述设备通道可以是一一对应或者多对一的关系，即一个标识信息对应一个设备通道，或者多个标识信息对应一个设备通道。所述边缘网关可以根据所述设备通道向所述物联网设备下发指令。所述边缘网关可以控制所述设备通道的开启和关闭。所述设备通道和所述标识信息的对应关系可以保存在本地或者物联网云平台，并且用户可以管理该设备通道和所述标识信息的对应关系。

当所述物联网设备是所述边缘网关验证通过的可以数据接入的设备后，所述物联网设备和所述边缘网关可以通过上述设备通道进行数据传输。所述物联网设备可以向所述边缘网关传输数据，所述边缘网关也可以向所述物联网设备发送命令。

具体地，所述边缘网关用于接收所述物联网设备发送的业务数据，并对所述业务数据进行数据处理。所述接收所述物联网设备发送的业务数据，并对所述业务数据进行数据处理包括：

接收所述物联网设备发送格式为预设通信协议对应的格式的业务消息，所述业务消息包括所述预设通信协议的协议头、包含业务数据的数据区和协议校验位，所述协议头包括所述数据区的长度和用于指示解析方式的解析标识；

根据所述数据区的长度从所述业务消息中提取所述业务数据，并根据所述协议校验位校验提取得到的业务数据；

在校验所述提取得到的业务数据通过的情况下，根据所述解析标识将所述提取得到的业务数据转换成预设数据格式的业务数据；

对转换得到的所述预设数据格式的业务数据进行业务计算，以获得数据处理结果。

其中，所述协议头主要用于添加一些公共信息，比如该公共信息用于指示当前协议是什么协议。所述协议头的部分信息可以检验协议的合法性，识别发送数据包的物联网设备。此外，还可以利用协议头的信息解决tcp传输内容过程中的粘包现象，其中，tcp粘包现象指的是发送方发送的若干包数据到接收方接收时粘成一包，从接收缓冲区看，后一包数据的头紧接着前一包数据的尾。通常解决tcp粘包现象的方式包括两种途径，第一种是格式化数据，即每条数据有固定的格式(开始符和结束符)；第二种是发送长度，即发送每条数据的时候将数据的长度一并发送，比如可以选择每条数据的前4位是数据的长度，应用层处理时可以根据长度来判断每条数据的开始和结束。那么利用协议头的信息解决tcp粘包现象可以是在所述协议头中定义每条数据的开始符和结束符，也可以是定义每条数据的长度，从而可以根据协议头定义的信息解决所述tcp粘包现象。所述数据区用于存储待传递的数据，其内部可以是json格式数据，也可以是xml定义模板生成的字节数据，其中，json格式是一种轻量级的数据交换格式，json格式数据可以适用于计算能力较强的设备。所述xml定义模板生成的字节数据即xml格式的数据，xml格式是一种纯文本格式，其适用于计算能力较弱的设备。所述协议校验位主要是为了检测在网络传输过程中出现的内容错误问题，该内容错误问题会导致边缘网关异常操作。

在本实施例中，所述协议头包括所述数据区的长度和用于指示解析方式的解析标识。所述数据区的长度用于指示数据区存放的业务数据的长度，所述解析标识用于指示所述数据区存储的业务数据的数据格式。

所述根据所述数据区的长度从所述业务消息中提取所述业务数据即是：从所述业务消息中提取出具有预设长度的业务数据，所述预设长度存放在上述协议头中。

所述根据所述协议校验位校验提取得到的业务数据即是：通过所述协议校验位校验提取得到的业务数据是否完整，是否在网络传输过程中出现错误等问题。由此，能够避免因为内容错误而导致的边缘网关异常操作，提高了设备的稳定性。其中，所述协议校验位的内容具体可以是根据协议头和数据区内容生成的crc码，通过crc码校验所述业务数据。在其他一些实施例中，可以使用海明码来替代crc码，crc码可以检验错误但不能纠错，当设备协议数据在传输过程中发生变化时，使用海明码可以知道协议错误的位置，并将错误位纠正过来。

所述根据所述解析标识将所述提取得到的业务数据转换成预设数据格式的业务数据即是：根据所述解析标识所指示的所述业务数据的数据格式将提取得到的业务数据转换成预设数据格式的业务数据。比如，所述解析标识指示所述数据区的业务数据是json格式，此时所述边缘网关根据所述解析标识将提取得到的所述业务数据直接转换成json数据；又比如，所述解析标识指示所述数据区的业务数据是xml格式，此时所述边缘网关选取预定义的模板(比如xml模板)解析提取得到的所述业务数据，然后再将解析后的业务数据生成对应的json数据。

在一些实施例中，所述协议头还包括所述预设通信协议的版本号。其中，所述版本号对应一种或多种解析模板(比如多种xml模板)，所述解析模板用于解析或封装数据区内的业务数据。其中，所述根据所述解析标识将所述提取得到的业务数据转换成预设数据格式的业务数据还包括：根据所述解析标识选择与所述版本号对应的解析模板，将所述提取得到的业务数据转换成预设数据格式的业务数据。

比如，所述解析标识指示所述数据区的业务数据是xml格式，已知所述边缘网关预存了多种xml模板，该多种xml模板分别定义的数据区的内容和内容长度等存在一定的区别。根据所述解析标识选择与所述版本号对应的解析模板，即从所述多种xml模板中选择所述版本号对应的一种或多种xml模板。最后根据选择的xml模板对提取得到的业务数据进行解析和格式转换。其中，可以采用xstream.jar插件作为解析xml文件的基础工具，所述xml模板定义了数据区每个内容的长度和含义，所述xstream.jar插件可以根据xml模板定义的格式将数据区的内容提取出来，并转化成json格式，以供所述边缘网关的模块使用。在本实施例中，使用xml模板解析业务数据，从而可以支持一些计算能力较差的物联网设备接入所述边缘网关。

其中，所述边缘网关还用于将所述版本号与所述物联网设备进行关联。由此，可以根据所述版本号获得所述物联网设备对应的解析模板。所述物联网设备每次基于所述预设通信协议对应的格式向所述边缘网关发送业务消息时，都可以在所述格式对应的协议头中携带所述预设通信协议的版本号，所述边缘网关将所述版本号与所述物联网设备关联起来，当所述边缘网关与所述物联网设备通讯时，可以根据所述版本号选择对应的解析模板，以便所述边缘网关基于所述解析模板对下发的指令进行封装，或者对接收的指令进行解析。

上述通过预设通信协议对应的格式来传递业务消息，一方面，可以对出现异常的数据进行及时干预和处理；另一方面，能够支持计算能力较差的物联网设备接入所述边缘网关；最后，安全性和灵活性更高。

所述边缘网关还可以将上述数据的处理结果反馈给用户，比如，向用户提供物联网设备的运行状态(比如设备是否在线或离线或出现故障等)，物联网设备采集的业务数据(比如用户当前的心率、体动，是否卧床等)，以及数据告警信息(比如某位用户心率超出设置的警戒值，则及时将数据同步到相关工作人员以告警)等。

进一步的，所述边缘网关还可以将获得的数据同步到物联网云平台。其中，所述边缘网关可以将所述业务数据以及所述业务数据的处理结果保存在本地，可以根据物联网设备的类型和业务数据对应的时间戳来顺序保存数据。当所述边缘网关网络通畅时，将本地保存的数据同步到物联网云平台，所述物联网云平台可以基于收到的数据进行离线计算，比如，可以根据收到的用户睡眠数据生成用户睡眠质量报告，并可以将所述用户质量报告推送给用户。

在本实施例中，所述边缘网关主要用于边缘计算，就近计算物联网设备采集的数据。所述边缘网关的内部设备数据可以与所述物联网云平台的数据同步，当某一边缘网关异常时，还可以继续使用所述物联网云平台所述物联网设备采集的数据进行计算。其中，所述边缘网关与所述物联网云平台数据同步时，可以采用两种策略，第一种是将不经常变化的数据(比如公司出厂设备的协议模板)在所述物联网设备出厂时直接烧录到边缘网关软件中，由此，不需要边缘网关通过网络再去获得这些数据，减轻了边缘网关对网络的依赖，加快了处理速度。第二种是针对没有烧录进边缘网关的数据，该数据是出厂前无法知道的，可以由所述边缘网关根据主动拉取策略去获得该数据。所述边缘网关可以基于上述两种方式获得相关数据，当获得的这些数据需要更新时，可以由所述物联网云平台基于tcp协议来通知边缘网关更新数据，待更新的数据，可以是所述边缘网关通过所述网络层103从物联网云平台下载。

综上，所述边缘网关可以连接物联网设备，对接入的物联网设备进行安全认证，从与其连接的所述物联网设备获得业务数据，并对所述业务数据进行数据计算，数据计算的结果可以展示给用户，此外，所述边缘网关的数据可以同步保存至物联网云平台。在配置所述边缘网关时，所述边缘网关的内部数据可以与物联网云平台同步；在数据传输时，可以基于预设的协议格式来传输数据，并且采用xml模板的形式解析协议，并且可以对支持的协议进行管理和更新。

在一些实施例中，所述边缘网关可以通过其上运行的设备接入模块、数据缓冲模块、业务处理模块以及业务展示模块来实现上述实施例描述的各项功能，具体地，如图2所示，为所述汇聚层的一种架构设计。所述设备接入模块、所述数据缓冲模块、所述业务处理模块以及所述业务展示模块基于该架构实现物联网设备的连接和数据接入，物联网设备传输的数据的计算，以及数据计算结果的展示。其中，所述设备接入模块，用于接收所述业务数据，并根据传输数据的通信协议将所述业务数据转换成预设的数据格式；所述数据缓冲模块，用于缓存所述转换成预设的数据格式的业务数据；所述业务处理模块，用于分析和处理所述转换成预设的数据格式的业务数据，以生成展示数据；所述业务展示模块，用于向用户反馈所述展示数据。

其中，所述设备接入模块可以将业务数据转换成json格式。所述数据缓冲模块除了缓存转换成预设的数据格式的业务数据之外，还可以缓存高并发流量数据。所述业务处理模块生成的展示数据具体可以是图形化数据，比如用户睡眠情况分析表，其包括用户的睡眠时间、体动次数、是否打鼾等。所述业务展示模块可以基于http协议从所述业务处理模块获取所述展示数据，并展示给用户。所述业务展示模块还可以基于http协议提供app或web访问的接口，以供用户随时访问数据，了解被监测用户的相关情况。

其中，所述设备接入模块还包括至少一个设备通道，所述边缘网关还用于，获取所述物联网设备在所述平台层注册的标识信息，并将所述标识信息与所述设备通道关联，以使所述边缘网关根据关联的所述设备通道与所述标识信息对应的物联网设备通讯。边缘网关作为一个边缘节点，物联网设备可以通过边缘网关透传数据，所述边缘网关也可以根据该数据判断物联网设备是否有执行特定业务的能力，如果有，所述边缘网关可以与该物联网设备建立专门的连接。因此，可以通过所述设备通道和所述标识信息将所述物联网设备与边缘网关关联起来，当边缘网关需要驱动该物联网设备时，就可以根据所述设备通道和所述标识信息找到对应的物联网设备。其中，可以建立一个图表(比如映射表)将物联网设备的唯一标识与所述设备通道关联起来，当其中一个或多个设备通道关闭时，可以在所述图表中移除对应的设备通道。

在本发明实施例中，所述业务数据具体可以是用户健康数据，所述用户健康数据用于表示用户的健康状态，比如，心率、血压、血糖、睡眠质量、体重等。所述物联网数据处理系统100具体可以应用于养老服务行业，可以针对疗养院或养老院建立该物联网数据处理系统100，在疗养院或养老院内部建立局域网，并搭建边缘网关，疗养院或养老院内的各种智能家居设备可以连入该局域网，通过所述边缘网关对所述智能家居设备采集的数据进行计算，并及时做出响应。与此同时，物联网云平台也可以对智能家居设备采集的数据进行解析和计算，并对老人的健康情况提供参考意见。

本发明实施例提供了一种物联网数据处理系统，该系统包括设备感知层、汇聚层、网络层以及平台层，所述设备感知层和所述汇聚层处于同一局域网中，所述设备感知层包括若干物联网设备，所述物联网设备用于采集业务数据，所述汇聚层包括边缘网关，所述边缘网关与所述物联网设备通讯连接，用于分析和处理所述业务数据，并将处理所述业务数据所获得的结果直接反馈给用户，所述网络层与所述边缘网关通讯连接，用于传输处理后的业务数据至所述平台层，所述平台层接收所述处理后的业务数据，并同步存储该处理后的业务数据。本发明实施例提供的物联网数据处理系统通过所述汇聚层对数据进行处理并及时反馈给用户，并且该汇聚层和设备感知层在同一局域网中，由此降低了网络时延，提高了数据传输效率，使用户能够及时得到反馈，提升了用户体验。

基于上述物联网数据处理系统，下述实施例提供了一种数据处理方法，该方法应用于位于所述汇聚层的所述边缘网关，所述边缘网关与所述物联网云平台通讯连接，如图3所示，所述方法包括：

s21、接收物联网设备发送的连接请求，根据所述连接请求连接所述物联网设备，其中，所述连接请求是所述物联网设备在通过所述物联网云平台的认证之后接收到所述物联网云平台发送的切网命令后触发的。

其中，所述连接请求是所述物联网设备请求与所述边缘网关建立通讯连接的请求。所述物联网设备发送所述连接请求之前需要先完成物联网设备联网和认证。所述物联网设备都需要通过配网接入路由器以获得网络能力，对于没有输入外设的物联网设备(比如空调盒子等)需要借助外部终端采用smartconfig或ap方式实现配网。其中，smartconfig实现配网具体是，物联网设备处于混杂模式下监听网络中的所有报文；终端设备上的第三方app将ssid和密码编码到udp报文中，通过广播包或组播包发送；所述物联网设备接收该广播包或组播包，得到udp报文，并解码，从而得到正确的ssid和密码，然后所述物联网设备主动连接指定ssid的路由，从而接入网络。ap方式实现配网具体是，物联网设备处于ap模式，运行所述终端设备为station模式，所述终端设备连接所述物联网设备的ap后组成局域网，所述终端设备发送需要连接路由的ssid和密码至所述物联网设备，从而使该物联网设备主动去连接指定路由，以完成配网。其中，所述第三方app是预设的应用程序，其运行于所述终端设备上，所述终端设备是外部设备，其可以是用户的手机、平板电脑、笔记本电脑等等。

在本实施例中，所述物联网设备联网和认证的过程包括：物联网设备接收终端设备发送的物联网云平台的连接信息，所述连接信息包括所述物联网云平台的认证信息；所述物联网设备根据所述物联网云平台的连接信息向所述物联网云平台发送认证消息，所述认证消息包括所述物联网云平台的认证信息和所述物联网设备的标识信息；所述物联网设备接收所述物联网云平台发送的认证通过消息，所述认证通过消息为所述物联网云平台在根据所述认证信息确定所述物联网设备通过认证，并将所述物联网设备的标识信息与所述终端设备对应的用户注册标识关联之后发生的。其中，所述终端设备可以通过第三方app向所述物联网设备发送物联网云平台的连接信息，所述连接信息具体可以是服务集标识(servicesetidentifier，ssid)和密码key，所述密码key是所述物联网云平台的认证信息。所述物联网设备的标识信息用于唯一标识所述物联网设备，比如可以是设备序列号。所述物联网云平台根据所述认证信息和所述物联网设备的标识信息对所述物联网设备进行认证，当所述物联网设备发送的认证信息与所述物联网云平台的认证信息相同时，则所述物联网设备通过认证。在所述物联网设备通过认证后，所述物联网云平台将所述物联网设备的标识信息与所述物联网设备对应的用户注册标识进行关联，从而使所述物联网设备关联用户。

其中，所述物联网设备通过认证后，可以从所述物联网云平台获得所述边缘网关的ip和端口，所述物联网设备根据所述ip和所述端口访问所述边缘网关。

需要说明的是，所述边缘网关也可以采用上述方式在所述物联网云平台进行认证，并关联在所述物联网云平台注册的用户。

在所述物联网设备联网并完成认证后，物联网云平台可以向所述物联网设备发送切网命令，所述物联网设备接收到所述切网命令后向所述切网命令对应的边缘网关发送连接请求。其中，物联网云平台可以根据其系统设置的命令主动向物联网设备发送切网命令，所述物联网云平台也可以在接收到终端设备发送的消息后触发所述切网命令，其中，所述终端设备是外部设备，其可以获得所述物联网设备待连接的边缘网关信息，可以由用户主动触发所述切网命令。

在一些实施例中，所述物联网设备发送的连接请求包括所述物联网设备的标识信息，所述边缘网关设有至少一个设备通道，所述边缘网关可以将所述物联网设备的标识信息与所述设备通道进行关联，从而使所述边缘网关通过所述设备通道与其对应的物联网设备通讯。其中，所述标识信息是所述物联网设备在所述物联网云平台注册的唯一标识。所述标识信息和所述设备通道可以是一一对应或者多对一的关系，即一个标识信息对应一个设备通道，或者多个标识信息对应一个设备通道。所述边缘网关可以根据所述设备通道向所述物联网设备下发指令。所述边缘网关可以控制所述设备通道的开启和关闭。所述设备通道和所述标识信息的对应关系可以保存在本地或者物联网云平台，并且用户可以管理该设备通道和所述标识信息的对应关系。

s22、接收所述物联网设备发送的数据接入请求。

所述数据接入请求是所述物联网设备请求向所述边缘网关发送业务数据的请求。其中，可以通过所述设备通道接收所述数据接入请求。

s23、若根据所述数据接入请求确定所述物联网设备满足预设接入要求，向所述物联网设备发送接入认证成功指示，其中，所述物联网设备满足接入要求包括：所述物联网设备是所述边缘网关支持接入的设备，并且，所述物联网设备和所述边缘网关均对应同一注册用户。

可以理解的是，边缘网关具有网络能力，其可以作为服务端支持各种各样的物联网设备以客户端的形式接入。因此，为了提高设备的安全性，需要对接入的物联网设备的合法性进行检测，只有满足要求的物联网设备才可以向所述边缘网关发送业务数据。

其中，所述物联网设备是所述边缘网关支持接入的设备指的是所述物联网设备接入所述物联网云平台要进行认证鉴权，认证鉴权通过后的物联网设备才能接入所述边缘网关。所述认证鉴权需要所述物联网云平台进行配合，具体地，所述物联网设备上线后会先在所述物联网云平台上和某个特定的用户进行关联，然后所述物联网云平台将所述物联网设备的数据推送到该用户下面的边缘网关，所述边缘网关本地会实时的和所述物联网云平台同步这些物联网设备数据，最后，所述边缘网关以本地的物联网设备数据判断所述物联网设备是否能接入所述边缘网关。

在其他一些实施例中，判断所述物联网设备是否是所述边缘网关支持接入的设备还可以包括：所述物联网设备发送信息(比如物联网设备的识别信息)至所述物联网云平台，所述物联网云平台对所述信息进行加密处理，并将密钥返回给所述物联网设备，所述物联网设备将所述密钥发送给边缘网关，所述边缘网关通过预设算法解密所述密钥，如果解密后的密钥是符合要求的，则表示所述物联网设备是支持接入的设备，否则不是支持接入的设备。

所述物联网设备与所述边缘网关均对应同一注册用户指的是所述物联网设备和所述边缘网关在所述物联网云平台关联的是同一注册用户。比如，所述注册用户是某一养老院，所述物联网设备和所述边缘网关均是所述养老院下的全部物联网设备和全部边缘网关。一个注册用户可以对应一个或多个边缘网关，一个边缘网关可以对应一个或多个物联网设备。

在本实施例中，通过上述两个条件对接入边缘网关的物联网设备进行身份验证，从而提高了边缘网关和接入的数据的安全性，避免了恶意设备接入边缘网关。此外，接入的物联网设备和所述边缘网关是对应同一注册用户的，从而方便了物联网云平台对用户和设备的管理。

s24、接收所述物联网设备发送的业务数据，并对所述业务数据进行数据处理。

所述业务数据是与当前业务相关的全部数据，比如，当前业务为智慧养老，所述业务数据包括老人身体健康数据(比如心率、血压、血糖、睡眠数据(包括睡眠时间、体动、打鼾等)等)。所述业务数据还包括检测所述老人身体健康数据的设备的数据，比如设备的运行状态数据(包括设备是否在线或离线或出现故障等)、设备的用电数据等。

在本实施例中，所述边缘网关获得所述业务数据后，对所述业务数据进行数据处理，具体地，如图4所示，所述接收所述物联网设备发送的业务数据，并对所述业务数据进行数据处理，包括：

s241、接收所述物联网设备发送格式为预设通信协议对应的格式的业务消息，所述业务消息包括所述预设通信协议的协议头、包含业务数据的数据区和协议校验位，所述协议头包括所述数据区的长度和用于指示解析方式的解析标识；

s242、根据所述数据区的长度从所述业务消息中提取所述业务数据，并根据所述协议校验位校验提取得到的业务数据；

s243、在校验所述提取得到的业务数据通过的情况下，根据所述解析标识将所述提取得到的业务数据转换成预设数据格式的业务数据；

s244、对转换得到的所述预设数据格式的业务数据进行业务计算，以获得数据处理结果；

s245、向用户展示所述数据处理结果。

在本实施例中定义了一种通信协议格式，所述通信协议格式包括协议头、数据区和协议校验位。所述协议头是定义的内部协议标准，其包括协议类型、协议长度等，在本实施例中，所述协议头还包括数据区的长度和用于指示解析方式的解析标识。所述数据区的长度指的是从所述数据区提取的数据的长度。所述解析标识指的是用于指示所述数据区存放的数据的格式的标识。所述数据区用于存放数据，比如存放业务数据。所述数据区的数据格式可以是json格式，也可以是xml格式，还可以是其他数据格式。通过所述解析标识可以获得数据区数据的格式。所述协议校验位用于对所述数据区的数据内容进行校验，以检测在网络传输过程中数据是否出现内容错误的问题，从而可以避免所述边缘网关异常操作而增加的检验。

其中，所述协议头还包括所述预设通信协议的版本号，所述方法还包括：将所述版本号与所述物联网设备进行关联。所述根据所述解析标识将所述提取得到的业务数据转换成预设数据格式的业务数据包括：根据所述解析标识选择与所述版本号对应的解析模板，将所述提取得到的业务数据转换成预设数据格式的业务数据。

需要说明的是，上述步骤s21-s24的详细过程可以参考上述系统实施例。

所述数据处理结果与所述业务数据相关，比如，所述业务数据是用户的睡眠状态数据，其包括睡眠时间和时长、体动次数、是否打鼾、是否卧床等，则所述数据处理结果可以是用户的睡眠质量检测报告。又比如，所述业务数据是物联网设备的工作状态数据，其包括空调机的温度、工作频率、耗电量、是否故障等，则所述数据处理结果可以是物联网设备检测报告。

所述边缘网关获得所述数据处理结果后向用户展示所述数据处理结果。展示所述数据处理结果时，可以是在所述边缘网关的用户界面直接展示，也可以由所述边缘网关将所述数据处理结果发送给用户终端，以使用户获得所述数据处理结果。

在一些实施例中，所述数据处理结果还可以包括数据告警信息，比如当获得某位用户的心率超出设置的警戒值时，可以及时将数据告警信息同步至相关的工作人员。

在一些实施例中，同样请参阅图3，所述方法还包括：

s25、向所述物联网云平台发送所述业务数据以及所述业务数据的数据处理结果，以使所述物联网云平台进行数据同步。

其中，所述边缘网关可以将所述业务数据以及所述业务数据的数据处理结果保存在本地，可以根据发送所述业务数据的物联网设备的类型和数据对应的时间戳来顺序保存相关数据。当所述边缘网关网络通畅时，将本地保存的数据同步到物联网云平台，所述物联网云平台可以基于收到的数据进行离线计算，比如，可以根据收到的用户睡眠数据生成用户睡眠质量报告，并可以将所述用户质量报告推送给用户。

本发明实施例提供了一种数据处理方法，该方法能够在边缘侧就近对各种物联网设备采集的数据进行计算处理，并且能实时的将相关数据的处理结果呈现给用户，当出现异常时能够及时干预和处理。此外，边缘网关和物联网设备处于同一局域网中，当出现网络抖动或无外网时，依然能够提供服务。最后，通过所述边缘网关管理多个物联网设备，过滤物联网云平台不需要的数据，从而降低了物联网云平台的节点接入数和带宽。

基于上述物联网数据处理系统，下述实施例提供了一种数据处理方法，该方法应用于位于所述设备感知层的所述物联网设备，如图5所示，所述方法包括：

s31、在所述物联网设备通过物联网云平台的认证后，接收所述物联网云平台发送的切网命令，所述切网命令包括边缘网关信息；

s32、根据所述切网命令向所述边缘网关信息对应的边缘网关发送连接请求，以使所述物联网设备连接所述边缘网关；

s33、发送数据接入请求至所述边缘网关，以使所述边缘网关判断所述物联网设备是否满足预设接入要求，其中，所述物联网设备满足接入要求包括：所述物联网设备是所述边缘网关支持接入的设备，并且，所述物联网设备和所述边缘网关均对应同一注册用户；

s34、在接收到所述边缘网关发送的接入认证成功指示之后，发送业务数据至所述边缘网关，以使所述边缘网关对所述业务数据进行数据处理。

其中，所述发送业务数据至所述边缘网关，以使所述边缘网关对所述业务数据进行数据处理，包括：发送格式为预设通信协议对应的格式的业务消息至所述边缘网关，所述业务消息包括所述预设通信协议的协议头、包含业务数据的数据区和协议校验位，所述协议头包括所述数据区的长度和用于指示解析方式的解析标识，所述数据区的长度被所述边缘网关用于从所述业务消息中提取所述业务数据，所述协议校验位被所述边缘网关用于校验提取得到的业务数据，所述解析标识被所述边缘网关用于将所述提取得到的业务数据转换成预设数据格式的业务数据，以对转换得到的所述预设数据格式的业务数据进行业务计算，从而获得数据处理结果。

其中，所述接收所述物联网云平台发送的切网命令之前，还包括：

接收终端设备发送的物联网云平台的连接信息，所述连接信息包括所述物联网云平台的认证信息；

根据所述物联网云平台的连接信息向所述物联网云平台发送认证消息，所述认证消息包括所述物联网云平台的认证信息和所述物联网设备的标识信息；

接收所述物联网云平台发送的认证通过消息，所述认证通过消息为所述物联网云平台在根据所述认证信息确定所述物联网设备通过认证，并将所述物联网设备的标识信息与所述终端设备对应的用户注册标识关联之后发送的。

需要说明的是，本发明实施例提供的数据处理方法与上述设备实施例以及上述方法实施例是基于相同的构思的，具体内容可参见本发明上述设备实施例和方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

如图6所示，图6是本发明实施例提供的一种数据处理方法的交互图，该数据处理方法应用于边缘网关和物联网设备。首先，所述物联网设备进行联网，以获得网络能力，所述物联网设备可以借助外部的设备终端进行联网，具体的可以参考上述方法实施例。在所述物联网设备联网后，向所述物联网云平台发送认证命令，与此同时，所述边缘网关也向所述物联网云平台进行认证。所述物联网云平台将认证成功后的物联网设备和边缘网关关联至同一注册的用户下。一个注册用户可以对应一个或多个边缘网关，一个边缘网关可以对应一个或多个物联网设备。接下来，通过所述外部终端设备将所述物联网设备连接所述边缘网关，所述外部终端设备可以从所述物联网云平台获取边缘网关信息，并向所述物联网云平台发送连接请求，所述物联网云平台根据所述连接请求向所述物联网设备发送切网命令，所述切网命令包括所述边缘网关的信息(比如边缘网关的ip和端口)，所述物联网设备根据所述切网命令连接所述边缘网关。在所述物联网设备与边缘网关连接后，可以向所述边缘网关发送数据接入请求，通过所述数据接入请求所述边缘网关对所述物联网设备的合法性进行检测，只有所述物联网设备满足预设要求时，所述物联网设备才是能够合法接入数据的设备，其中，所述预设要求包括所述物联网设备是所述边缘网关支持接入的设备，并且所述物联网设备和所述边缘网关均对应同一注册用户。当检测所述物联网设备是合法的后，所述边缘网关向所述物联网设备发送数据接入成功命令，此时，所述物联网设备可以向所述边缘网关发送业务数据，所述边缘网关对所述业务数据进行数据处理，并向用户显示所述业务数据的处理结果。其中，所述业务数据发送的过程中是基于预设通信协议对应的格式进行消息传输的，因此，所述边缘网关对所述业务数据进行数据处理时，可以根据所述预设通信协议进行处理，具体地，可以参考上述各个实施例。进一步地，所述边缘网关可以将其获得的数据同步至所述物联网云平台。

本发明实施例提供的方法主要是通过边缘网关与物联网设备进行通信，边缘网关基于边缘计算等技术将从物联网设备获得的数据进行分析和计算，并向用户展示数据处理结果，该方式不需要物联网设备的数据都只能通过所述物联网云平台来处理，而是通过与其处于同一局域网的边缘网关进行就近计算，从而提高了数据传输效率，使用户能够及时得到反馈，提升了用户体验。另外，本发明提供的方法在出现网络抖动或者无外网的情况下，依然能够提供服务，其降低了对网络的依赖。最后，通过自定义的通信协议格式，可以支持计算能力较弱的设备接入边缘网关，能够对网络传输过程出现的异常数据进行及时干预和处理，并且提高了整个系统的安全性和灵活性。

图7是本发明实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图，所述电子设备40可以用于执行上述方法实施例。所述电子设备40包括：

一个或多个处理器41和存储器42，图7中以一个处理器41为例。

处理器41和存储器42可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。

存储器42作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的数据处理方法对应的程序指令/模块。处理器41通过运行存储在存储器42中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而实现上述方法实施例提供的数据处理方法。

存储器42可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器42可选包括相对于处理器41远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器41。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述程序指令/模块存储在所述存储器42中，当被所述一个或者多个处理器41执行时，执行上述任意方法实施例中的数据处理方法。

所述电子设备40可以以多种形式存在，比如所述电子设备40是边缘网关，所述边缘网关包括但不限于pc计算机、工控机、物联网网关盒子、等等。比如所述电子设备40是物联网设备，所述物联网设备包括但不限于空调、睡眠检测器、心率计等等。

本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如图7中的一个处理器41，可使得上述一个或多个处理器可执行上述任意方法实施例中的数据处理方法。

本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被所述电子设备执行时，使所述电子设备执行上述任意方法实施例中的数据处理方法。

以上所描述的装置或设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。