[发明专利]物联网系统、物联网代理装置及方法

说明书

技术领域

本发明主要应用于基于通信网络的物联网技术领域，特别是涉及用于物联网业务优化的物联网系统、物联网代理装置及物联网代理方法。

背景技术

物联网(Internet of Things)业务是指基于机器与机器(Machine to Machine)之间通信以及人与机器通信的业务类型。物联网业务为各种行业和个人用户提供了一种综合数据采集、传输、信息处理、机器控制及业务管理等一系列功能的端到端解决方案。在物联网业务中，终端侧设备往往是机器，通过其内部的通信模块向网络侧设备的服务器或业务网关设备汇报自身所采集的数据信息，网络侧设备中的业务模块和逻辑针对物联网终端侧设备汇报的信息进行处理和判断，将对各个相关机器进行控制的控制信息通过网络下发到终端侧设备上。基于这样的数据信息和控制信息的交互，物联网业务可以满足客户在现场监控、调度协调、系统安全等多个方面的需求。物联网业务在城市、电网、工业、水利等多个社会基础设施领域有广泛的应用场景。

在现有的物联网业务中，终端侧设备和网络侧设备需要依赖通信网络进行数据信息和控制信息的交互。图1示出了现有物联网业务典型的组网模式。如图1所示，一般来说，物联网终端3或者管理多个物联网传感节点6的物联网网关4通过有线或者无线的方式接入到通信网络2-1中。网络侧的服务器7主要负责物联网业务的管理和运营。另一方面，服务器7与物联网终端3或物联网网关4之间的数据连接101、102除了物联网终端3或物联网网关4所接入的网络2-1之外，往往还要跨越多个运营商的通信网络，例如图1中的网络2-2等。

由于物联网业务所承载的业务逻辑很多涉及社会关键基础设施的控制和管理，所以对信息交互的实时性有非常高的要求。例如：在化工厂内，取水站向工厂车间送水的水量需要进行严格的控制。通过物联网终端感知节点检测车间内水量的数据信息以及控制取水站水泵的控制信息都需要非常迅速地送达相关的终端侧和网络侧节点，否则会造成工厂车间水量的上溢或下溢。然而，现有的通信网络尤其是运营商通信网络对于实时性的保证非常有限。在图1的物联网系统中，在不同运营商的网络2-1、2-2之间的节点处往往会产生巨大的延迟，高峰时该网络延迟可长达数秒甚至数十秒。此外，无线网络基站5与物联网终端侧设备3、4之间，根据无线网络负载和当时的无线环境不同，有时延迟也非常大。这些延迟均会造成数据信息和控制信息的非实时送达，严重影响到物联网业务的质量。

并且，物联网业务对于通信网络的可靠性具有非常高的要求，如果通信网络失效，会对物联网业务带来巨大的影响。此外，随着物联网应用的日益普及，物联网终端的数量将呈大规模爆发增长的态势。众多的物联网终端和应用会产生大量的网络流量，会对网络带来更大的压力，且在不同运营商网络间的流量会给网络运营商带来更大的网间结算的成本，间接地影响到物联网业务的顺利开展。

为了优化物联网系统的构成，减少延迟并提高安全性，公开有以下技术。

专利文献1(US2011/0154022)中，公开了一种物联网中间节点，在物联网中，利用中间节点进行数据信息的汇聚和调整，以便节省网络资源，避免大量的数据访问而占用太多的服务器资源。并提出了建立安全通道的思想。

在上述对比文献1中可以在本地对数据初步进行整体，并结合数据访问量进行调度，利用安全通道加大物联网的可靠性。但是，由于中间节点并没有考虑不同网络之间交接的延迟以及终端接入基站的延迟，因此对延迟的优化程度有限。并且，对比文献1中主要着眼点在安全通道上，但依然无法避免大量数据发送到服务器而产生的拥塞问题，而且对实时性也有一定的损害。

此外，在专利文献2(S2009/0089365)中公开了一种针对物联网优化的WEB服务。由于物联网对于延迟比较敏感，因此在多个地点建立服务器端镜像，将业务分散到服务器和作为服务器端的多个服务器端镜像中，类似将主服务器进行多镜像分解。在物联网终端与服务器端进行交互的时候，选择延迟最小且代价最低的镜像进行通信就可以，这样也可以减少延迟并降低网间瓶颈处的资源占用。

但是，专利文献2中是通过在服务器侧由多个服务器进行分担的方式来减少延迟，却不能有效减少在不同通信网络之间交接的数据量，无法缓解网间结算，并且，还存在数据安全性能方面的担忧。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种物联网系统、用于优化物联网业务的物联网代理装置及物联网代理方法，可以有效地降低通信网络延迟、通信网络失效对物联网业务的影响，同时减轻物联网业务给通信网络带来的压力，并提高网络数据的安全性。