基于消防物联网数据采集与传输的物联中间件的制作方法

本发明涉及物联网中间件领域，尤其涉及基于消防物联网数据采集与传输的物联中间件。

背景技术：

传统物联网技术都是利用无线传感，协议转换，通信网络等技术对消防设施，器材等消防装备进行智能化管理，实现远程参数配置及远程控制功能。但不同厂商的仪表设备存在较大的差异性，主要体现在硬件、接入方式、通信协议等各个方面，并且各种设备分布较广，功能比较单一，只负责特定的工作。例如烟雾报警器只负责烟感识别，烟雾报警，不会有其他的感知功能。所以大量的感知设备必须按照其功能进行划分归类。这种差异性增加了设备接入的困难程度和管理复杂度。因此，为解决上述问题，本发明提供基于消防物联网数据采集与传输的物联中间件，以丰富的通信端口集成管理机制，兼容几乎所有常用通信协议，解决物联网种资源整合问题，并解决物联网种资源整合问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出了基于消防物联网数据采集与传输的物联中间件，以丰富的通信端口集成管理机制，兼容几乎所有常用通信协议，解决物联网种资源整合问题，并解决物联网种资源整合问题。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了基于消防物联网数据采集与传输的物联中间件，其包括数据管理模块，数据管理模块包括设备数据管理模块、设备时序数据管理模块、用户管理数据模块和日志记录模块；

设备数据管理模块定义设备类型和设备端口ip；

设备时序数据管理模块将低层采集的时序数据换算成不同的单位；

用户管理数据模块管理同一组织下，所有接入设备以及用户的登录管理信息；

日志记录模块记录用户操作记录和物联网中间件的运行状况。

在以上技术方案的基础上，优选的，设备数据包括：设备权限数据、设备属性数据和设备状态数据；

设备时序数据包括消防信息、报警记录和仪表数据；

用户管理数据包括账号管理、用户权限和角色分配；

日志包括硬件信息、软件系统和系统状态。

进一步优选的，物联网中间件还包括数据存储模块、数据安全监管模块；

数据存储模块存储物联网中间件的设备数据、设备时序数据、用户管理数据和日志；

数据安全监管模块采用异地备份、镜像和快照技术对数据存储模块中的数据加密处理。

进一步优选的，数据存储模块包括物联网数据存储模块和通用数据存储模块；

物联网数据存储模块存储设备时序数据；

通用数据存储模块存储设备数据、用户管理数据和日志。

进一步优选的，通用数据存储模块包括：对象存储、nosql数据库和关系型数据库。

在以上技术方案的基础上，优选的，物联网中间件采用lpwa通信技术及coap与mqtt通信协议与底层通信。

在以上技术方案的基础上，优选的，物联网中间件采用mqtt消息传输协议实现与上层应用之间的消息推送和接收。

进一步优选的，物联网中间件与上层应用通信的具体步骤为：

s1、将物联网中间件作为客户端，将上层应用作为接受者；

s2、客户端和接受者分别向broker发送一个connect数据包请求建立连接，broker收到connect数据包，若两者均连接建立成功，则分别发送确认连接数据包至客户端和接收者；若两者中至少一位连接建立不成功，不成功的那一方再次发送connect数据包请求建立连接，直至连接建立成功；

s3、接受者在消息订阅前指定订阅主题，客户端发布或订阅特定的主题，当发布的主题与接受者订阅主题相吻合时，接受者接收该条消息，否则不接收。

本发明的基于消防物联网数据采集与传输的物联中间件相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)在现有的物联网技术相关标准的基础之上结合物联设备的使用场景，主要解决了不同设备接入及消息转发的问题。通过标准化的协议完成数据的传输，解析，处理，封装和转换，并将资源信息分类整合进行结构化和非结构化存储，最后传递给上层应用。物联网中间件根据现有的信息安全相关的技术标准在数据采集，传输和系统的安全稳定性上为物联数据从感知设备到上层应用整个过程开辟了高效安全可靠的通道，从而进一步完善了消防物联网的安全技术标准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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为本发明基于消防物联网数据采集与传输的物联中间件的结构图；

图2为本发明基于消防物联网数据采集与传输的物联中间件中数据管理模块的结构图；

图3为本发明基于消防物联网数据采集与传输的物联中间件与上层应用数据发布与订阅过程。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的基于消防物联网数据采集与传输的物联中间件，其包括数据管理模块、数据存储模块和数据安全监管模块。

本实施例的物联网中间件采用lpwa通信技术及coap与mqtt通信协议与底层通信。本实施例的物联网中间件提供统一设备的接入方式，对不同类型的设备进行标准化处理，任何类型的设备接入对物联网的通信方式都包括在modbus、串口、tcp、udp中，本实施例已经对4中类型的设备进行了开发，保证接入的灵活性。

数据管理模块，由于采集到的数据从底层接收到转发到达用户终端，一般都需要经过多层的逻辑处理，为了提高处理效率以及给应用层提供更高价值的数据信息。本实施例中的数据管理模块根据信息分类与编码标准，对物联数据进行分类整合，信息分类是物联数据管理的重要手段，因此，如图2所示，本实施例中数据管理模块将物联数据分为设备管理数据、设备时序数据、用户管理数据、日志记录数据四大类，具体的，数据管理模块包括设备数据管理模块、设备时序数据管理模块、用户管理数据模块和日志记录模块。

其中，设备数据管理模块定义设备类型和设备端口ip，其中，配置信息可通过web管理页面进行统一的配置管理。设备数据包括：设备权限数据、设备属性数据和设备状态数据。

设备时序数据管理模块将低层采集的时序数据换算成不同的单位；设备时序数据是物联中间件中最为重要的数据，即从底层物联设备采集的并传输至物联信息平台后进行分析整合后存储到本地的时序数据。设备时序数据包括消防信息、报警记录和仪表数据。设备时序数据管理模块将时序数据进行深度的整合加工，如根据液位、水压、电池电量等不同的传感器，换算成不同的单位。最后根据上层应用的需要，将数据推送到上层应用中心。

用户管理数据模块管理同一组织下，所有接入设备以及用户的登录管理信息；用户管理数据包括账号管理、用户权限和角色分配。对于同一个组织，用户管理数据模块根据用户的不同权限查看设置相应的设备信息。

日志记录模块记录用户操作记录和物联网中间件的运行状况、软件、硬件和系统问题的信息，方便用户掌握分析中间件平台的实时运行状况。日志包括硬件信息、软件系统和系统状态。

物联网中间件的安全监管包括系统的稳定性与数据的安全性两个方面。其中，由于物联中间件中产生的数据随着接入的智能设备的增加而增加，对物联中间件的系统的稳定性也提出了更高的要求。本实施例中，在系统架构上，物联中间件采用分布式部署方式，将单一程序划分成一组小的服务，并复制多个相同的拷贝部署到不同的机器上，服务之间互相协调，互相配合，服务与服务间采用轻量级的通信机制。当其中的一台机器突然宕机，不再提供服务时，相应的请求会被转发到其他的机器上，提高了整个中间件平台的可用性。

中间件平台的安全性是整个系统高效运行的前提，其中数据的存储是中间件安全性的核心和关键。本实施例中的数据存储模块用于存储物联网中间件的设备数据、设备时序数据、用户管理数据和日志。本实施例中，数据存储模块包括物联网数据存储模块和通用数据存储模块；其中，物联网数据存储模块存储设备时序数据；通用数据存储模块存储设备数据、用户管理数据和日志。通用数据存储模块包括：对象存储、nosql数据库和关系型数据库。本实施例使用数据安全监管模块保护数据存储。具体的，在数据存储上采用的保护手段具体有：异地备份，镜像和快照技术以及某些数据的加密维护。数据库服务器仅在内部访问，使用rdbms标准的通讯配置，系统使用口令加密的方式进行连接。

物联网中间件解析加工后的数据，安全准确的传送到上层应用也是本实施例重点考虑的问题。因此本实施例引入mqtt消息传输协议来实现物联网中间件与上层应用之间的消息推送与接收。mqtt是一个客户端服务端架构的发布/订阅模式的消息传输协议。其设计思想包括轻巧，开发，简单，规范，易于实现，使得它对很多场景来说都是很好的选择，特别是对于受限的环境如机器与机器的通信(m2m)以及物联网环境(iot)；并且使用发布-订阅消息的模式，如图3所示，物联网中间件与上层应用通信的具体步骤为：

s1、将物联网中间件作为客户端，将上层应用作为接受者；

s2、客户端和接受者分别向broker发送一个connect数据包请求建立连接，broker收到connect数据包，若两者均连接建立成功，则分别发送确认连接数据包至客户端和接收者；若两者中至少一位连接建立不成功，不成功的那一方再次发送connect数据包请求建立连接，直至连接建立成功；

s3、接受者在消息订阅前指定订阅主题，客户端发布或订阅特定的主题，当发布的主题与接受者订阅主题相吻合时，接受者接收该条消息，否则不接收。

本实施例中，使用的mqtt通信协议主要有两个特点：一是，订阅发布--每个消息向上层发布都会带一个主题，订阅了该主题的应用就会接收到该消息，保证了消息的复用与应用的解耦；二是，稳定性，mqtt提供确认机制，即上层应用收到消息后会发送确认消息给物联网中间件，保证消息的不丢失。

本实施例的有益效果为：在现有的物联网技术相关标准的基础之上结合物联设备的使用场景，主要解决了不同设备接入及消息转发的问题。通过标准化的协议完成数据的传输，解析，处理，封装和转换，并将资源信息分类整合进行结构化和非结构化存储，最后传递给上层应用。物联网中间件根据现有的信息安全相关的技术标准在数据采集，传输和系统的安全稳定性上为物联数据从感知设备到上层应用整个过程开辟了高效安全可靠的通道，从而进一步完善了消防物联网的安全技术标准。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。