一种数字广播系统的设备通信方法与流程

本发明涉及数字广播通信技术领域，具体而言，涉及一种数字广播系统的设备通信方法。

背景技术：

目前常见的数字广播系统的服务端与设备通信一般基于udp协议定义的私有通信协议。系统中没有明确的通信层与业务层的层次划分，不能很好的解耦设备通信与广播业务，不利于系统的扩容，系统接入的设备数量有限制。

设备定期发送心跳报文到服务端，服务端通过心跳报文超时来判断设备离线，由于udp报文可能出现丢包服务端需要确定几次未收到设备的心跳后才能认为设备离线，设备也需要确定几次未收到服务器的心跳应答才能认为与服务端断开连接。这样的缺点是系统和设备都不能快速的感知通信连接断开。

背景技术的前述论述仅意图便于理解本发明。此论述并不认可或承认提及的材料中的任一种在本申请的优先权日是或曾经是公共常识的一部分。

技术实现要素：

本发明提出了一种数字广播系统的设备通信方法，所述方法包括，

在广播系统中划分出独立的通信层与业务层，并使用业务层调用所述通信层与所述设备进行通信。

进一步的，所述业务层通过http接口下发控制指令至所述设备，所述设备的上行消息由通信层通过消息队列转发到业务层。

进一步的，所述设备与服务端间基于物联网通信协议进行tcp长连接通信，所述广播系统为每个设备分配一组唯一的序列号与设备密钥，设备连接到服务端后，服务端首先对设备的合法性进行校验，只有授权的设备可以接入系统，验证通过后通信层会立即通知业务层设备上线。

进一步的，设备与通信层断开连接后通信层立即通知业务层设备下线。

进一步的，所述设备与服务端的通信通道使用tls标准的数据传输通道。

进一步的，所述业务层和通信层采用分布式部署方式，并可以根据设备数量规模进行横向扩展，接入的设备数量不受限。

进一步的，所述通信层有消息缓存机制，消息分为0、1两种级别，发送方会缓存级别为1的消息，直到收到接收方的确认消息；当出现设备断线的情况，服务端会等设备下次连接成功后重新发送缓存的消息。

本发明还具备以下优点：

1、系统与设备都能够快速的感知通信连接的建立与断开。连接断开时设备可以迅速的切换到其它备份通道，例如模拟备份。

2、通信层与业务层明确的层次关系，通信层为业务系统给提供稳定可靠的设备通信通道，有效降低业务系统的开发成本。

3、使用一机一密的设备认证机制，采用tls传输通道，可以有效的降低设备被非法控制的安全风险，保证广播系统播出的安全可靠。

4、通信层与业务层横向扩展能力，解决海量设备接入的通信压力。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明的数字广播系统的设备通信示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，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于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

实施例一：

本实施例构造了一种数字广播系统的设备通信方法，所述方法包括，

在广播系统中划分出独立的通信层与业务层，并使用业务层调用所述通信层与所述设备进行通信。

所述业务层通过http接口下发控制指令至所述设备，所述设备的上行消息由通信层通过消息队列转发到业务层。所述设备与服务端间基于物联网通信协议进行tcp长连接通信，所述广播系统为每个设备分配一组唯一的序列号与设备密钥，设备连接到服务端后，服务端首先对设备的合法性进行校验，只有授权的设备可以接入系统，验证通过后通信层会立即通知业务层设备上线。设备与通信层断开连接后通信层立即通知业务层设备下线。所述设备与服务端的通信通道使用tls标准的数据传输通道。

所述业务层和通信层采用分布式部署方式，并可以根据设备数量规模进行横向扩展，接入的设备数量不受限。所述通信层有消息缓存机制，消息分为0、1两种级别，发送方会缓存级别为1的消息，直到收到接收方的确认消息；当出现设备断线的情况，服务端会等设备下次连接成功后重新发送缓存的消息。

实施例二：

本实施例给出本发明的另一种应用场景，如图1所示，其从广播系统中独立划分出服务端与设备通信的通信层，业务层基于通信层提供的接口与设备进行通信。业务层调用通信层的http接口发送控制指令到设备。设备上行的消息由通信层通过消息队列转发到业务层。

设备与服务端间采用tcp长连接进行通信，并且基于物联网通信协议。系统为每个设备分配一组唯一的序列号与设备密钥，设备连接到服务端后，服务端首先对设备的合法性进行校验，只有授权的设备可以接入系统。验证通过后通信层会立即通知业务层设备上线。由于使用tcp连接，设备与通信层断开连接后通信层可以立即通知业务层设备下线。

设备与服务端的通信通道使用tls标准的数据传输通道，保证数据的机密性与完整性。业务层，通信层采用分布式部署方式，可以根据设备数量规模进行横向扩展，接入的设备数量不受限。

通信层有消息缓存机制，消息分为0、1两种级别，发送方会缓存级别为1的消息，直到收到接收方的确认消息。当出现设备断线的情况，服务端会等设备下次连接成功后重新发送缓存的消息。

在本发明中，广播系统中分层的架构设计，通信层负责系统与设备的通信通道，业务层通过通信层的接口与设备进行指令交互。基于tcp长连接的通信方式，快速感知通信连接断开。消息缓存机制确保重要的业务消息发送到设备没有丢失或遗漏，以及使用tls标准的数据传输通道，保证数据的机密性与完整性。

实施例三：

本实施例给出了本方法的又一种具体应用场景，其基本架构如前所述，并且其应用于centos7操作系统，其包括如下步骤

1.消息队列服务安装：在安装有centos7操作系统的计算机上安装、运行消息队列服务；

2.通信层服务程序安装：在安装有centos7操作系统的计算机上，安装通信层服务程序。

3.业务层服务程序安装：在安装有centos7操作系统的计算机上，安装并运行业务层服务程序。

4.设备出厂时写入系统分配的序列号与设备密钥，通信层服务器的域名及端口，设备插上网线后通过dhcp服务器自动获取ip地址，并主动连接到通信层服务。

5.设备与通信层服务建立连接后首先发起设备身份认证，认证通过后通信层通过消息队列发送设备上线消息到业务层。业务层收到设备上线消息后就可以调用通信层http接口对设备发送广播、定时任务、音量控制等业务的控制指令，也可以从消息队列中得到设备上行的消息，例如设备状态、输入端口状态、任务执行情况等信息。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统或设备等均是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种阶段。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合。可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术的发展许多元素仅是示例而不限制本公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

此外，尽管每个操作可以将操作描述为顺序过程，但是许多操作可以并行或同时执行。另外，可以重新排列操作的顺序。一个过程可能有其他步骤。此外，可以通过硬件、软件、固件、中间件、代码、硬件描述语言或其任何组合来实现方法的示例。当在软件、固件、中间件或代码中实现时，用于执行必要任务的程序代码或代码段可以存储在诸如存储介质的非暂时性计算机可读介质中，并通过处理器执行所描述的任务。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，所述权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。