一种基于MQTT的路由器网关设备管理方法及系统与流程

一种基于mqtt的路由器网关设备管理方法及系统
技术领域
1.本发明涉及路由器网关设备技术领域，特别是一种基于mqtt的路由器网关设备管理方法及系统。


背景技术：

2.实际应用中，用户使用的智能无线路由器网关设备可能会非常多并且分散在各个位置。如果需要查看状态信息、修改配置项和进行版本升级等操作等，是非常麻烦耗费时间的。现有的路由器远程管理系统(中国专利发明“一种路由器远程管理方法、系统和设备”，201510563550.9)包括智能路由器与智能路由器智能匹配的智能终端以及远程服务器端，远程服务器接收智能终端传输过来的用户数据，并自动生成一套执行程序，智能终端接收该执行程序，智能终端与智能路由器智能匹配，智能终端将该执行程序传输给智能路由器，智能路由器自动执行该执行程序完成路由器的设定，通过远程服务器端自动生成一套执行程序，供智能终端录入于智能路由器内，实现路由器的快速设定。现有路由器远程管理技术存储在如下问题：网络开销大；技术功能单一；操作麻烦，不够人性化等。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提出一种基于mqtt的路由器网关设备管理方法及系统，采用向智能无线路由器网关设备管理者提供基于mqtt的设备状态监控、配置与固件管理的方法，通过mqtt协议传输控制状态消息，占用带宽低，消耗流量少，对远端智能无线路由器网关设备统一管理，能够减少人工在设备侧的参与，从而减少人力维护成本。
4.本发明采用如下技术方案：
5.一方面，一种基于mqtt的路由器网关设备管理方法，包括：
6.s10，路由器网关设备通过mqtt连接到云平台服务器，上线后订阅与路由器网关设备的设备序列号相关联的主题，并主动上报路由器网关设备的设备信息；所述相关主题至少包括参数查询、参数配置和版本升级；
7.s20，云平台服务器基于路由器网关设备的设备序列号下发mqtt请求消息，请求查看路由器网关设备的状态参数；路由器网关设备接收请求消息，收集对应的状态参数并发送给云平台服务器；
8.s30，云平台服务器基于路由器网关设备的设备序列号下发mqtt消息，启动远程配置设备或远程批量配置多台设备，以对指定的状态参数进行配置；
9.s40，云平台服务器基于定制的升级计划，对指定的设备序列号下发升级消息；路由器网关设备接收升级消息，启动升级并上报升级状态。
10.优选的，所述s10，具体包括：
11.路由器网关设备接收配置的相关参数；所述相关参数包括云平台服务器的地址与端口，以及包括路由器网关设备的设备序列号；
12.路由器网关设备发起mqtt请求消息，请求连接到云平台服务器；连接上线成功后，
订阅相关主题；
13.路由器网关设备基于设备序列号上报订阅主题及上报路由器网关设备的设备信息；所述设备信息至少包括型号、设备序列号、连接状态和功能版本号；
14.路由器网关设备上线成功，并在所述云平台服务器显示。
15.优选的，路由器网关设备上线成功，并在所述云平台服务器显示之前，还包括：
16.云平台服务器接收到路由器网关设备的设备信息，判断功能版本号是否为旧版本，如果是，将新功能版本推送至路由器网关设备；
17.路由器网关设备自动进行新版本功能下载安装，安装成功自动重新上线。
18.优选的，路由器网关设备发起mqtt请求消息，请求连接到云平台服务器之后，还包括：
19.如果连接失败，则启动指数型重连机制。
20.优选的，所述状态参数包括：路由器网关设备的设备信息、网关模块的移动网络信息和网关模块的有线网络信息；所述设备信息至少包括imei号、模块号和版本；所述移动网络信息至少包括ip地址、掩码、运营商和连接状态；所述移动网络信息至少包括ip地址和协议。
21.优选的，所述远程配置设备，具体包括：
22.云平台服务器通过mqtt对应的设备序列号下发包括vpn内网穿透的服务器地址、端口和隧道域名的参数；
23.路由器网关设备根据下发的参数，以及根据当前配置的本地配置页面端口，进行隧道建立，并上报状态到云平台服务器。
24.优选的，所述远程配置设备，具体包括：
25.云平台服务器接收填写的json格式的配置信息，以及接收填写的待配置路由器网关设备，通过mqtt下发消息到对应的路由器网关设备；
26.待配置路由器网关设备收到配置消息后，解析消息体，并通过补丁方式或者覆盖方式修改本地配置文件。
27.优选的，所述补丁方式指把下发的配置参数的值填入原配置文件对应的参数中；所述覆盖的方式指以下发的配置为准，但保留下发的配置参数的值。
28.优选的，所述s40，具体包括：
29.s401，在云平台服务器上接收上传的固件并定制升级计划，通过mqtt下发升级请求到对应路由器网关设备；
30.s402，路由器网关设备成功接收到升级消息，回复成功到云平台服务器，并将消息体中的目标版本与本地版本进行比较，如果相同通过mqtt升级状态上报主题上报版本相同状态到云平台服务器，如果不同则继续往下执行；
31.s403，路由器网关设备保存目标版本号，根据消息体中固件路径下载固件，如果下载失败通过mqtt升级状态上报主题上报下载失败状态到云平台服务器，如果下载成功则继续往下执行；
32.s404，路由器网关设备判断下载到的固件中的机型型号与本地型号是否相同，如果不同通过mqtt升级状态上报主题上报固件匹配失败状态到云平台服务器，如果相同则继续往下执行；
33.s405，路由器网关设备进行固件md5校验，如果检验出错通过mqtt升级状态上报主题上报固件错误状态到服务器，如果成功则继续往下执行；
34.s406，路由器网关设备进行升级并重启，重启之后重新上线，并判断之前保存的目标版本号与当前版本号是否相同，相同则说明升级成功，通过mqtt升级状态上报主题上报固件升级成功到服务器。
35.另一方面，一种基于mqtt的路由器网关设备管理系统，包括若干路由器网关设备和云平台服务器；所述路由器网关设备和所述云平台服务器通过mqtt进行通信；所述路由器网关设备和所述云平台服务器用于实现所述的基于mqtt的路由器网关设备管理方法。
36.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
37.1、本发明基于mqtt协议，以极小的网络带宽占用进行数据传输，开销低，效率高；
38.2、本发明提供一整套的路由器网关设备远程操作，路由器网关设备在上线时基于设备序列号启动主题订阅(远程状态查看、远程配置、远程批量配置、远程升级等)、进行设备信息上报及升级到最新版本；路由器网关设备上线后，管理员可以在云平台服务器启动任意一项订阅，即进行远程状态查看、远程配置、远程批量配置、远程升级等，具体的可先通过远程状态查看路由器网关设备状态是否正常、配置是否合适、版本是否最新等，如果不合适，可启动远程配置/远程批量配置，如果版本不是最新的，创建升级计划启动升级；
39.3、本发明对于多台要配置相同参数值的路由器网关设备进行操作时，能够进行远程批量配置，满足一次性配置多台路由器网关设备的需求，且能够通过补丁方式或者覆盖方式修改本地配置文件，具体的当只需要配置一个或少量参数时，可以通过补丁方式以减少用户操作，当需要配置多个参数时，可以通过覆盖方式以减少用户操作，满足用户多样化的需求，使得配置更为人性化。
40.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下列举本发明的具体实施方式。
41.根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述及其他目的、优点和特征。
附图说明
42.图1为本发明实施例的基于mqtt的路由器网关设备管理方法的流程图；
43.图2为本发明实施例的本地开启功能并配置相关参数示意图；
44.图3为本发明实施例的基于设备序列号的订阅主题示意图；
45.图4为本发明实施例的路由器网关设备主动上报的设备信息示意图；
46.图5为本发明实施例的收集的状态参数示意图；
47.图6为本发明实施例的远程配置设备的示意图；
48.图7为本发明实施例的远程批量配置多台设备的示意图；其中，(a)表示配置信息示意图；(b)表示配置分组示意图；(c)表示配置任务示意图；
49.图8为本发明实施例的定制的升级计划的示意图。
具体实施方式
50.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
51.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
52.参见图1所示，本发明一种基于mqtt的路由器网关设备管理方法，包括：
53.s10，路由器网关设备通过mqtt连接到云平台服务器，上线后订阅与路由器网关设备的设备序列号相关联的主题，并主动上报路由器网关设备的设备信息；所述相关主题至少包括参数查询、参数配置和版本升级；
54.s20，云平台服务器基于路由器网关设备的设备序列号下发mqtt请求消息，请求查看路由器网关设备的状态参数；路由器网关设备接收请求消息，收集对应的状态参数并发送给云平台服务器；
55.s30，云平台服务器基于路由器网关设备的设备序列号下发mqtt消息，启动远程配置设备或远程批量配置多台设备，以对指定的状态参数进行配置；
56.s40，云平台服务器基于定制的升级计划，对指定的设备序列号下发升级消息；路由器网关设备接收升级消息，启动升级并上报升级状态。
57.具体的，参见图2至图4所示，所述s10具体包括：
58.s101，智能无线路由器网关设备本地开启功能并配置相关参数(参数主要为云平台服务器的地址与端口、设备序列号后发起mqtt连接到云平台服务器，连接失败则进行指数型重连机制，连接上线成功订阅包括状态、命令下发、升级以及事件等主题，之后通过路由器网关设备上报主题上报设备的型号、设备序列号、软硬件版本号、功能版本号等基础信息；
59.s102，云平台服务器收到远端上线路由器网关设备的设备信息，进行判断功能版本号是否为旧版本进行新功能版本推送，升级功能到最新版本，路由器网关设备收到自动进行新版本功能下载安装，安装成功自动重新上线；
60.s103，路由器网关设备上线成功，即可在云平台服务器查看到对应路由器网关设备。
61.具体的，设备序列号为图1中的设备id，设备序列号配置过一次后不可配置，通常出厂就已经固化过。图1中的“启用”即智能无线路由器网关设备本地开启功能。
62.所述指数型重连机制，具体包括：
63.第一次连接失败，则第二次将在2秒后尝试重连，若还是失败则4秒后重连，以此类推以2的n次方时间分别间隔8、16、32、64、128、256，超过256秒后又以0、2、4秒开始重复。
64.参见图5所示，本实施例所述的状态参数包括：路由器网关设备的设备信息、网关模块的移动网络信息和网关模块的有线网络信息；所述设备信息至少包括imei号、模块号
和版本；所述移动网络信息至少包括ip地址、掩码、运营商和连接状态；所述移动网络信息至少包括ip地址和协议。
65.参见图6所示，所述远程配置设备，具体包括：
66.云平台服务器通过mqtt对应设备序列号的执行主题下发包含vpn内网穿透的服务器地址、端口以及隧道域名等参数，路由网关设备根据参数，以及当前配置的本地配置页面端口(此功能原理为通过vpn穿透访问路由器网关设备的web配置页面，设备的web页面端口是可以进行配置的，通常出厂为80端口，因此进行穿透时需要根据当前设备配置的串口进行vpn建立)进行隧道建立，之后上报状态到云平台服务器。
67.通过所述远程配置设备，能够远程登录路由器网关的web配置页面进行操作，而无需去现场执行操作，减少人工在路由器网关设备侧的参与，从而减少人力维护成本。
68.参见图7所示，所述远程配置设备，具体包括：
69.云平台服务器接收填写的json格式的配置信息，以及接收填写的待配置路由器网关设备，通过mqtt下发消息到对应的路由器网关设备；
70.待配置路由器网关设备收到配置消息后，解析消息体，并通过补丁方式或者覆盖方式修改本地配置文件。
71.所述补丁方式指把下发的配置参数的值填入原配置文件对应的参数中；所述覆盖的方式指以下发的配置为准，但保留下发的配置参数的值。
72.对于多台要配置相同参数值的路由器网关设备进行操作时，能够进行远程批量配置，满足一次性配置多台路由器网关设备的需求，且能够通过补丁方式或者覆盖方式修改本地配置文件，具体的当只需要配置一个或少量参数时，可以通过补丁方式以减少用户操作(在图7的“配置信息框”中只需配置一条或少量数据)，当需要配置多个参数时，可以通过覆盖方式以减少用户操作(由于覆盖方式是保留下发的配置参数的值，因此同样在图7的“配置信息框”中只需配置一条或少量数据)，满足用户多样化的需求，使得配置更为人性化。
73.参见图8所示，所述s40，具体包括：
74.s401，在云平台服务器上接收上传的固件并定制升级计划，通过mqtt下发升级请求到对应路由器网关设备；
75.s402，路由器网关设备成功接收到升级消息，回复成功到云平台服务器，并将消息体中的目标版本与本地版本进行比较，如果相同通过mqtt升级状态上报主题上报版本相同状态到云平台服务器，如果不同则继续往下执行；
76.s403，路由器网关设备保存目标版本号，根据消息体中固件路径下载固件，如果下载失败通过mqtt升级状态上报主题上报下载失败状态到云平台服务器，如果下载成功则继续往下执行；
77.s404，路由器网关设备判断下载到的固件中的机型型号与本地型号是否相同，如果不同通过mqtt升级状态上报主题上报固件匹配失败状态到云平台服务器，如果相同则继续往下执行；
78.s405，路由器网关设备进行固件md5校验，如果检验出错通过mqtt升级状态上报主题上报固件错误状态到服务器，如果成功则继续往下执行；
79.s406，路由器网关设备进行升级并重启，重启之后重新上线，并判断之前保存的目
标版本号与当前版本号是否相同，相同则说明升级成功，通过mqtt升级状态上报主题上报固件升级成功到服务器。
80.本发明的通过在云平台服务器进行操作，能够保证指定的路由器网关设备快速升级到最新版本，从而实现版本的维护。
81.根据本发明的另一方面，一种基于mqtt的路由器网关设备管理系统，包括若干路由器网关设备和云平台服务器；所述路由器网关设备和所述云平台服务器通过mqtt进行通信；所述路由器网关设备和所述云平台服务器用于实现所述的基于mqtt的路由器网关设备管理方法。
82.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。