一种基于TCP高可用物联网网关数据交互系统及方法与流程

本发明涉及物联网网关的数据交互领域，特别是一种基于tcp高可用物联网网关数据交互系统及方法。

背景技术：

随着物联网的快速发展，物联网设备接入越来越多。因此物联网设备与平台数据交互成为物联网平台的重要的一部分。由于物联网设备一般是内存受限、要求低功耗，因此在物联网设备数据交互时，大部分都是采用比较轻量级的tcp通讯协议，同时协议荷载一般都是比较轻量级的存储方式，这样可以节约数据交互能耗。但由于设备数量庞大同时又要保证可靠性，对于物联网数据交互提出了更高的要求，例如数据上报的性能，数据接入的高可用，主要支持同步方式下发、异步方式、容错等机制。

现有技术存在以下问题：

1、现有物联网设备与物联网网关数据交互采用同一个tcp连接；

2、物联网平台内部数据交互一般采用同步机制，耦合度与容错性不足；

3、缺少设备与网关交互负载均衡策略或者策略比较简单；

4、物联网网关缺少高可用机制，采用单机模式或者主备模式。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于tcp高可用物联网网关数据交互系统及方法，能够增强物联网平台指令与数据交互的效率与可靠性。

本发明采用以下方案实现：一种基于tcp高可用物联网网关数据交互系统，包括网关注册中心、管理平台、消息中心、一个以上的物联网设备、以及一个以上的设备网关；

所述物联网设备通过tcp短连接与所述网关注册中心通信，所述物联网设备通过tcp长连接与设备网关通信，所述设备网关、网关注册中心均经过所述消息中心与所述管理平台通信。

进一步地，所述设备网关提供设备接入、接收设备侧数据上报、接收管理平台下发的指令；所述管理平台管理设备信息、配置路由策略、并存储路由信息；所述消息中心负责消息接收与投递，解耦管理平台与设备网关、网关注册中心；所述网关注册中心在物联网设备请求接入设备网关时，根据管理平台配置下发的路由策略返回对应设备网关的接入信息。

本发明还提供了一种基于上文所述的基于tcp高可用物联网网关数据交互系统的方法，具体包括以下步骤：

步骤s1：物联网设备请求网关注册中心；

步骤s2：网关注册中心根据管理平台配置下发的负载路由策略向物联网设备返回对应的网关配置信息；

步骤s3：物联网设备根据负载路由策略与分配的设备网关建立tcp长连接。

进一步地，所述负载路由策略包括但不限于：轮询、加权轮询、iphash、iphash+会话粘滞。

进一步地，所述负载路由策略的配置主要包括以下步骤：

步骤s11：管理员在管理平台上配置负载路由策略；

步骤s12：负载路由策略通过消息中心投递到网关注册中心；

步骤s13：网关注册中心更新负载路由策略。

进一步地，所述设备网关与所述物联网设备之间的数据交互模式包括请求应答模式与订阅发布模式；

所述请求应答模式用于一次性的命令执行或数据交互；具体步骤包括：请求方发送请求命令给响应方；响应方执行请求的操作，并在操作完成后发送命令应答，在规定时间内没有应答按超时处理；命令完成；

所述订阅发布模式用于一次性请求多次应答的场景；具体步骤包括：请求方发送订阅请求命令给响应方，订阅某个数据或事件；响应方处理订阅请求并发送订阅请求应答，在规定时间内没有应答按超时处理；响应方按请求命令规定执行请求的操作，并在约定条件达成时发布订阅信息；请求方发送取消订阅请求命令给响应方，取消订阅某个数据或事件；响应方处理取消订阅请求并发送取消订阅请求应答，在规定时间内没有应答按超时处理；订阅或发布交互流程结束。

进一步地，所述订阅命令请求只能由设备网关向物联网设备发起，而不能由物联网设备向设备网关发起。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

1、本发明通过网关注册中心实现了基于tcp方式的网关的接入负载。

2、本发明实现了多种的负载均衡策略，以适应不同场景。

3、本发明的数据交互提供发布/订阅模式，更加方便高效。

4、本发明引入消息中心解耦管理平台与网关数据交互，使指令交互更加方便、灵活。

附图说明

图1为本发明实施例的系统原理框图。

图2为本发明实施例的方法原理框图。

图3为本发明实施例的请求应答模式示意图。

图4为本发明实施例的订阅发布模式示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1以及图2所示，本实施例提供了一种基于tcp高可用物联网网关数据交互系统，包括网关注册中心、管理平台、消息中心、一个以上的物联网设备、以及一个以上的设备网关；

所述物联网设备通过tcp短连接与所述网关注册中心通信，所述物联网设备通过tcp长连接与设备网关通信，所述设备网关、网关注册中心均经过所述消息中心与所述管理平台通信。

在本实施例中，所述设备网关提供设备接入、接收设备侧数据上报、接收管理平台下发的指令；所述管理平台管理设备信息、配置路由策略、并存储路由信息；所述消息中心负责消息接收与投递，解耦管理平台与设备网关、网关注册中心；所述网关注册中心在物联网设备请求接入设备网关时，根据管理平台配置下发的路由策略返回对应设备网关的接入信息。

本实施例还提供了一种基于上文所述的基于tcp高可用物联网网关数据交互系统的方法，具体包括以下步骤：

步骤s1：物联网设备请求网关注册中心；其中物联网设备通过tcp短连接与网关注册中心通信；

步骤s2：网关注册中心根据管理平台配置下发的负载路由策略向物联网设备返回对应的网关配置信息；其中网关注册中心经过所述消息中心与所述管理平台通信；

步骤s3：物联网设备根据负载路由策略与分配的设备网关建立tcp长连接。所述设备网关通过消息中心与所述管理平台通信。

在本实施例中，所述负载路由策略包括但不限于：轮询、加权轮询、iphash、iphash+会话粘滞。

在本实施例中，所述负载路由策略的配置主要包括以下步骤：

步骤s11：管理员在管理平台上配置负载路由策略；

步骤s12：负载路由策略通过消息中心投递到网关注册中心；

步骤s13：网关注册中心更新负载路由策略。

在本实施例中，所述设备网关与所述物联网设备之间的数据交互模式包括请求应答模式与订阅发布模式；

如图3所示，所述请求应答模式用于一次性的命令执行或数据交互；在请求应答模式下，请求方发起命令请求，响应方接收到命令请求后执行命令并返回命令应答。具体步骤包括：请求方发送请求命令给响应方；响应方执行请求的操作，并在操作完成后发送命令应答，在规定时间内没有应答按超时处理；命令完成；

如图4所示，所述订阅发布模式用于一次性请求多次应答的场景；主要是传感数据的周期性采集及告警事件通知应用。订阅发布模式下，请求方发起订阅请求，响应方接收到命令请求后记录该请求并在约定的条件达成时发送命令应答；具体步骤包括：请求方发送订阅请求命令给响应方，订阅某个数据或事件；响应方处理订阅请求并发送订阅请求应答，在规定时间内没有应答按超时处理；响应方按请求命令规定执行请求的操作，并在约定条件达成时发布订阅信息；请求方发送取消订阅请求命令给响应方，取消订阅某个数据或事件；响应方处理取消订阅请求并发送取消订阅请求应答，在规定时间内没有应答按超时处理；订阅或发布交互流程结束。

在本实施例中，所述订阅命令请求只能由设备网关向物联网设备发起，而不能由物联网设备向设备网关发起。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。