物联网中间件系统的制作方法

本发明属于网络通信技术领域，更具体地说，是涉及一种物联网中间件系统。

背景技术：

从物联网体系架构来看，一般分为感知层、网络层和应用层三个层次。感知层由分布异构的各种硬件设备组成，数量庞大，信息交换格式多样，网络层指的是各种设备接入的方式和协议，应用层则是在传统互联网应用中增加了与底层设备的连接与操控。底层硬件设备发生改变必然牵动上层应用的一系列调整，而这种改变往往又较为频繁，因此应用层与感知层的高耦合性是物联网应用的瓶颈问题之一。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种物联网中间件系统，以解决现有技术中存在的物联网系统中应用层和感知层的高耦合性导致的物联网系统可用性较低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种物联网中间件系统，包括：系统配置模块、中间件接口模块、设备管理模块、应用管理模块和备用中间件接口模块；

所述系统配置模块提供基于web的人机界面，从所述人机界面接收操作指令，并将所述操作指令转换为配置指令发送至所述中间件接口模块、设备管理模块和应用管理模块；

所述中间件接口模块接收所述系统配置模块的配置指令，并根据所述配置指令进行服务接口配置；所述中间件接口模块接收物联网上层应用指令，并将所述物联网上层应用指令转换为统一内部指令发送至所述设备管理模块和所述应用管理模块；

所述设备管理模块接收所述系统配置模块的配置指令，并将所述配置指令转换为设备控制信号发送至物联网末端设备；所述设备管理模块接收所述中间件接口模块的统一内部指令，根据所述统一内部指令进行物联网末端设备的数据采集，并将采集数据上传至所述应用管理模块；

所述应用管理模块接收所述系统配置模块的配置指令，并根据所述配置指令进行应用数据管理；所述应用管理模块接收所述中间件接口模块的统一内部指令，并根据所述统一内部指令进行应用消息订阅管理；所述应用管理模块接收所述设备管理模块上传的采集数据并对所述采集数据处理后发送至物联网上层应用；

所述备用中间件接口模块与所述中间件接口模块连接，并根据所述中间件接口模块的更新内容进行数据的实时更新。

可选地，所述中间件接口模块包括多个中间件接口子单元，所述中间件接口模块接收所述系统配置模块的配置指令，并根据所述配置指令进行服务接口配置，包括：

所述中间件接口模块接收所述系统配置模块的配置指令，根据所述配置指令中的接口地址信息确定目标中间件接口子单元；

所述目标中间件接口子单元根据所述配置指令进行服务接口配置。

可选地，所述设备管理模块包括：数据采集单元、数据处理单元与数据发布单元；

所述数据采集单元进行物联网末端设备的原始数据采集并将所述原始数据发送至数据处理单元，数据处理单元对所述原始数据进行存储、过滤和分析处理得到采集数据，并将所述采集数据发送至所述数据发布单元，所述数据发布单元接收所述采集数据并将所述采集数据上传至所述应用管理模块。

可选地，所述数据采集单元包括：数据采集接口和格式适配器；

所述数据采集接口进行物联网末端设备的原始数据采集，所述格式适配器将所述数据采集接口采集的原始数据进行格式转换并将进行格式转换后的原始数据发送至所述数据处理单元。

可选地，所述数据处理单元包括：数据存储组件和数据解析组件；

所述数据存储组件对所述数据采集单元采集的原始数据进行存储，所述数据解析组件从所述数据存储组件中提取所述原始数据，对所述原始数据进行过滤和分析得到采集数据，并将所述采集数据发送至所述数据发布单元。

可选地，所述应用管理模块包括：缓存管理单元和分发管理单元；

所述缓存管理单元接收所述设备管理模块上传的采集数据，并对所述采集数据进行缓存；所述分发管理单元从所述缓存管理单元中获取缓存数据，并将所述缓存数据分发至物联网上层应用。

可选地，所述缓存管理单元采用队列方式存储所述采集数据，若所述缓存管理单元的队列长度超出预设阈值，则删除队头元素。

可选地，若某一待删除的队头元素的处理等级超出预设等级，则在删除该队头元素之前，将该队头元素插入队尾。

可选地，所述分发管理单元从所述缓存管理单元中获取缓存数据，并将所述缓存数据分发至物联网上层应用，包括：

所述分发管理单元定期从所述缓存管理单元中获取缓存数据，并对所述缓存数据进行过滤、封装处理后分发至物联网上层应用。

可选地，所述备用中间件接口模块根据所述中间件接口模块的更新内容进行数据的实时更新，包括：

所述备用中间件接口模块定期检测所述中间件接口模块的配置信息，若所述中间件接口模块的配置信息发生更改，则将更改内容同步至所述备用中间件接口模块。

本发明提供的物联网中间件系统的有益效果在于：本发明实施例提供的物联网中间件系统通过设备管理模块提供了与物联网末端设备进行通信的数据接口，通过中间件接口模块、应用管理模块提供了与物联网上层应用进行通信的数据接口。本发明实施例提供的物联网中间件系统能够有效降低物联网感知层与应用层之间的耦合性，提高物联网系统的可用性。其中，备用中间件接口模块的设置可避免中间件接口模块异常导致整个物联网中间件系统受到影响，进而提高整个物联网系统的鲁棒性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的物联网中间件系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图1，图1为本发明一实施例提供的物联网中间件系统的结构示意图。该物联网中间件系统，包括：系统配置模块100、中间件接口模块200、设备管理模块300、应用管理模块400和备用中间件接口模块500。

系统配置模块100提供基于web的人机界面，从人机界面接收操作指令，并将操作指令转换为配置指令发送至中间件接口模块200、设备管理模块300和应用管理模块400。

中间件接口模块200接收系统配置模块100的配置指令，并根据配置指令进行服务接口配置。中间件接口模块200接收物联网上层应用指令，并将物联网上层应用指令转换为统一内部指令发送至设备管理模块300和应用管理模块400。

设备管理模块300接收系统配置模块100的配置指令，并将配置指令转换为设备控制信号发送至物联网末端设备。设备管理模块300接收中间件接口模块200的统一内部指令，根据统一内部指令进行物联网末端设备的数据采集，并将采集数据上传至应用管理模块400。

应用管理模块400接收系统配置模块100的配置指令，并根据配置指令进行应用数据管理。应用管理模块400接收中间件接口模块200的统一内部指令，并根据统一内部指令进行应用消息订阅管理。应用管理模块400接收设备管理模块300上传的采集数据并对采集数据处理后发送至物联网上层应用。

备用中间件接口模块400与中间件接口模块200连接，并根据中间件接口模块200的更新内容进行数据的实时更新。

在本实施例中，系统配置模块100提供基于web的人机界面，从人机界面接收操作指令，也即系统配置模块100通过与人机交互平台进行通信，从而向中间件接口模块200、设备管理模块300和应用管理模块400发送配置指令，接收到配置指令的各模块根据该配置指令进行本模块服务接口的配置。

中间件接口模块200接收物联网上层应用指令并转换为统一内部指令，并将统一内部指令中的应用消息订阅指令发送至应用管理模块400，将统一内部指令中的设备控制指令发送至设备管理模块300。

设备管理模块300与物联网末端设备连接，用于在接收到中间件接口模块200的设备控制指令后从物联网感知层采集数据。应用管理模块400与物联网上层应用连接，用于在接收到中间件接口模块200的应用消息订阅指令后根据该应用消息订阅指令向物联网应用层分发设备管理模块上传的采集数据。

备用中间件接口模块500实时检测中间件接口模块200的配置信息，并根据该配置信息的检测结果(即中间件接口模块200的更新内容)进行数据的实时更新。

从上述描述可知，本发明实施例提供的物联网中间件系统通过设备管理模块提供了与物联网末端设备进行通信的数据接口，通过中间件接口模块、应用管理模块提供了与物联网上层应用进行通信的数据接口。本发明实施例提供的物联网中间件系统能够有效降低物联网感知层与应用层之间的耦合性，提高物联网系统的可用性。其中，备用中间件接口模块的设置可避免中间件接口模块异常导致整个物联网中间件系统受到影响，进而提高整个物联网系统的鲁棒性。

可选地，请参考图1，作为本发明实施例提供的物联网中间件系统的一种具体实施方式，中间件接口模块200可以包括多个中间件接口子单元，中间件接口模块200接收系统配置模块100的配置指令，并根据配置指令进行服务接口配置，包括：

中间件接口模块200接收系统配置模块100的配置指令，根据配置指令中的接口地址信息确定目标中间件接口子单元；

目标中间件接口子单元根据配置指令进行服务接口配置。

在本实施例中，可在中间件接口模块200内部设置多个中间件接口子单元，每个中间件接口单元可以对应一种或者多种配置指令。当中间件接口模块200接收到系统配置模块100的配置指令后，可根据配置指令中的接口地址信息确定目标中间件子单元，该目标中间件子单元根据所接收的配置指令进行该目标中间件子单元的服务接口配置。

从上述描述可知，本发明实施例通过设置多个中间件接口子单元可以有效解决中间件接口模块的负载均衡问题。

可选地，请参考图1，作为本发明实施例提供的物联网中间件系统的一种具体实施方式，设备管理模块300可以包括：数据采集单元310、数据处理单元320与数据发布单元330。

其中，数据采集单元310进行物联网末端设备的原始数据采集并将原始数据发送至数据处理单元320；数据处理单元320对原始数据进行存储、过滤和分析处理得到采集数据，并将采集数据发送至数据发布单元330；数据发布单元330接收采集数据并将采集数据上传至应用管理模块400。

在本实施例中，数据采集单元310采集物联网末端设备的实时数据(即原始数据)并将该实时数据转换为统一格式的数据输出至数据处理单元320，数据处理单元320对所接收到的数据进行存储、过滤和分析处理，得到有效的目标数据(即采集数据)，数据发布单元330从数据处理单元320的数据库中提取分类数据源并将该数据源以多类型接口的形式上传至应用管理模块400，由应用管理模块400分发至物联网上层应用。

可选地，请参考图1，作为本发明实施例提供的物联网中间件系统的一种具体实施方式，数据采集单元310可以包括：数据采集接口311和格式适配器312。

其中，数据采集接口311进行物联网末端设备的原始数据采集；格式适配器312将数据采集接口311采集的原始数据进行格式转换，并将进行格式转换后的原始数据发送至数据处理单元320。

在本实施例中，数据采集接口311进行物联网末端设备的原始数据采集，格式适配器则将数据采集接口311采集的原始数据转换为指定格式的xml数据输出至数据处理单元320。

可选地，请参考图1，作为本发明实施例提供的物联网中间件系统的一种具体实施方式，数据处理单元320可以包括：数据存储组件321和数据解析组件322。

其中，数据存储组件321对数据采集单元310采集的原始数据进行存储；数据解析组件322从数据存储组件321中提取原始数据，对原始数据进行过滤和分析得到采集数据，并将采集数据发送至数据发布单元330。

在本实施例中，在上述实施例的基础上，数据存储组件321将数据采集单元310上传的xml数据进行排序存储处理，数据解析组件322则从数据存储组件321中获取xml数据并对该xml数据进行过滤、分析处理得到有效的目标数据，即采集数据，并将该采集数据发送至数据发布单元330。

可选地，数据发布单元330还可对采集数据进行添加、删除、编辑和导入。

可选地，请参考图1，作为本发明实施例提供的物联网中间件系统的一种具体实施方式，应用管理模块400可以包括：缓存管理单元410和分发管理单元420。

其中，缓存管理单元410接收设备管理模块300上传的采集数据，并对采集数据进行缓存。分发管理单元420从缓存管理单元410中获取缓存数据，并将缓存数据分发至物联网上层应用。

在本实施例中，缓存管理单元410接收设备管理模块300上传的采集数据，对采集数据进行排序和缓存，得到采集数据的缓存队列，并以缓存队列的方式向分发管理单元420提供缓存的采集数据(即缓存数据)；分发管理单元420根据从缓存管理单元410中获取缓存数据，并根据中间件接口模块200的应用消息订阅指令向物联网上层应用分发该缓存数据。

可选地，作为本发明实施例提供的物联网中间件系统的一种具体实施方式，缓存管理单元采用队列方式存储采集数据，若缓存管理单元的队列长度超出预设阈值，则删除队头元素。

在本实施例中，预设阈值即为缓存管理单元的预设队列长度，用于限制缓存管理单元所占用的存储空间。

可选地，作为本发明实施例提供的物联网中间件系统的一种具体实施方式，若某一待删除的队头元素的处理等级超出预设等级，则在删除该队头元素之前，将该队头元素插入队尾。

在本实施例中，可对采集数据的处理等级进行标识，并根据该处理等级判断是否删除该采集数据。若某一采集数据的处理等级较高，但由于缓存管理单元的队列已满，该采集数据作为队头元素，需被删除，此时可比较该采集数据(即当前队头元素)的处理等级与预设等级，若该采集数据的处理等级高于预设等级，则可在删除该采集数据之前将该采集数据重新插入队尾。

可选地，请参考图1，作为本发明实施例提供的物联网中间件系统的一种具体实施方式，分发管理单元从缓存管理单元中获取缓存数据，并将缓存数据分发至物联网上层应用，包括：

分发管理单元420定期从缓存管理单元410中获取缓存数据，并对缓存数据进行过滤、封装处理后分发至物联网上层应用。

在本实施例中，分发管理单元420还可根据系统配置模块100的配置指令进行缓存数据分发上传的优先级配置。

可选地，请参考图1，作为本发明实施例提供的物联网中间件系统的一种具体实施方式，备用中间件接口模块500根据中间件接口模块的更新内容进行数据的实时更新，包括：

备用中间件接口模块500定期检测中间件接口模块200的配置信息，若中间件接口模块200的配置信息发生更改，则将更改内容同步至备用中间件接口模块500。

在本实施例中，备用中间件接口模块500还可定期检测中间件接口模块200的异常信息，若检测到中间件接口模块200出现异常，则中间件接口模块200停用，备用中间件接口模块500自动启用。在检测到中间件接口模块200运行状态恢复后，备用中间件接口模块500将其自身配置及应用数据同步至中间件接口模块200，中间件接口模块200启用，备用中间件接口模块500停用，并恢复至定期检测中间件接口模块200的配置信息的状态。

以上，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。