[發明專利]一種基于云霧結合的模塊化物聯網應用快速構建平臺

有效

• 申請號: 201711261013.4
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108023952B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 任智源;蘇富;劉建甌;陳晨;張海林
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06;H04W4/38;H04W4/70
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 劉玲玲

本發明公開了一種基于云霧結合的模塊化物聯網應用快速構建平臺，其整體架構自下而上依次包括：硬件設備層、霧處理層和云服務層，其中，硬件設備層由NodeMCU和物聯網感知設備構成，霧處理層由Prowo網關組成，云服務層設置有云服務器。本發明的有益之處在于：(1)能夠配套多個使用場景，可拓展性高；(2)層次劃分清楚，可以屏蔽底層硬件差異，降低物聯網應用開發門檻，可以較好的適應物聯網市場技術的更迭和需求的變更。

技術領域

本發明涉及一種物聯網應用構建平臺，具有涉及一種基于云霧結合的模塊化物聯網應用快速構建平臺，屬于物聯網技術領域。

背景技術

近年來，隨著物聯網(Internet of Things，loT)技術的普及和嵌入式設備的大量研發部署，使得智能物體的種類和數量都在不斷的增長，物聯設備和系統在人們的日常生活使用中也越來越普及。網絡化技術的演進，也使得傳感器節點、控制器節點、RFID以及一些家電設備(電視、鬧鐘、音響、空調等)能夠通過無線通信協議和互聯網協議進行網絡互聯和信息交換。這些不斷數字化和網絡化的智能設備正在被廣泛的應用于智能家居、智能物流、智能交通和智能農業等領域，具有巨大的商業價值。可以說，物聯網是繼計算機、互聯網和移動通信技術之后引發新一輪信息產業浪潮的核心領域。

圖1顯示的是以物聯網網關構建的典型物聯網架構。物聯網網關是將多種物聯網感應層設備的接入手段整合起來，統一互聯到接入網絡的關鍵設備。物聯網網關可滿足局部區域短距離通信的接入需求，實現與公共網絡的連接，同時完成轉發、控制、信令交換和編解碼等功能，而終端管理、安全認證等功能保證了物聯網業務的質量和安全。物聯網網關在未來的物聯網時代將會扮演著非常重要的角色，可以實現感知延伸網絡與接入網絡之間的協議轉換，既可以實現廣域互聯，也可以實現局域互聯，物聯網網關可以實現感知網絡與通信網絡，以及不同類型感知網絡之間的協議轉換，此外物聯網網關還需要具備設備管理功能，運營商通過物聯網網關可以管理底層的各感知節點，了解各節點的相關信息，并實現遠程控制。

目前市場上絕大多數物聯網網關的功能都比較單一，只具有轉發數據的功能，不支持外置擴充設備，使用和學習成本較高，而且都帶有嚴密的封裝，不支持二次開發，只支持單一物聯網傳感設備數據的采集接收和轉發，拓展性極低，而且不能在網關上直接進行物聯網應用程序的開發和測試。

圖2顯示的是物聯網網關內部典型的架構，其從上到下依次是：

廣域接入層：提供各種北向連入電信網絡的通道接口，如CDMA、 WiFi、以太網等，一般是單一接入方式，適用于特定網絡環境的組網。

業務處理層：首先定義標準的感知層接入協議，保證不同的感知層協議能夠變成格式統一的數據和信令，同時將廣域接入層下發的數據解包成標準格式數據，實現與管理平臺的協議對接，實現管理協議的解析并轉換為感知層協議可以識別的信號和控制指令，最后進行數據的處理和指令的傳輸。

網絡接入層：實現不同感知網絡的協議接入和解析，按照應用的場景一般是某種特定的協議，例如NB-IOT、LORA、WIFI、BLE等多種通信協議。

當前，在新一代信息通信技術的沖擊下，物聯網正加速向傳統行業滲透，傳統企業正面臨向創新型企業轉變的關鍵時期。但是，由于傳統小微企的技術實力較弱、科研投入有限，導致其在向創新型企業轉變的過程中寸步難行。目前，開發物聯網應用往往需要涉及到整個物聯網開發生態體系，包括底層硬件、模塊、終端、網絡、平臺等各個方面，其中硬件模塊差異化嚴重，而僅網絡就已有十余種選擇。而應用的開發之后的測試與部署仍然是業內開發的難點。為了解決這一問題，出現了眾多全棧式物聯網應用開發公司，這些公司提供從底層硬件研發到用戶端安卓應用開發的全套解決方案。然而，這些物聯網應用開發公司的報價往往偏高，使得小微企業難以承受。并且，由于小微企業技術實力較弱，在交付驗收物聯網應用時難以發現潛在問題，交付之后發生問題又難以憑借自身實力解決，導致要花費額外費用進行物聯網應用的維護，當需求變更或產品更新時，仍需要花費高昂費用進行物聯網應用的更新，難以適應技術快速更迭的市場。