[发明专利]一种基于异构设备的远程物联网平台的构建方法

权利要求书

1.一种基于异构设备的远程物联网平台的构建方法，应用于基于异构设备的远程物联网平台，所述的远程物联网平台包括命令行工具、运行在云服务器上的云端服务、以及运行在树莓派上的设备管理客户端；接下来对每个模块的实施进行详细的描述：

命令行工具用于和云服务器的用户服务进行交互，具体命令包括设备固件上传、设备分配请求、建立日志监听连接、以及发送设备串口命令；命令行工具被开发人员调用时，本质上是调用云服务器的用户服务提供的网络接口；

云服务器上的云端服务包括用户服务、任务分配服务、设备服务、消息队列、数据库、MQTT消息服务器、以及内存缓存，其中用户服务、任务分配服务、以及设备服务采用以下步骤实现，消息队列采用NATS开源实现，数据库采用MongoDB开源实现，MQTT消息服务器采用EMQX开源实现，内存缓存采用Redis开源实现；用户服务向命令行工具提供网络接口，包括设备固件上传接口、设备分配请求接口、建立日志监听接口、以及发送设备串口命令接口，这些接口基于HTTP或Websocket网络协议；任务分配服务负责订阅消息队列中的设备分配请求报文、将设备分配请求报文存储到内存缓存中的等待队列、以及执行设备分配操作；设备服务负责订阅并处理消息队列中的设备占用列表报文、以及订阅并处理MQTT消息服务器中的设备运行日志报文和设备状态变化报文；

设备管理客户端运行在树莓派，物联网设备和树莓派之间通过USB扩展器连接；设备管理客户端启动时首先和MQTT消息服务器建立MQTT连接，每个设备管理客户端拥有唯一的客户端编号；设备管理客户端定时扫描接入的USB设备列表，将每个USB设备的供应商ID以及产品ID和配置文件中每种设备类型的配置信息进行匹配；若匹配成功，则将该设备的设备类型配置为匹配的类型，生成该设备的设备编号，将设备编号加入活跃设备列表；设备管理客户端在扫描时若发现本次扫描的活跃设备列表和上次活跃设备列表不同，那么将设备状态变化报文发送至MQTT消息服务器；同时，设备管理客户端会订阅并处理MQTT消息服务器中的设备占用报文、以及设备串口命令报文；

包括以下步骤：

步骤1：异构物联网设备的配置、部署以及接入平台，并实时更新接入设备的状态；

(1.1)整理每种设备类型的配置信息，每种设备类型的配置信息导入到设备管理客户端的配置文件；

(1.2)设备管理客户端扫描接入的物联网设备，设备管理客户端实时将设备列表的变化报文上传到MQTT消息服务器；

(1.3)设备服务从MQTT消息服务器订阅设备列表的变化报文，并修改内存缓存中的设备状态；

步骤2：开发人员通过命令行工具使用远程物联网设备，包括上传设备固件文件、提交设备使用请求、获取设备运行日志以及发送设备串口命令；

(2.1)开发者向用户服务提交设备固件文件；

(2.2)开发者和用户服务建立日志监听链路；

(2.3)开发者向用户服务提交设备分配请求；

(2.4)用户服务对设备分配请求进行条件检查；若条件检查不通过，则退出步骤；若条件检查通过则继续下述步骤；

(2.5)任务分配服务执行设备分配操作，设置占用设备的状态，并发送设备占用列表；

(2.6)设备服务将设备占用报文分别转发到设备管理客户端；

(2.7)设备管理客户端将设备固件文件烧写到设备；

(2.8)设备管理客户端持续获取并转发设备运行日志到MQTT消息服务器；设备服务记录设备运行日志并转发给开发者；

(2.9)设备管理客户端监测到设备占用超时，结束运行设备程序；设备服务释放设备占用，并将结束运行报文转发给开发者。

2.如权利要求1所述的一种基于异构设备的远程物联网平台的构建方法，其特征在于：步骤(1.2)的MQTT消息服务器采用EMQX开源实现。

3.如权利要求1所述的一种基于异构设备的远程物联网平台的构建方法，其特征在于：步骤(2.4)的条件检查包含判断所需的设备类型本平台是否不支持、判断所需的设备个数是否大于本平台接入的设备数量以及判断所需的设备固件文件是否不存在。