物联网云平台、基于物联网云平台的设备交互方法及装置与流程

本发明涉及互联网技术领域，特别是涉及一种物联网云平台、基于物联网云平台的设备交互方法及装置。

背景技术：

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

目前云技术在物联网中的应用是物联网技术发展的一个主要方向。如图1所示，在目前的云物联网中，物联网设备(智能设备)通常都需要连接入某一物联网云平台，这个接受连接的设备服务器我们称之为broker，传统的方案是多台broker构成一个集群，设备发送不同的消息在broker内部会产生不同的topic(每个消息都具有topic，可以理解为消息的某种标识)，为了转发消息，每个broker都需要保存一个记录有所有设备和设备服务器连接关系的全局路由表。而智能设备和topic数据的增长会使基于topic的全局路由表越来越庞大，从而使消息路由的效率越来越差。目前的云物联网并不能很好的应对这样的问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种物联网云平台、基于物联网云平台的设备交互方法及装置以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种物联网云平台，包括：多个设备服务器和至少一个状态服务器，其中，

所述至少一个状态服务器，配置为保存各个所述设备服务器与登录至该设备服务器的设备之间的对应关系；

所述设备服务器，配置为接收登录至该设备服务器的设备发送的消息，根据所述消息中包括的目标设备的身份标识在所述至少一个状态服务器中查找所述目标设备登录的设备服务器，将所述消息转发给所述目标设备登录的设备服务器，由所述目标设备登录的设备服务器将所述消息发送给所述目标设备。

可选的，所述状态服务器为多个，其中，

多个所述状态服务器，配置为根据预定策略分别保存不同类别的设备与其登录的设备服务器之间的对应关系。

可选的，所述预定策略包括：

根据所述设备的身份标识的首位数字将所述设备分为多个类别，每一类别对应一个或多个一位数字；或者

对所述设备的身份标识进行哈希计算得到所述身份标识的哈希值，基于所述哈希值将所述设备分为多个类别，每一类别对应一个或多个一位数字。

可选的，所述设备服务器，还配置为根据所述预设规则和所述目标设备的身份标识确定保存有该设备与其登录的设备服务器之间的对应关系的状态服务器，并在该状态服务器中查找所述目标设备登录的设备服务器，以将所述消息转发给所述目标设备登录的设备服务器，由所述目标设备登录的设备服务器将所述消息发送给所述目标设备。

可选的，所述消息中还包括：发送所述消息的设备的身份标识、所述消息对应的话题。

可选的，所述设备服务器，还配置为根据发送所述消息的设备的身份标识、所述消息对应的话题、所述目标设备的身份标识在所述至少一个状态服务器中查找所述目标设备登录的设备服务器。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种基于物联网云平台的设备交互方法，包括：

采用至少一个状态服务器保存各个设备服务器与登录至该设备服务器的设备之间的对应关系；

接收设备发送的消息，根据所述消息中包括的目标设备的身份标识在所述至少一个状态服务器中查找所述目标设备登录的设备服务器，将所述消息转发给所述目标设备登录的设备服务器，由所述目标设备登录的设备服务器将所述消息发送给所述目标设备。

可选的，所述状态服务器为多个，

其中，所述采用至少一个状态服务器保存各个设备服务器与登录至该设备服务器的设备之间的对应关系，包括：

根据预定策略在多个所述状态服务器上分别保存不同类别的设备与其登录的设备服务器之间的对应关系。

可选的，所述预定策略包括：

根据所述设备的身份标识的首位数字将所述设备分为多个类别，每一类别对应一个或多个一位数字；或者

对所述设备的身份标识进行哈希计算得到所述身份标识的哈希值，基于所述哈希值将所述设备分为多个类别，每一类别对应一个或多个一位数字。

可选的，所述根据所述消息中包括的目标设备的身份标识在所述至少一个状态服务器中查找所述目标设备登录的设备服务器，包括：

根据所述预设规则和所述目标设备的身份标识确定保存有该设备与其登录的设备服务器之间的对应关系的状态服务器，并在该状态服务器中查找所述目标设备登录的设备服务器。

可选的，所述消息中还包括：发送所述消息的设备的身份标识、所述消息对应的话题。

可选的，所述根据所述消息中包括的目标设备的身份标识在所述至少一个状态服务器中查找所述目标设备登录的设备服务器，还包括：

根据发送所述消息的设备的身份标识、所述消息对应的话题、所述目标设备的身份标识在所述至少一个状态服务器中查找所述目标设备登录的设备服务器。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序代码，当所述计算机程序代码在计算设备上运行时，导致所述计算设备执行上述任一基于物联网云平台的设备交互方法。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种计算设备，包括：

处理器；

存储有计算机程序代码的存储器；

当所述计算机程序代码被所述处理器运行时，导致所述计算设备执行上述任一基于物联网云平台的设备交互方法。

本发明的提供的技术方案采用了全新的架构，取消了全局路由表，设备服务器(即broker)与设备服务器之间不再发生联系，每一个都是独立的。增加了状态服务器，由状态服务器记录设备登陆到哪一台设备服务器上，各个设备发送给其登录的设备服务器的消息会由设备服务器根据状态服务器存储的信息进行转发。这样一来从根本上解决了全局路由表导保存的数据越来越多导致的整个云物联网系统效率越来越差的问题，保证了云物联网系统始终处于高效运行的状态。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是现有物联网云平台的架构示意图；

图2是根据本发明实施例的物联网云平台的架构示意图；

图3是根据本发明优选实施例的物联网云平台的架构示意图；

图4是根据本发明实例的物联网云平台的架构示意图；

图5是根据本发明实施例的基于物联网云平台的设备交互方法的流程示意图；

图6是根据本发明优选实施例的基于物联网云平台的设备交互方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，本发明实施例及优选实施例中的特征在不冲突的前提下可以相互结合。

图2是根据本发明实施例的物联网云平台的架构示意图。如图2所示，本实施例提供了一种物联网云平台，包括：多个设备服务器10(broker)和至少一个状态服务器20，其中，

至少一个状态服务器20，配置为保存各个设备服务器10与登录至该设备服务器10的设备之间的对应关系；

设备服务器10，配置为接收登录至该设备服务器10的设备发送的消息，根据消息中包括的目标设备的身份标识在至少一个状态服务器20中查找目标设备登录的设备服务器10，将该消息转发给目标设备登录的设备服务器10，由目标设备登录的设备服务器10将消息发送给目标设备。

本实施例的提供的物联网云平台采用了全新的架构，取消了全局路由表，设备服务器10与设备服务器10之间不再发生联系，每一个都是独立的。增加了状态服务器20，由状态服务器20记录设备登陆到哪一台设备服务器10上，各个设备发送给其登录的设备服务器10的消息会由设备服务器10根据状态服务器20存储的信息进行转发。这样一来从根本上解决了全局路由表导保存的数据越来越多导致的整个云物联网系统效率越来越差的问题，保证了云物联网系统始终处于高效运行的状态。

在本实施例中，设备是指物联网设备，包括可以连接到物联网云平台的各种智能设备，例如智能手机、各种智能家电、各种智能灯具、智能门窗等等。各种物联网设备一般都会保持与物联网云平台的长连接，在物联网设备首次连接到物联网云平台或物联网设备的连接关系发生变化时，状态服务器20就会记录这个设备与其连接至的设备服务器10的对应关系，状态服务器20专门用于保存各个设备服务器10与登录至该设备服务器10的设备之间的对应关系，而各个设备服务器10在需要转发物联网设备发送的消息时就可以去状态服务器20查询消息的目标设备登录的设备服务器10，进而将消息转发到目标设备登录的设备服务器10，由目标设备登录的设备服务器10将消息发送给目标设备。

另外，在现有的云物联网，由于各个broker中的全局路由表需要是同步的，因此当新增broker时，需要同步全局路由表，此时各个broker与新增broker均不能对外提供服务。本实施例提供的物联网云平台也解决了这一问题，在本实施例提供的物联网云平台中，设备服务器10不再保存有全局路由表，各设备服务器10均为无状态服务，因此能够水平扩展设备服务器10(即新增设备服务器10)，从而可以支持海量设备连接和topic消息路由。

随着云物联网系统规模的不断增长，连接到物联网云平台的设备数量可能会达到一个非常大数字，从而有海量的消息需要转发，海量的设备和设备服务器的对应关系需要保存。针对这种可能，在本发明的一个优选实施例中，参见图3，可以设置多个状态服务器20，这多个状态服务器20配置为根据预定策略分别保存不同类别的设备与其登录的设备服务器之间的对应关系。

在本优选实施例中，为了应对更大规模的数据，在一个物联网云平台中设置了多个状态服务器20，用于分别保存设备和设备服务器的对应关系。为了增加设备和设备服务器对应关系的查找效率，在不同的状态服务器20中保存设备和设备服务器的对应关系时，可以根据预定策略在不同的状态服务器20中分别保存不同类别的设备与其登录的设备服务器之间的对应关系。

在本优选实施例提供的技术方案中，预定策略可以根据物联网云平台应用的具体场景灵活地设置和调整。优选的，预定策略可以为：根据设备的身份标识的首位数字将设备分为多个类别，每一类别对应一个或多个一位数字；或者，对设备的身份标识进行哈希计算得到身份标识的哈希值，基于哈希值将备分为多个类别，每一类别对应一个或多个一位数字。上述的预定策略是一种可以普遍使用的预定策略。其核心是基于0-9这十个个位数字，将设备分为多个类别，例如，每个数字对应一类或每两个数字对应一类，在进行归类时，可以基于设备的身份标识的首位数字进行归类，也可以对设备的身份标识进行哈希计算得到身份标识的哈希值，再根据这个哈希值进行归类。举例来说，如果以0-9这10个数字为基础，将所有设备的分为10个类别，那么对应的可以设置10个状态服务器20，用于分别保存这10个类别的设备和其登录的设备服务器的对应关系。在保存设备和其登录的设备服务器的对应关系时，如果设备的身份标识的首位数字为1，则这个设备和其登录的设备服务器的对应关系就保存在与数字1对应的状态服务器中。类似的，如果是基于哈希值进行分类，则需要对该设备的身份标识进行哈希运算，如果运算的结果是1，则将这个设备和其登录的设备服务器的对应关系就保存在与数字1对应的状态服务器中，以此类推。当然，此时也可以设置少于10个的状态服务器，此时就会有某些状态服务器要保存多个类别的设备和其登录的设备服务器的对应关系。

对应的，当设置了多个状态服务器20时，设备服务器10转发消息时也需要进行适当的变化。优选的，设备服务器10，还配置为根据预设规则和目标设备的身份标识确定保存有该设备与其登录的设备服务器10之间的对应关系的状态服务器20，并在该状态服务器20中查找目标设备登录的设备服务器10，以将消息转发给目标设备登录的设备服务器10，由目标设备登录的设备服务器10将消息发送给目标设备。

当设置了多个状态服务器20时，设备服务器10在转发消息时，就需要先确定保存有目标设备与其登录的设备服务器10之间的对应关系的状态服务器20，再在这个状态服务器20中查找目标设备登录的设备服务器10，从而将消息转发给目标设备登录的设备服务器10，由目标设备登录的设备服务器10将消息发送给目标设备。

在本发明的一个优选实施例中，设备发送的消息除了包括目标设备的身份标识之外，还可以包括发送该消息的设备(即设备本身)的身份标识和消息对应的话题(即topic)。设备发送的消息中可以包括各种各样的信息，出于不同的需要可以灵活的设置，本实施例中仅仅给出了一种可选的实施方式。

而基于上述优选实施例中设备发送的消息中包含的信息，各个设备服务器10在查找目标设备时就可以进行多维度的检索。优选的，设备服务器10，还可以配置为根据发送消息的设备的身份标识、消息对应的话题、目标设备的身份标识在状态服务器20中查找目标设备登录的设备服务器。

下面通过一个实例对本发明的技术方案进行说明。

图4是根据本发明实例的物联网云平台的架构示意图。如图4所示，在本实例中，物联网云平台包括两个设备服务器集群：设备服务器集群1、设备服务器集群2，设备服务器集群1包括三个设备服务器：设备服务器a、设备服务器b、设备服务器c，设备服务器集群2包括两个设备服务器：设备服务器d、设备服务器e，目前有三个设备登录到物联网云平台中，分别为智能手机，智能空调、智能热水器，智能手机登录到设备服务器a，智能空调登录到设备服务器c，智能热水器登录到设备服务器e，物联网云平台中设置有两个状态服务器：状态服务器a，状态服务器b，采用的预设规则为根据设备的身份标识的首位数字将设备分为两个类别，一个类别对应单数另一个类别对应双数，状态服务器a保存单数的类别，状态服务器b保存双数的类别，智能手机的身份标识为100，智能空调的身份标识为200，智能热水器的身份标识为300。

在具体应用场景中，用户可以通过智能手机分别向智能空调、智能热水器发送消息，控制智能空调、智能热水器开始工作。智能手机发送的两条消息都先发送到智能手机登录的设备服务器a，设备服务器a发现这两条消息中包括的目标设备为智能空调、智能热水器，智能空调的身份标识为200，因此设备服务器a在状态服务器b中进行查找，发现智能空调登录的设备服务器为设备服务器c，设备服务器a将发送给智能空调的消息转发给设备服务器c，由设备服务器c将该消息发送给智能空调，使智能空调开始工作；智能热水器的身份标识为300，因此设备服务器a在状态服务器a中进行查找，发现智能热水器登录的设备服务器为设备服务器e，设备服务器a将发送给智能热水器的消息转发给设备服务器e，由设备服务器e将该消息发送给智能热水器，使智能热水器开始工作。

对应于上述实施例提供的物联网云平台，本发明实施例还提供了一种基于该物联网云平台上的设备交互方法。图5是根据本发明实施例的基于物联网云平台的设备交互方法的流程示意图。如图5所示，该方法包括：

步骤s501，采用至少一个状态服务器保存各个设备服务器与登录至该设备服务器的设备之间的对应关系；

步骤s502，接收设备发送的消息，根据消息中包括的目标设备的身份标识在至少一个状态服务器中查找目标设备登录的设备服务器，将消息转发给目标设备登录的设备服务器，由目标设备登录的设备服务器将消息发送给目标设备。

本实施例的提供的方法提供了一种全新的架构，取消了全局路由表，设备服务器与设备服务器之间不再发生联系，每一个都是独立的。增加了状态服务器，由状态服务器记录设备登陆到哪一台设备服务器上，各个设备发送给其登录的设备服务器的消息会由设备服务器根据状态服务器存储的信息进行转发。这样一来从根本上解决了全局路由表导保存的数据越来越多导致的整个云物联网系统效率越来越差的问题，保证了云物联网系统始终处于高效运行的状态。

可选的，状态服务器为多个，如图6所示，步骤s501可以包括：

步骤s5011，根据预定策略在多个状态服务器上分别保存不同类别的设备与其登录的设备服务器之间的对应关系。

可选的，上述预定策略可以包括：

根据设备的身份标识的首位数字将设备分为多个类别，每一类类别对应一个或多个一位数字；或者

对设备的身份标识进行哈希计算得到身份标识的哈希值，基于该哈希值将设备分为多个类别，每一类类别对应一个或多个一位数字。

可选的，上述消息中还可以包括：发送消息的设备的身份标识、消息对应的话题(即topic)。

可选的，如图6所示，步骤s502还可以包括：

步骤s5021，接收设备发送的消息，根据预设规则和消息中包括的目标设备的身份标识确定保存有该设备与其登录的设备服务器之间的对应关系的状态服务器；

步骤s5022，根据发送消息的设备的身份标识、消息对应的话题、目标设备的身份标识在上述状态服务器中查找目标设备登录的设备服务器；

步骤s5023，将消息转发给目标设备登录的设备服务器，由目标设备登录的设备服务器将消息发送给目标设备。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机程序代码，当计算机程序代码在计算设备上运行时，导致计算设备执行上述任一基于物联网云平台的设备交互方法。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算设备，包括：

处理器；

存储有计算机程序代码的存储器；

当计算机程序代码被处理器运行时，导致计算设备执行上述任一基于物联网云平台的设备交互方法。

本发明实施例提供了一种全新的物联网云平台架构，取消了全局路由表，设备服务器(即broker)与设备服务器之间不再发生联系，每一个都是独立的。增加了状态服务器，由状态服务器记录设备登陆到哪一台设备服务器上，各个设备发送给其登录的设备服务器的消息会由设备服务器根据状态服务器存储的信息进行转发。这样一来从根本上解决了全局路由表导保存的数据越来越多导致的整个云物联网系统效率越来越差的问题，保证了云物联网系统始终处于高效运行的状态。进一步的，基于本发明实施例提供的物联网云平台，设备服务器不再保存有全局路由表，各设备服务器均为无状态服务，因此能够水平扩展设备服务器(即新增设备服务器)，从而可以支持海量设备连接和topic消息路由。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以物理上相互独立，也可以两个或两个以上功能单元集成在一起，还可以全部功能单元都集成在一个处理单元中。上述集成的功能单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件或者固件的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：所述集成的功能单元如果以软件的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，其包括若干指令，用以使得一台计算设备(例如个人计算机，服务器，或者网络设备等)在运行所述指令时执行本发明各实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)，磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，实现前述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件(诸如个人计算机，服务器，或者网络设备等的计算设备)来完成，所述程序指令可以存储于一计算机可读取存储介质中，当所述程序指令被计算设备的处理器执行时，所述计算设备执行本发明各实施例所述方法的全部或部分步骤。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本发明的精神和原则之内，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本发明的保护范围。

本发明实施例公开了a1.一种物联网云平台，包括：多个设备服务器和至少一个状态服务器，其中，

所述至少一个状态服务器，配置为保存各个所述设备服务器与登录至该设备服务器的设备之间的对应关系；

所述设备服务器，配置为接收登录至该设备服务器的设备发送的消息，根据所述消息中包括的目标设备的身份标识在所述至少一个状态服务器中查找所述目标设备登录的设备服务器，将所述消息转发给所述目标设备登录的设备服务器，由所述目标设备登录的设备服务器将所述消息发送给所述目标设备。

a2.根据a1所述的物联网云平台，其中，所述状态服务器为多个，其中，

多个所述状态服务器，配置为根据预定策略分别保存不同类别的设备与其登录的设备服务器之间的对应关系。

a3.根据a2所述的物联网云平台，其中，所述预定策略包括：

根据所述设备的身份标识的首位数字将所述设备分为多个类别，每一类别对应一个或多个一位数字；或者

对所述设备的身份标识进行哈希计算得到所述身份标识的哈希值，基于所述哈希值将所述设备分为多个类别，每一类别对应一个或多个一位数字。

a4.根据a3所述的物联网云平台，其中，所述设备服务器，还配置为根据所述预设规则和所述目标设备的身份标识确定保存有该设备与其登录的设备服务器之间的对应关系的状态服务器，并在该状态服务器中查找所述目标设备登录的设备服务器，以将所述消息转发给所述目标设备登录的设备服务器，由所述目标设备登录的设备服务器将所述消息发送给所述目标设备。

a5.根据a1-a4任一项所述的物联网云平台，其中，所述消息中还包括：发送所述消息的设备的身份标识、所述消息对应的话题。

a6.根据a5所述的物联网云平台，其中，所述设备服务器，还配置为根据发送所述消息的设备的身份标识、所述消息对应的话题、所述目标设备的身份标识在所述至少一个状态服务器中查找所述目标设备登录的设备服务器。

本发明实施例还公开了b7.一种基于物联网云平台的设备交互方法，包括：

采用至少一个状态服务器保存各个设备服务器与登录至该设备服务器的设备之间的对应关系；

接收设备发送的消息，根据所述消息中包括的目标设备的身份标识在所述至少一个状态服务器中查找所述目标设备登录的设备服务器，将所述消息转发给所述目标设备登录的设备服务器，由所述目标设备登录的设备服务器将所述消息发送给所述目标设备。

b8.根据b7所述的方法，其中，所述状态服务器为多个，

其中，所述采用至少一个状态服务器保存各个设备服务器与登录至该设备服务器的设备之间的对应关系，包括：

根据预定策略在多个所述状态服务器上分别保存不同类别的设备与其登录的设备服务器之间的对应关系。

b9.根据b8所述的方法，其中，所述预定策略包括：

根据所述设备的身份标识的首位数字将所述设备分为多个类别，每一类别对应一个或多个一位数字；或者

对所述设备的身份标识进行哈希计算得到所述身份标识的哈希值，基于所述哈希值将所述设备分为多个类别，每一类别对应一个或多个一位数字。

b10.根据b9所述的方法，其中，所述根据所述消息中包括的目标设备的身份标识在所述至少一个状态服务器中查找所述目标设备登录的设备服务器，包括：

根据所述预设规则和所述目标设备的身份标识确定保存有该设备与其登录的设备服务器之间的对应关系的状态服务器，并在该状态服务器中查找所述目标设备登录的设备服务器。

b11.根据b7-b10任一项所述的方法，其中，所述消息中还包括：发送所述消息的设备的身份标识、所述消息对应的话题。

b12.根据b11所述的方法，其中，所述根据所述消息中包括的目标设备的身份标识在所述至少一个状态服务器中查找所述目标设备登录的设备服务器，还包括：

根据发送所述消息的设备的身份标识、所述消息对应的话题、所述目标设备的身份标识在所述至少一个状态服务器中查找所述目标设备登录的设备服务器。

本发明实施例还公开了c13.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序代码，当所述计算机程序代码在计算设备上运行时，导致所述计算设备执行b7-b12任一项所述的基于物联网云平台的设备交互方法。

本发明实施例还公开了d14.一种计算设备，包括：

处理器；

存储有计算机程序代码的存储器；

当所述计算机程序代码被所述处理器运行时，导致所述计算设备执行b7-b12任一项所述的基于物联网云平台的设备交互方法。