一种基于工业物联网的移动端与终端设备实时通讯方法与流程

1.本发明涉及物联网数据通讯技术，具体来说是基于物联网云平台的移动端与终端通 讯的方法。


背景技术：

2.近年来，随着通信和网络技术的不断发展，物联网垂直应用领域的研究也在快速推 进。随着工业4.0概念的出现，工业物联网(iiot，industrial interne ofthings)成为解决 智能工厂中许多问题的关键技术，具体问题包括工业大数据采集、分析与应用、设备监 测与维护、生产计划编排等。在工厂实际生产中，物联网设备会产生大量工业数据，部 分业务对数据处理的实时性有一定要求。
3.智能移动应用在近两年发展极为迅猛，俨然成为互联网发展的新趋势，在人们工作 以及生活中移动端的应用占比已经有了显著的提高，相比传统的pc端移动端有着更加 灵活，更加实时，不受空间限制的优点，满足用户实时连接和持续无缝应用的需求，推 出工业物联网移动端应用也已是当务之急。
4.当前工业设备为了实时采集作业数据、监控设备状态、下发配置指令，将设备进行 设备智能化改造，让设备拥有了联网和运算能力，但是目前工业设备系统采用的连接方 式比较单一，普遍通过云端统一下发以及上传数据和指令，当数据量过于庞大时，会造 成系统出现一定的时延，无法保证生产设备监控和命令的实时性，无法满足实际生产的 需求。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种工业物联网终端设备与移动客户端之间数据 反馈以及下发的一种连接方案，通过移动端直接与设备网关或者终端设备建立连接的方 式，实现边缘设备本地智能化处理数据以及实时将经过处理数据反馈到移动端的方式， 这样一方面可以更加快速的响应控制命令和配置命令，也能更加迅速的收到当前监控设 备状态变化，一方面向移动端发送状态变化，另一方面同时向云端发送数据的变化，既 能快速监控单一网关或终端设备，也能宏观从云端监控整体运行情况。
6.为了实现上述目的本公开采用如下技术方案：
7.整个工业物联网系统包括至少如下几个模块：一个工业物联网网关，一个工业物联 网终端，一个移动端监测软件和一个物联网云平台。
8.物联网网关下必须有至少一个工作正常的物联网终端设备，然后该物联网网关必须 能正确连接到一个物联网云平台。
9.且在配置网关网络时最好能有一个可以从外网访问的固定ip地址以便于从不同网 络环境访问网关。
10.终端设备采集原始数据，并上传至智能网关。
11.物联网网关会将原始数据进行初步解析处理，将原始数据转换为具有可读性的数据， 选择性的上传至云平台各个服务
12.一般情况下物联网网关通过串口或者以太网端口与终端设备进行通讯，监测以及控 制终端设备运行的状态，将数据通过网络(5g/wifi/以太网口)上传至物联网云平台， 通过传统的监控后台进行展示。
13.本公开中增加一种具体访问方式：
14.当移动端发起具体设备监控请求时，云平台会率先向该设备所属智能网关下发监控 控制请求，当网关认为监控可被受理，会在本地开启一个服务用于接受移动端发起的连 接请求。移动端通过tcp/ip的方式与智能网关直接连接接收终端设备产生数据。
15.由此从移动端监控以及命令下发直接通过客户端发向智能网关，这样可以从最大限 度上缩短终端设备与云服务器之间通讯的延迟，实现数据准确、即时、安全的上下行。 同时也除去了云服务器转发的环节，极大程度上降低了服务器处理设备上下行的压力， 最大程度上发挥工业物联网的业务处理能力。
附图说明
16.图1移动端设备与智能网关总体交互流程
17.图2工业物联网云平台移动端通讯架构图
具体实施方式
18.在移动端本案例向用户提供云平台sdk，向用户开放基本通讯api，正常情况下， 用户通过sdk接口访问云平台，监测云平台各项数据，智能网关向云平台实时接收由 云平台以及终端设备发送的指令并转发至目标设备。
19.移动端用户可以通过向云平台调用实时请求接口，请求直接连接智能网关，此时云 平台向智能网关请求可连接状态，智能网关接收到请求指令返回是否接受连接状态，如 果同意请求智能网关同时在本地开启本地服务端，并向平台返回当前智能网关的网络参 数包括智能网关的mac、ip、以及节点信息等等。
20.移动客户端收到平台返回信息判断是否需要连接智能网关，如智能网关同意连接， 移动端直接发起握手请求建立连接，此时移动端与终端设备的连接直接建立，数据反馈 直接通过智能网关返回移动端，控制下行也直接通过下发智能网关通知设备，同时设备 状态以及控制下发命令也可以通过智能网关通知云端，从而形成闭环如图2所示。
21.更进一步，移动客户端也可能与当前设备网关处于同一局域网内，通过网络环境的 比对，移动端可以直接发起局域网内网络请求，通过局域网连接极大程度上减少网络资 源占有，以及系统响应时延，减少了整个工业物联网的负载压力。
22.整体方案逻辑由移动端sdk实现完成，移动端用户只需要调用开放api即可实现 对于终端设备的控制也大大简化了用户使用成本。


技术特征：
1.一种工业物联网智能网关、终端设备数据反馈以及下发的一种连接方案。2.根据权利要求1所述的一种基于工业物联网终端设备与移动端数据交互连接方案，其特征包括以下步骤：步骤一、智能网关通过网线连上网络，同时连接云平台。步骤二、终端设备连接智能网关产生数据交互。步骤三、移动端连接云平台。步骤四、移动端发起智能网关连接请求。步骤五、云平台向智能网关申请连接权限。步骤六、智能网关确认请求是否允许，如果允许开启本地服务器，并返回具体网络环境相关参数。步骤七、云平台返回网络参数给移动端设备。步骤七、移动端设备接收到智能网关返回数据，向智能网关发起连接申请，握手成功之后即实现移动端与智能网关之间的直接交互。

技术总结
本发明公开了一种工业物联网终端设备与移动客户端之间数据反馈以及下发的一种连接方案，通过移动端直接与设备网关或者终端设备建立连接的方式，实现边缘设备本地智能化处理数据以及实时将经过处理数据反馈到移动端的方式。本发明的优点在于：可以更加快速的响应控制命令和配置命令，也能更加迅速的收到当前监控设备状态变化，减少了云端运算处理的压力，优化网络资源配置使运算边缘化从而提高工业物联网业务运算能力。业物联网业务运算能力。业物联网业务运算能力。


技术研发人员：宋世伟 黄晁 方浩杰
受保护的技术使用者：宁波中科极动信息科技有限公司
技术研发日：2020.04.20
技术公布日：2021/10/22