一种基于物联网的实时查询方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于物联网的实时查询方法。当不使用服务器时，用户终端将查询指令经由对应的物联网关发送至目标物联网终端，目标物联网终端根据查询指令采集数据并将所采集的数据经由物联网关发送回用户终端，提高数据实时性并降低成本。当使用服务器时，用户终端将把查询指令发送至服务器，服务器将接收到的查询指令发送到对应的物联网关，物联网关将接收到的查询指令发送至目标物联网终端，目标物联网终端根据查询指令采集数据并将采集的数据沿物联网关、服务器的路径发送回用户终端。本发明还使用长、短连接相结合的方式提高系统实时性，节约物联网关、用户终端的用电量；并通过自动计算和动态更新路由表的方式，提高了数据的发送成功率。
【专利说明】
一种基于物联网的实时查询方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种基于物联网的实时查询方法，属于物联网和互联网通信技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，现有的物联网实时查询都通过服务器将查询命令发送到目标客户端，而此种通信方式均基于连接互联网络的服务器支持，目标客户端设备通过内部装有的特定软件程序实现即时通信。上述的即时通信方式为现有的互联网通信，各客户端通信都必须通过服务器转发，且客户端和服务器之间往往使用单纯的长连接或单纯的短连接，这种单一的连接方式往往存在如通信实时性较差、客户端比较多、服务器资源消耗比较大等弊端。
[0003]此外，在物联网终端和物联网关的通信中，目前一般都采用预设置固定路由的方式，这种固定路由的方法在通信网络环境不稳定时(如电力载波网络)，存在通信成功率低的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种基于物联网的实时查询方法，以克服现有技术的全部或部分缺陷。
[0005]为实现上述目的，本发明所采取的技术方案之一是:本发明基于物联网的实时查询方法包括:用户终端将查询指令经由与目标物联网终端对应的物联网关发送至目标物联网终端，目标物联网终端根据查询指令采集数据并将所采集的数据经由所述物联网关发送回用户终端。
[0006]本发明所采取的技术方案之二是:本发明基于物联网的实时查询方法包括:用户终端将把查询指令发送至服务器，服务器将接收到的查询指令发送到与目标物联网终端对应的物联网关，物联网关将接收到的查询指令发送至目标物联网终端，目标物联网终端根据查询指令采集数据并将所采集的数据沿所述物联网关、服务器的路径发送回所述用户终端。
[0007]本发明所采取的技术方案之三是:本发明基于物联网的实时查询方法包括:当用户下达查询指令时，建立用户终端与服务器之间的短连接;然后用户终端把查询指令发送至服务器;一旦服务器接收到查询指令，则关闭用户终端与服务器之间的短连接;在物联网关与服务器之间处于长连接的状态下，服务器将查询指令发送到与目标物联网终端对应的物联网关;所述物联网关将查询指令发送至目标物联网终端；目标物联网终端根据查询指令采集数据并将所获得的采集数据发送回所述物联网关;一旦物联网关接收到采集数据，则建立物联网关与服务器之间的短连接;然后物联网关将采集数据发送至服务器;一旦服务器接收到采集数据，则关闭物联网关与服务器之间的短连接;在用户终端与服务器之间处于长连接的状态下，服务器将采集数据发送回所述用户终端。
[0008]进一步地，本发明中，与目标物联网终端对应的物联网关根据路由地址表将查询指令发送至目标物联网终端，和/或，目标物联网终端根据路由地址表将所获得的采集数据发送至物联网关。
[0009]进一步地，本发明的物联网关在和目标物联网终端通信时，通过遍历的方式记忆所有中继路径并计算出每条中继路径的通信成功率，将通信成功率最高的中继路径保存在路由地址表。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果是:(I)相对于现有技术的客户端通信都必须通过服务器转发，本发明实现了不经服务器转发，由用户终端直接将查询指令发送给物联网关，提高了数据的实时性，并且降低了成本。(2)本发明实现了使用长、短连接的结合，从而提高了整个系统的查询的实时性，节约物联网关、用户终端的用电量，克服了现有技术中客户端和服务器之间往往单一地使用长连接或单一地使用短连接的弊端。(3)相对于现有技术采用预设置固定路由的方式，本发明利用遍历的方式实现对每条中继路径的通信成功率的自动计算，进而实现在物联网关和物联网终端之间的通信过程中能够自动选择通信成功率最高的中继路径，从而通过自动计算和动态更新路由表的方式，提高了数据的发送成功率。
【附图说明】
[0011]
图1是本发明的基于物联网的实时查询方法的第一种实施方式的流程图。
[0012]图2是本发明的基于物联网的实时查询方法的第二种实施方式的流程图。
[0013]图3是本发明的基于物联网的实时查询方法的第三种实施方式的流程图。
[0014]图4是本发明中的路由表的形成过程示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下以结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0016]图1示出了本发明基于物联网的实时查询方法的第一种实施方式。其中，用户终端可包含短消息收发模块(SMS模块)、CPU和显示屏，用户可在显示屏上通过编辑短消息下发查询命令，并通过编码转换为命令数据包后转发给CPU，CPU将接收到的查询指令经过预处理和协议转换后，转发给SMS模块，SMS模块将收到的查询指令经过编码、加上时间戳、加上SM-TL协议标识后通过SMS短消息发出，发送的目标地址为与目标物联网终端对应的物联网关的S頂卡地址。
[0017]物联网关可包含数据收发模块和短消息收发模块(SMS模块)。物联网关中的SMS模块接收到来自于用户终端的SMS模块发送的SMS短消息后，通过解码得到SMS短消息的内容，然后将SMS短消息发送给数据收发模块;数据收发模块通过编码将接收到的SMS短消息转换成PLC、zigbee、wif i通信数据包格式后发送给目标物联网终端，使目标物联网终端获得查询指令。
[0018]目标物联网终端可包含外部接口模块、MCU和数据收发模块。数据收发模块接收到物联网关的数据收发模块发送的查询命令后，发送给MCU;MCU将接收到的查询指令经过预处理和协议转换后发送给外部接口模块;外部接口模块通过编码将接收到的查询命令转换成外部指令后，通过外部接口(例如RS485、GP10)发送给外部设备，从而根据查询指令从外部设备处采集得到所要查询的数据。
[0019]目标物联网终端采集完数据后，通过其数据收发模块将采集到的数据发送给对应的物联网关的数据收发模块;物联网关中的数据收发模块将接收到的来自于目标物联网终端的数据收发模块发送的采集数据发送给物联网关的SMS模块;SMS模块将接收到的采集数据经过编码、加上时间戳、加上SM-TL协议标识后，通过SMS短消息发送回下发查询指令的原用户终端。用户终端的SMS模块接收到物联网关的SMS模块发出的SMS短消息后，通过解码得到SMS短消息的文字内容，并通过CPU显示在显示屏上，使用户获得所要查询的数据信息。
[0020]在本实施方式中，不经服务器转发，而是由用户终端直接把查询命令通过对应的物联网关发送到目标物联网终端，提高了数据实时性。并且，由于无需使用服务器，降低了成本。
[0021]图2示出了本发明基于物联网的实时查询方法的第二种实施方式。具体如下:
用户终端可包含GPRS模块、APP和显示屏。用户在显示屏上通过点击APP上下达查询指令后，通过APP转发给GPRS模块，GPRS模块将收到的查询指令经过编码、加上时间戳、加上TCP/IP协议标识后通过GPRS数据包发出，发送的目标地址为服务器的IP卡地址。
[0022]服务器可包含HTTP数据收发模块、CPU和MQTT数据收发模块。HTTP数据收发模块将接收到的来自于用户终端的GPRS模块的查询指令后，将查询指令进行解码，然后通过CPU转发给MQTT数据收发模块;MQTT数据收发模块将接收到的查询指令经过编码和协议转换后，发送给与目标物联网终端对应的物联网关。
[0023]物联网关可包含数据收发模块和GPRS模块。其中，GPRS模块将接收到的来自于服务器的MQTT数据收发模块的查询指令发送给数据收发模块;数据收发模块将接收到的查询指令通过编码转换成卩1(:、4813的、《1打通信数据包格式后发送给目标物联网终端。
[0024]目标物联网终端可包含外部接口模块、MCU和数据收发模块。其中，数据收发模块接收到来自于物联网关的数据收发模块的查询指令后，将查询指令发送给MCU;MCU将查询指令进行预处理和协议转换后发送给外部接口模块;外部接口模块通过编码将查询指令转换成外部指令后，通过外部接口(如RS485、GP10)发送给外部设备，从而根据查询指令从外部设备处采集得到所要查询的数据。
[0025]目标物联网终端采集完数据后，通过其数据收发模块将所采集到的数据发送给对应的物联网关的数据收发模块;物联网关中的数据收发模块将接收到的来自于目标物联网终端的数据收发模块发送的采集数据发送给物联网关的GPRS模块;物联网关的GPRS模块将接收到的采集数据经过编码、加上时间戳、加上TCP/IP协议标识后通过GPRS数据包发出，发送的目标地址为服务器的IP卡地址。
[0026]服务器可包含HTTP数据收发模块、CPU和MQTT数据收发模块。HTTP数据收发模块将接收到的来自于物联网关的GPRS模块的采集数据进行解码后，通过CPU转发给MQTT数据收发模块;MQTT数据收发模块将接收到的解码后的采集数据经过编码和协议转换后，发送回下发查询指令的原用户终端;原用户终端的GPRS模块将接收到的来自于服务器的MQTT数据收发模块的采集数据后，通过解码得到采集数据的内容，然后通过APP将采集数据的内容显示在显示屏上，从而使用户获得所要查询的数据信息。
[0027]图3示出了本发明基于物联网的实时控制方法的第三种实施方式。具体如下:
在本实施方式中，可以先使物联网关与服务器之间处于长连接的状态下，即:物理网关通过服务器的域名或IP访问服务器，并通过socket建立TCP长连接，并且一直通过TCP连接检测机制维持这个长连接。通过TCP连接检测长连接的具体方法为:如果在指定的时间内(例如在2个小时内)没有数据在长连接通道上传送，则物联网关和服务器相互会给对端发送一个Keep-Ali ve数据包，如果对端均收到数据包，则相互回送一个TCP的ACK，确认这个数据包已经收到，表明长连接存在;如果有一端没有收到数据包，则表明长连接此时已断开。一旦检测到长连接断开，则物联网关重新通过服务器的域名或IP访问服务器，并通过socket重新建立TCP长连接，从而使物联网关与服务器之间始终维持在长连接的状态下。
[0028]用户通过在用户终端点击显示屏来下达查询指令，一旦用户下达查询指令，则建立用户终端与服务器之间的短连接。建立用户终端与服务器之间的短连接的具体方法为:用户终端通过服务器的域名或IP访问服务器，用户终端主动向服务器发起建立短连接的请求，经过与服务器的3次握手后，在用户终端与服务器之间建立HTTP短连接。
[0029]然后，用户终端将查询指令通过HTTP短连接发送给服务器。
[0030]一旦服务器接收到查询指令，则服务器主动发起关闭HTTP短连接的请求，服务器经过与用户终端的I次握手后，用户终端和服务器之间的HTTP短连接被关闭。
[0031]而物联网关与服务器之间仍处于长连接状态。在物联网关与服务器之间处于长连接的状态下，服务器通过物联网关与服务器之间的TCP长连接，将查询指令发送到与目标物联网终端对应的物联网关。需要说明的是，长连接可在服务器将查询命令发送到与目标物联网终端对应的物联网关之如的任意时刻建立。
[0032]物联网关将查询指令发送至目标物联网终端；目标物联网终端根据查询指令采集数据并将获得的采集数据发送回对应的物联网关;一旦对应的物联网关接收到采集数据，则建立物联网关与服务器之间的短连接;然后物联网关将采集数据发送至服务器;一旦服务器接收到采集数据，则关闭物联网关与服务器之间的短连接;在用户终端与服务器之间处于长连接的状态下，服务器将采集数据发送回当初发出查询指令的原用户终端。
[0033]在本实施方式中，在与服务器通信时使用短连接和长连接相结合的手段，S卩:在物联网关、用户终端发送数据给服务器时，使用短连接;在服务器给物联网关、用户终端发数据时，使用长连接。相对于现有技术单纯使用长连接的方式，本发明使用长、短连接相结合的方式可节约服务器资源;相对于现有技术单纯使用短连接，本发明使用长、短连接相结合的方式可提高整个系统的查询的实时性，节约物联网关、用户终端用电量。
[0034]如图4所示，作为本发明的另一种实施方式，与目标物联网终端对应的物联网关可根据路由地址表将查询指令发送至目标物联网终端，目标物联网终端亦可根据路由地址表将所获得的采集数据发送至对应的物联网关。路由地址表的形成方式如下:
物联网关在和对应的目标物联网终端通信时，通过遍历的方式记忆所有中继路径并计算出每条中继路径的通信成功率，并将通信成功率最高的中继路径保存在路由地址表中。本发明利用遍历的方式实现对每条中继路径的通信成功率的自动计算，进而实现在物联网关和物联网终端之间的通信过程中能够自动选择通信成功率最高的中继路径，从而通过自动计算和动态更新路由表的方式，提高了数据的发送成功率。
【主权项】
1.一种基于物联网的实时查询方法，其特征在于，包括: 用户终端将查询指令经由与目标物联网终端对应的物联网关发送至目标物联网终端，目标物联网终端根据查询指令采集数据并将所采集的数据经由所述物联网关发送回用户终端。2.一种基于物联网的实时查询方法，其特征在于，包括: 用户终端将把查询指令发送至服务器，服务器将接收到的查询指令发送到与目标物联网终端对应的物联网关，物联网关将接收到的查询指令发送至目标物联网终端，目标物联网终端根据查询指令采集数据并将所采集的数据沿所述物联网关、服务器的路径发送回所述用户终端。3.一种基于物联网的实时查询方法，其特征在于，包括: 当用户下达查询指令时，建立用户终端与服务器之间的短连接;然后用户终端把查询指令发送至服务器;一旦服务器接收到查询指令，则关闭用户终端与服务器之间的短连接；在物联网关与服务器之间处于长连接的状态下，服务器将查询指令发送到与目标物联网终端对应的物联网关;所述物联网关将查询指令发送至目标物联网终端；目标物联网终端根据查询指令采集数据并将所获得的采集数据发送回所述物联网关;一旦物联网关接收到采集数据，则建立物联网关与服务器之间的短连接;然后物联网关将采集数据发送至服务器；一旦服务器接收到采集数据，则关闭物联网关与服务器之间的短连接;在用户终端与服务器之间处于长连接的状态下，服务器将采集数据发送回所述用户终端。4.根据权利要求1至3中任项所述的基于物联网的方法，其特征在于:与目标物联网终端对应的物联网关根据路由地址表将查询指令发送至目标物联网终端，和/或，目标物联网终端根据路由地址表将所获得的采集数据发送至对应的物联网关。5.根据权利要求4所述的基于物联网的实时查询方法，其特征在于:所述路由地址表的形成方法如下:物联网关在和目标物联网终端通信时，通过遍历的方式记忆所有中继路径并计算出每条中继路径的通信成功率，将通信成功率最高的中继路径保存在路由地址表。
【文档编号】H04L12/751GK105933435SQ201610406791
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】王敏进, 楼刚, 叶效锋, 李晓钢, 韩卓立
【申请人】浙江网新合同能源管理有限公司