[發明專利]用于環保數據采集設備物聯接入的云網關系統

有效

• 申請號: 202110944490.0
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113676400B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 黃威;李敏士;謝儉;段楚豪;彭清舟;孫程;楊芳僚;黃鑫;祝視;蔡勛瑋;李艷西;宮嘉永
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司信息通信分公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66;H04L69/08;H04L67/12;G06F16/2455;G06F16/28
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業

1.一種用于環保數據采集設備物聯接入的云網關系統，其特征在于包括數據交互模塊、設備管理模塊和服務注冊模塊；數據交互模塊和設備管理模塊均與服務注冊模塊連接；數據交互模塊連接外部的物管平臺MQS集群，并用于數據的接收、轉發和處理；設備管理模塊連接外部的電力物聯管理平臺的標識系統，并用于對接入所述的云網關系統的HJ212設備進行管理；服務注冊模塊連接外部的數據采集設備，用于提供集群維護功能，為各服務節點提供注冊服務，記錄每個服務節點的運行狀態；

所述的數據交互模塊包括數據接收層、數據處理層和數據傳輸層；數據接收層、數據處理層和數據傳輸層依次連接；數據接收層用于和HJ212設備建立連接以及接收所有HJ212設備的數據請求；數據處理層用于進行數據處理、數據收發與任務調度；數據傳輸層用于與電力物聯管理平臺建立數據交互鏈接，并將數據推送至電力物聯管理平臺；

所述的數據接收層包括Netty服務端；通過開放Netty服務端的服務端口，為HJ212設備提供網絡服務，從而用于接收HJ212的服務請求與心跳連接；

所述的數據處理層包括數據收發器、數據處理器和任務調度器；數據收發器、數據處理器和任務調度器依次連接；數據收發器用于接收HJ212設備上報的數據并進行數據校驗與協議解析，還用于將電力物聯管理平臺下發的指令解析后下發給HJ212設備，還對設備編號進行權限校驗，并判斷上傳數據是否合法：若為合法數據則放行，若為非法數據則禁止上報，并將對應的HJ212設備的設備編號加入黑名單；數據處理器用于將HJ212協議的數據按照MQTT協議的規范，轉換成電力物聯管理平臺能夠接收的JSON格式數據，以及將電力物聯管理平臺下發的操作指令轉換為HJ212協議格式的指令；任務調度器用于對電力物聯管理平臺下發的操作指令進行任務調度，根據云網關服務節點權重確定集群中每個服務節點最大處理負載數量；服務注冊模塊為任務調度器提供服務節點運行狀態信息；

所述的數據傳輸層包括MQTT客戶端，并將MQTT客戶端作為電力物聯管理平臺的客戶端；MQTT客戶端通過創建MQTT協議連接，與電力物聯管理平臺建立數據交互鏈接，并將數據推送至電力物聯管理平臺；數據傳輸層與數據處理層之間采用消息總線連接；消息總線為基于Redis緩存系統List構建的一個分布式消息隊列，用于數據交互模塊中數據傳輸層與數據處理層之間的數據異步通信；電力物聯管理平臺下發給設備執行的所有指令首先通過數據傳輸層寫入消息總線，然后數據處理層的數據處理模塊從消息總線中消費指令，并通過數據收發器把指令下發至HJ212設備執行。

2.根據權利要求1所述的用于環保數據采集設備物聯接入的云網關系統，其特征在于所述的設備管理模塊包括控制層、服務層和數據層；控制層、服務層和數據層依次連接；控制層的功能包括設備管理和實時監控；服務層的功能包括指令下發和設備注冊；數據層用于存儲數據。

3.根據權利要求2所述的用于環保數據采集設備物聯接入的云網關系統，其特征在于所述的控制層的功能包括設備管理和實時監控，具體為設備管理用于提供HJ212設備管理的交互界面，用戶通過設備管理功能對HJ212的信息數據進行管理；實時監控用于根據數據交互模塊得到的數據進行分析，判定設備的運行狀態，同時向電力物聯管理平臺上報HJ212的設備狀態信息，實現對已接入所述的云網關系統的所有設備的實時狀態進行監控。

4.根據權利要求3所述的用于環保數據采集設備物聯接入的云網關系統，其特征在于所述的服務層的功能包括指令下發和設備注冊，具體為指令下發功能用于提供可視化界面，用戶能夠通過可視化界面對設備下發設備管理指令；設備注冊用于提供可視化界面，在電力物聯管理平臺上完成設備注冊。

5.根據權利要求4所述的用于環保數據采集設備物聯接入的云網關系統，其特征在于所述的數據層用于存儲數據，具體為數據層包含關系型數據庫Mysql以及緩存數據庫Redis；關系型數據庫Mysql用于存儲設備檔案信息、日志信息和企業信息；緩存數據庫Redis用于對設備信息進行緩存，并通過緩存提高系統的響應速度。

6. 根據權利要求5所述的用于環保數據采集設備物聯接入的云網關系統，其特征在于所述的服務注冊模塊基于nacos server構建，功能包括提供集群維護，為各服務節點提供注冊服務，記錄每個服務節點的運行狀態，以及為任務調度器提供服務節點運行狀態信息；服務節點啟動后自動連接至服務注冊模塊，之后定期向服務注冊模塊發送心跳，當服務注冊成功自動成為所述的云網關系統的集群節點之一；每個節點開始具有相同的權重，當只有一個節點時該節點處理所有設備的指令和其他任務；當接入到服務節點上的HJ212設備存在若干個時，若單一節點處理速度無法滿足需求，則根據HJ212設備的數量進行集群擴容；任務調度器在設定周期內自動的根據當前節點數量和權重，決定每個節點處理的設備數量，從而實現動態負載均衡。