专利名称：一种基于物联网传感器的数据传输系统及方法
技术领域：
本发明涉及物联网领域，尤其是涉及ー种基于物联网传感器的数据传输系统及方法。
背景技术：
物联网的英文名称为〃The Internet of Things”，简称I0T。物联网的核心和基础是互联网，是在互联网基础之上的延伸和扩展的ー种网络。其用户端延伸和扩展到了任 何物品与物品之间进行信息交換和通信。信息传感设备按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交換和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的ー种网络概念。物联网技术的广泛应用是IT时代的产业升级，实现跨设备、跨平台的应用。新技术革命的到来，世界进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。现代科学技术的发展也离不开传感器，传感器可以帮助获得新机理和高灵敏度的检测数据。各种复杂的工程系统，大部分的现代化项目都离不开传感器。如前描述，正如在专利申请号为201010232621. 4、发明名称为ー种开放式智能地球系统架构及实现方法中描述的那样，其基于智能信息系统、传感器网络技术和物联网技术，在地球空间信息学领域给出了可行性的实施样例。是ー种开放式智能地球实现方法，通过各种感应器和探测器获取地球及其相关现象的数据和信息，采用有线或无线通信技术对数据进行传输，对数据进行集成和管理，采用各种方式对数据进行识别、处理提取有用的信息，把知识转化成适应需求的各种服务模式和产品，通过智能終端面向政府机构、行业应用和个人提供智能化服务。但是现有技术中对感应器数据的采集和使用效率较低、感应器不具有可扩展性和兼容性。现有技术中没有为用户提供可开发的接ロ，不能实现让用户自定义开发。针对以上问题，本发明的目的是在物联网传感器的基础上构架一种数据传输控制系统及方法，使得本地应用程序能和网络程序进行数据交互，实现从传感器设备管理，数据采集，数据操作控制，数据和操作的封装到网络应用的全过程最优化解决方案，为客户提供功能丰富、可扩展的软件解决方法。本发明实现了为感应器(特指智能设备中的感应器)提供可扩展的预留接ロ，并对感应器采集的数据进行有效的使用，能够在物联网的多种设备之间进行信息交互。
发明内容
本发明提供了一种基于物联网传感器的数据传输系统，其包括以下模块感应器模块，用于获得智能设备中的各个原始传感參数数据；数据操作模块，负责公用型变量定义和公用型数据操作函数的实现；操作控制模块，用于控制数据传输时间、传输频率、传输使能，包括数据采集子模块、感应器数据是否变化子模块、操作控制方法函数子模块；数据采集子模块使用数据操作模块中的公用函数和设备方法函数获得原始数据，并把获得的原始数据赋值给先前定义的数据变量，同时会调用感应器数据是否变化子模块进行条件判断；操作控制方法函数子模块用于设定设备启动、设备停止、数据采集频率，感应器数据是否变化子模块用于条件判断读取出来的原始数据是否变化，如果数据变化了则直接向上层推送数据。中间件接ロ模块，包括感应器接ロ、感应器数据获取子模块、封装操作数据子模块三部分；每个感应器接ロ对应底层代码中的一种设备，用于封装获得的设备原始数据为中间件模块中对应的操作对象，并用于传递数值和传递操作信息；感应器数据获取子模块用于获得经过封装的操作对象数 据；封装操作数据子模块用于按照用户的需求定义特定的数据操作方法，以javascript函数的形式提供给上层应用；网络应用模块，是跨平台的网络应用程序，该程序由智能设备中对应的浏览器解析执行，该应用程序调用中间件接ロ模块提供的接ロ函数实现获得设备原始数据，并实现自定义界面功能。进ー步，感应器模块包括传感器、本地设备和用于调用本地应用的子模块；传感器包括加速度传感器、陀螺仪传感器、光线传感器、地磁传感器、罗盘传感器、方向传感器、压カ传感器、临近性传感器、温度传感器等；本地设备包括摄像头等；调用本地应用子模块用于获取网络连接类型、本地联系人信息，本地设备信息、CDMA/GSM信号強度。进一歩，数据操作模块包括设备管理子模块和数据操作管理子模块，设备管理子模块是以设备为操作对象，定义设备名称、定义设备类型、初始化设备、定义设备状态、定义设备方法函数、提供相关公用函数供操作控制模块使用；数据操作管理子模块以设备获得的原始数据为对象，将定义数据类型变量、定义数据操作控制变量，实现数据操作函数、数据传输函数。进ー步，数据操作模块使用长轮询方式，打开一条连接以后保持，等待感应器模块推送来数据并进行相应操作，网络应用模块发起周期性调用，以面向对象的编程方式将设备看作ー个可操作对象，在中间件接ロ模块实现对这些操作对象的操作，设备端保持ー个队列，网络应用模块通过调用队列里返回的Javascript对象数据，由浏览器解析执行html页面,html脚本语言调用Javascript接ロ函数来获得先前返回的对象,用户自定义个性化需求的功能，用获得的Javascript对象定制自定义的界面效果。本发明还提供了一种基于物联网传感器的数据传输方法，其包括以下步骤步骤(I)感应器模块获得智能设备中的各个原始传感參数数据；步骤(2)数据操作模块负责公用型变量定义和公用型数据操作函数的实现；步骤(3)数据采集子模块使用数据操作模块中的公用函数和设备方法函数获得原始数据，并把获得的原始数据赋值给先前定义的数据变量，同时会调用感应器数据是否变化子模块进行条件判断；操作控制方法函数子模块用于设定设备启动、设备停止、数据采集频率，感应器数据是否变化子模块用于条件判断读取出来的原始数据是否变化，如果数据变化了则直接向上层推送数据；步骤(4)对于每ー设备的每个感应器接ロ用于封装获得的设备原始数据为中间件模块中对应的操作对象，并用于传递数值和传递操作信息；感应器数据获取子模块用于获得经过封装的操作对象数据；封装操作数据子模块用于按照用户的需求定义特定的数据操作方法，以javascript函数的形式提供给上层应用；步骤(5)网络应用模块由智能设备中对应的浏览器解析执行，调用中间件接ロ模块提供的接ロ函数实现获得设备原始数据，并实现自定义界面功能。进ー步，感应器模块包括传感器、本地设备和用于调用本地应用的子模块；传感器包括加速度传感器、陀螺仪传感器、光线传感器、地磁传感器、罗盘传感器、方向传感器、压カ传感器、临近性传感器、温度传感器等；本地设备包括摄像头等；调用本地应用子模块用于获取网络连接类型、本地联系人信息，本地设备信息、CDMA/GSM信号強度。
进ー步，数据操作模块包括设备管理子模块和数据操作管理子模块，设备管理子模块是以设备为操作对象，定义设备名称、定义设备类型、初始化设备、定义设备状态、定义设备方法函数、提供相关公用函数供操作控制模块使用；数据操作管理子模块以设备获得的原始数据为对象，将定义数据类型变量、定义数据操作控制变量，实现数据操作函数、数据传输函数。进ー步，所述数据采集子模块同时使用所述数据操作模块中的公用型数据操作函数和所述本地设备中的方法函数。进ー步，所述传感器接ロ为N个，其中N彡I。
图I是示出了根据本发明的系统的结构图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进ー步详细的说明如图I所示，根据本发明的系统的架构，包括感应器模块、操作控制模块、数据操作模块、中间件接ロ模块、网络应用模块。感应器模块用于获得智能设备中的各个传感參数，具体包括传感器、本地设备和用于调用本地应用的子模块；传感器包括加速度传感器、陀螺仪传感器、光线传感器、地磁传感器、罗盘传感器、方向传感器、压カ传感器、临近性传感器、温度传感器等；本地设备包括摄像头等；调用本地应用子模块用于获取网络连接类型、本地联系人信息、本地设备信息、CDMA/GSM信号強度等。通过对这些来获得相应的原始数据，供上层应用使用。数据操作模块负责公用型变量定义和公用型数据操作函数的实现。其包括设备管理子模块和数据操作管理子模块。设备管理子模块是以设备(具体包括传感器、本地设备和用于调用本地应用的子模块)为操作对象，定义设备名称、定义设备类型、初始化设备、定义设备状态、定义设备方法函数、提供相关公用函数供操作控制模块使用。数据操作管理子模块以设备获得的原始数据为对象，将定义数据类型变量、定义数据操作控制变量，实现数据操作函数、数据传输函数等。操作控制模块控制对感应器模块获得的数据进行的操作，用于控制数据传输时间、传输频率、传输使能。其包括数据采集子模块、感应器数据是否变化子模块、操作控制方法函数子模块。数据采集子模块使用数据操作模块中的公用函数和设备方法函数获得原始数据，并把获得的原始数据赋值给先前定义的数据变量，同时会调用感应器数据是否变化子模块进行条件判断。操作控制方法函数子模块用于设定设备启动、设备停止、数据采集频率等，感应器数据是否变化子模块用于条件判断读取出来的原始数据是否变化，如果数据变化了则直接向上层推送数据。中间件接ロ模块是用于实现软件跨平台的基础。包括感应器接ロ、感应器数据获取子模块、封装操作数据子模块三部分。每个感应器接ロ对应底层代码中的一种设备(包括传感器、本地设备和用于调用本地应用的子模块)，用于封装获得的设备原始数据为中间件模块中对应的操作対象，并用于传递数值和传递操作信息。感应器数据获取子模块用于获得经过封装的操作对象数据。封装操作数据子模块用于按照用户的需求定义特定的数据操作方法，以javascript函数的形式提供给上层网络应用模块，实现对函数名作为參数传递并执行的灵活调用方式。本发明是一种基于长背包的方式来实现设备向网络应用模块方向的数据推动方法。数据操作模块使用长轮询方式，打开一条连接以后保持，等待感应器模块推送来数据并进行相应操作。它的机制就是在网络应用模块发起ajax (Javascript和XML)的周期性调用，以面向对象的编程方式将设备看作ー个可操作对象，在中间件接ロ模块实现对这些操作对象的操作，例如，操作时间间隔、周期调用函数、数据获取函数、数据操作起停控制。依据用户需求提供相应函数。网络应用模块周期性的调用这些函数，用户可自定义这些函数，设备端发起ー个本地服务，并保持一个队列(用Javascript编程语言来实现)，网络应用模块通过调用队列里返回的Javascript对象数据，由浏览器解析执行html页面，html脚本语言调用Javascript接ロ函数来获得先前返回的对象，用户自定义个性化需求的功能，用获得的Javascript对象定制自定义的界面效果。
网络应用模块是跨平台的网络应用程序。程序由智能设备中对应的浏览器解析执行。本部分的应用程序调用中间件层提供的接ロ函数实现获得设备原始数据，并实现自定义界面功能。所述数据采集子模块同时使用所述数据操作模块中的公用型数据操作函数和所述本地设备中的方法函数。所述传感器接ロ为N个，其中N > I。本发明使得物联网中的感应器在初始化并赋初值后可直接向web端发送数据，使用效率高；适用现有智能设备中几乎所有的感应器；以满足物联网中所有具有感应器的智能设备的需求为目标，使用范围广泛。对数据操作模块进行封装并提供统ー的调用接ロ，用户不需要费カ气详细研究具体的实现技术就可以直接使用，节约开发成本，方便调用，实现了跨平台应用；若用户可使用这些统一的接ロ来实现自定义的开发，具有很好的兼容性。本发明还提供了一种基于物联网传感器的数据传输方法，包括以下步骤步骤
(I)感应器模块获得智能设备中的各个原始传感參数数据；步骤(2)数据操作模块负责公用型变量定义和公用型数据操作函数的实现；步骤(3)数据采集子模块使用数据操作模块中的公用函数和设备方法函数获得原始数据，并把获得的原始数据赋值给先前定义的数据变量，同时会调用感应器数据是否变化子模块进行条件判断；操作控制方法函数子模块用于设定设备启动、设备停止、数据采集频率，感应器数据是否变化子模块用于条件判断读取出来的原始数据是否变化，如果数据变化了则直接向上层推送数据。步骤(4)对于每ー设备的每个感应器接ロ用于封装获得的设备原始数据为中间件模块中对应的操作对象，并用于传递数值和传递操作信息；感应器数据获取子模块用于获得经过封装的操作对象数据；封装操作数据子模块用于按照用户的需求定义特定的数据操作方法，以javascript函数的形式提供给上层网络应用模块；步骤(5)网络应用模块由智能设备中对应的浏览器解析执行，调用中间件接ロ模块提供的接ロ函数实现获得设备原始数据，并实现自定义界面功能。本发明的特色一以插件的形式实现设备管理子模块的功能，使得本发明具有无限的可扩展性，应用范围和领域广阔。本发明的特色ニ操作控制模块的设备数据采集子模块同时使用数据操作模块中的公用函数和设备中的方法函数。目的是采集设备中的数据的同时进行数据条件判断操作和数据传输操作。此方法高效的实现了对智能设备中的传感器类型设备的数据传输操作。本发明的特色三操作控制模块中的感应器数据是否变化子模块，当且仅当数据变化时直接向上层传递数值，作为数据操作的ー个发起点，使得数据传输具有效率。本发明的特色四中间件模块的每个感应器接ロ对应ー个智能设备中的传感器，具有可扩展性，并实现了对底层代码的封装。
本发明的特色五中间件提供灵活的函数调用方式。网络应用程序只需输入函数名字及配置參数，中间件层的封装操作数据子模块会自动解析判断具体使用的是哪个函数功能并执行。以上是对本发明的优选实施例进行的详细描述，但本领域的普通技术人员应该意识到，在本发明的范围内和精神指导下，各种改进、添加和替换都是可能的，具有创新性，可以广泛的适用于基于传感器的物联网。这些都在本发明的权利要求所限定的保护范围内。
权利要求
1.一种基于物联网传感器的数据传输系统，其特征在于包括以下模块 感应器模块，用于获得智能设备中的各个原始传感參数数据； 数据操作模块，负责公用型变量定义和公用型数据操作函数的实现； 操作控制模块，用于控制数据传输时间、传输频率、传输使能，其包括数据采集子模块、感应器数据是否变化子模块、操作控制方法函数子模块；数据采集子模块使用数据操作模块中的公用函数和设备方法函数获得原始数据，并把获得的原始数据赋值给先前定义的数据变量，同时会调用感应器数据是否变化子模块进行条件判断；操作控制方法函数子模块用于设定设备启动、设备停止、数据采集频率，感应器数据是否变化子模块用于条件判断读取出来的原始数据是否变化，如果数据变化了则直接向上层推送数据； 中间件接ロ模块，包括感应器接ロ、感应器数据获取子模块、封装操作数据子模块三部分；每个感应器接ロ对应底层代码中的一种设备，用于封装获得的设备原始数据为中间件模块中对应的操作对象，并用于传递数值和传递操作信息；感应器数据获取子模块用于获 得经过封装的操作对象数据；封装操作数据子模块用于按照用户的需求定义特定的数据操作方法，以javascript函数的形式提供给上层网络应用模块； 网络应用模块，是跨平台的网络应用程序，该程序由智能设备中对应的浏览器解析执行，该应用程序调用中间件接ロ模块提供的接ロ函数实现获得设备原始数据，并实现自定义界面功能。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于 所述感应器模块包括传感器、本地设备和用于调用本地应用的子模块；传感器包括加速度传感器、陀螺仪传感器、光线传感器、地磁传感器、罗盘传感器、方向传感器、压カ传感器、临近性传感器、温度传感器等；本地设备包括摄像头等；调用本地应用子模块用于获取网络连接类型、本地联系人信息、本地设备信息、CDMA/GSM信号強度。
3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于 所述数据操作模块包括设备管理子模块和数据操作管理子模块，设备管理子模块是以设备为操作对象，定义设备名称、定义设备类型、初始化设备、定义设备状态、定义设备方法函数、提供相关公用函数供操作控制模块使用；数据操作管理子模块以设备获得的原始数据为对象，将定义数据类型变量、定义数据操作控制变量，实现数据操作函数、数据传输函数。
4.根据权利要求I所述的系统，其特征在于数据操作模块使用长轮询方式，打开一条连接以后保持，等待感应器模块推送来数据并进行相应操作，网络应用模块发起周期性调用，以面向对象的编程方式将设备看作ー个可操作对象，在中间件接ロ模块实现对这些操作对象的操作，设备端保持ー个队列，网络应用模块通过调用队列里返回的Javascript对象数据，由浏览器解析执行html页面，html脚本语言调用Javascript接ロ函数来获得先前返回的对象，用户自定义个性化需求的功能，用获得的Javascript对象定制自定义的界面效果。
5.一种基于物联网传感器的数据传输方法，其特征在于包括以下步骤 步骤(I)感应器模块获得智能设备中的各个原始传感參数数据； 步骤(2)数据操作模块负责公用型变量定义和公用型数据操作函数的实现； 步骤(3)数据采集子模块使用数据操作模块中的公用函数和设备方法函数获得原始数据，并把获得的原始数据赋值给先前定义的数据变量，同时会调用感应器数据是否变化子模块进行条件判断；操作控制方法函数子模块用于设定设备启动、设备停止、数据采集频率，感应器数据是否变化子模块用于条件判断读取出来的原始数据是否变化，如果数据变化了则直接向上层推送数据； 步骤(4 )对于每一设备的每个感应器接口用于封装获得的设备原始数据为中间件模块中对应的操作对象，并用于传递数值和传递操作信息；感应器数据获取子模块用于获得经过封装的操作对象数据；封装操作数据子模块用于按照用户的需求定义特定的数据操作方法，以javascript函数的形式提供给上层网络应用模块； 步骤(5)网络应用模块由智能设备中对应的浏览器解析执行，调用中间件接口模块提供的接口函数实现获得设备原始数据，并实现自定义界面功能。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于 所述感应器模块包括传感器、本地设备和用于调用本地应用的子模块；传感器包括 加速度传感器、陀螺仪传感器、光线传感器、地磁传感器、罗盘传感器、方向传感器、压力传感器、临近性传感器、温度传感器等；本地设备包括摄像头等；调用本地应用子模块用于获取网络连接类型、本地联系人信息、本地设备信息、CDMA/GSM信号强度。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于 所述数据操作模块包括设备管理子模块和数据操作管理子模块，设备管理子模块是以设备为操作对象，定义设备名称、定义设备类型、初始化设备、定义设备状态、定义设备方法函数、提供相关公用函数供操作控制模块使用；数据操作管理子模块以设备获得的原始数据为对象，将定义数据类型变量、定义数据操作控制变量，实现数据操作函数、数据传输函数。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述数据采集子模块同时使用所述数据操作模块中的公用型数据操作函数和所述本地设备中的方法函数。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述传感器接口为N个，其中NSI。
全文摘要
本发明提供了一种基于物联网传感器的数据传输系统及方法，本发明的目的是在物联网传感器的基础上构架一种数据传输控制系统及方法，使得本地应用程序能和网络程序进行数据交互，实现从传感器设备管理，数据采集，数据操作控制，数据和操作的封装到网络应用的全过程最优化解决方案，为客户提供功能丰富、跨平台的、可自定义编程的、可扩展的软件解决方法。
文档编号H04L29/08GK102857567SQ20121033032
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者曾毅, 左飞, 王然, 高默 申请人:中科方德软件有限公司