CN108322536A - 一种基于m2m终端的物联网服务平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于M2M终端的物联网服务平台，其中，所述物联网服务平台包括：所述物联网平台包括依次连接的M2M终端、接入层、基础服务层、集成服务层、应用接口层和物联网应用层；所述M2M终端支持有线和无线通信技术；所述接入层用于实现物联网节点/设备的接入和访问；所述基础服务层用于维护和服务平台运行的基本环境；所述集成服务层用于利用已经搭建好的运行环境，封装基础服务层功能，提供物联网基本的服务；所述应用接口层用于直接面向用户应用；所述物联网应用层用于为物联网服务平台提供物联网应用服务。在本发明实施例中，降低每层之间节点通信耦合度，持服务灵活配置和扩展，满足物联网的异构网络特点，在线升级USB接口。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于M2M终端的物联网服务平台。
背景技术
在物联网概念提出之前，国内已经有众多封闭性行业应用，这些应用的实施中，基于应用的特定需求，采集终端通过RS485/232、RFID、ZigBee、蓝牙、Z-Wave等方式与采集设备/传感设备相互通信，采集到数据后，基于有线或无线公共网络发送数据到服务器。
国内运营商也在积极探讨物联网服务平台的概念，中国移动制定并持续升级其WMMP协议，对GPRS终端与物联网营运平台间的通信协议进行标准化；中国电信则积极推动家电企业统一终端接口标准，提出家庭网关的概念，并倡导家庭网关与物联网服务平台、家庭网关与采集设备间接口标准的制定；
不过目前都还处于概念探索及实验阶段，没有形成相对成熟的产品。
随着物联网相关技术和业务的快速发展，前期提出的一些建设思路均在不同方面体现出局限性，无法全面满足物联网的发展需求。例如，法国Orange的M2M平台目前没有实现端到端的安全保障；Telonor针对每个物联网业务仍采用独立的网络平台和业务平台，还无法实现统一管理和运营；Vodafone通过MVNE(Mobile Virtual Network Enabler)封装自身能力，通过MVNO(Mobile Virtual Network Operator)使得合作伙伴可以集中于业务的研发，但这种业务模式并不是很适合国内现状。
在国内，运营商尝试建设的物联网业务运营支撑平台目前仅用于满足有限的M2M业务支撑需求，较少考虑满足物联网的设备和应用的接入。如何与现有实际应用系统整合起来，屏蔽异构网络的差异，真正实现物联网公共服务平台，还是有很长的路要走。
与国内外同类研究的比较，“物联网公共服务平台及M2M终端的的研发及产业化”有以下几方面特点：
基于XMPP协议为基础的接入技术，屏蔽异构网络差异，实现统一的物联网设备的通信互联和管理交互；
使用物联网标准化管理能力的服务平台将各种服务有机地组合和配置，实现本地物联网资源管理的同时作为公共服务，以服务总线的方式提供给其他应用系统实现管理功能，打造开放的物联网产业生态环境；
REST架构构建物联网服务平台，实现物联网资源的统一管理和运营。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于M2M终端的物联网服务平台，降低每层之间节点通信耦合度，持服务灵活配置和扩展，满足物联网的异构网络特点，在线升级USB接口。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于M2M终端的物联网服务平台所述物联网平台包括依次连接的M2M终端、接入层、基础服务层、集成服务层、应用接口层和物联网应用层；
所述M2M终端支持有线和无线通信技术；
所述接入层用于实现物联网节点/设备的接入和访问，主要提供网络接入和注册服务；
所述基础服务层用于维护和服务平台运行的基本环境，向平台提供完整的数据交互方式、故障处理和监视以及数据管理功能；
所述集成服务层用于利用已经搭建好的运行环境，封装基础服务层功能，提供物联网基本的服务；
所述应用接口层用于直接面向用户应用，负责对开放服务接口发送过来的各种业务请求进行统一的用户和能力鉴权、负载均衡、路由分配和会话控制，对各类能力资源进行集中调度和管理，并根据用户的需要，将集成服务层的各种服务有机地组合和配置，使平台实现用户需要的管理功能；
所述物联网应用层用于为物联网服务平台提供物联网应用服务。
优选地，所述接入层提供的功能包括：注册、访问管理和注销；
所述注册用于当物联网节点/设备接入平台时，向平台注册对应网络的管理服务以及调度方式，供平台使用，对应不同目标的服务，生成管理服务集，方便管理和调用；
所述访问管理用于向上层提供节点管理的访问服务，根据上层需要访问的节点目标自动匹配管理服务集合，提供相应服务；
所述注销用于注销物联网服务平台无用的管理服务。
优选地，所述基础服务层包括：基本服务和数据服务；
所述基本服务用于维护平台的基本运行；
所述数据服务用于维护物联网节点/设备所有能够访问的数据。
优选地，所述基本服务包括：节点管理、网络拓扑维护和状态监控；
所述节点管理用于对未知的物联网节点/设备接入初始化，对未知节点初始化；
所述网络拓扑维护用于对节点/设备归属子网之间的关系维护；
所述状态监控用于对物联网节点/设备的状态监视，向上层提供反馈和报警功能。
优选地，所述数据服务包括：基本数据维护和实时数据访问；
所述基本数据维护用于维护系统数据和用户数据，所述系统数据包括平台运行的基本信息，所述用户数据包括用户配置的需要管理的信息；
所述实时数据访问用于为上层提供节点数据的快速实时访问，包括将节点采集的数据向内存的映射管理，数据采样率管理，内存释放。
优选地，所述集成服务层集成了映射服务、读写服务、邮件服务、系统配置服务、报警服务和数据管理服务；
所述数据管理服务用于对相关数据管理的操作和处理。
优选地，所述应用接口层基于集成服务总线实现。
在本发明实施例中，基于XMPP协议的物联网节点/设备与物联网服务平台接口技术；基于REST的架构技术，降低节点通信的耦合度；基于集成服务总线(ESB)架构的平台体系架构，支持服务灵活配置和扩展，满足物联网的异构网络特点；在无驱动的情况下可在线升级USB接口。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施中的基于M2M终端的物联网服务平台的平台结构组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施中的基于M2M终端的物联网服务平台的平台结构组成示意图，如图1所示，所述物联网平台包括依次连接的M2M终端11、接入层12、基础服务层13、集成服务层14、应用接口层15和物联网应用层16；
所述M2M终端11支持有线和无线通信技术；
所述接入层12用于实现物联网节点/设备的接入和访问，主要提供网络接入和注册服务；
所述基础服务层13用于维护和服务平台运行的基本环境，向平台提供完整的数据交互方式、故障处理和监视以及数据管理功能；
所述集成服务层14用于利用已经搭建好的运行环境，封装基础服务层功能，提供物联网基本的服务；
所述应用接口层15用于直接面向用户应用，负责对开放服务接口发送过来的各种业务请求进行统一的用户和能力鉴权、负载均衡、路由分配和会话控制，对各类能力资源进行集中调度和管理，并根据用户的需要，将集成服务层的各种服务有机地组合和配置，使平台实现用户需要的管理功能；
所述物联网应用层16用于为物联网服务平台提供物联网应用服务。
优选的，所述接入层12用提供的功能包括：注册、访问管理和注销；
所述注册用于当物联网节点/设备接入平台时，向平台注册对应网络的管理服务以及调度方式，供平台使用，对应不同目标的服务，生成管理服务集，方便管理和调用；所述访问管理用于向上层提供节点管理的访问服务，根据上层需要访问的节点目标自动匹配管理服务集合，提供相应服务；所述注销用于注销物联网服务平台无用的管理服务。
接入层基于XMPP协议实现物联网节点/设备的接入；XMPP(Extensible Messagingand Presence Protocol，可扩展消息处理现场协议，前称Jabber)是一种以XML为基础的开放式实时通信协议，是经由互联网工程工作小组(IETF)通过的互联网标准。
XMPP继承了在XML环境中灵活的发展性；因此，基于XMPP的应用具有超强的可扩展性；经过扩展以后的XMPP可以通过发送扩展的信息来处理用户的需求，以及在XMPP的顶端建立如内容发布系统和基于地址的服务等应用程序；而且，XMPP包含了针对服务器端的软件协议，使之能与另一个进行通话，这使得开发者更容易建立客户应用程序或给一个配好系统添加功能。
优选的，所述基础服务层13包括：基本服务和数据服务；所述基本服务用于维护平台的基本运行；所述数据服务用于维护物联网节点/设备所有能够访问的数据。
优选的，所述基本服务包括：节点管理、网络拓扑维护和状态监控；所述节点管理用于对未知的物联网节点/设备接入初始化，对未知节点初始化；所述网络拓扑维护用于对节点/设备归属子网之间的关系维护；所述状态监控用于对物联网节点/设备的状态监视，向上层提供反馈和报警功能。
优选的，所述数据服务包括：基本数据维护和实时数据访问；所述基本数据维护用于维护系统数据和用户数据，所述系统数据包括平台运行的基本信息，所述用户数据包括用户配置的需要管理的信息；所述实时数据访问用于为上层提供节点数据的快速实时访问，包括将节点采集的数据向内存的映射管理，数据采样率管理，内存释放。
在具体实施过程中，基础服务层13维护和服务平台运行的基本环境，基础服务层向系统提供完整的数据交互方式、系统故障处理和监视以及全部的数据管理功能，维护系统的正常运行；该层提供两类服务：基本服务和数据服务。
其中，基本服务：基本服务用来维护平台的基本运行，功能包括以下几个方面：节点管理：对未知的物联网节点/设备接入初始化，如子网物理位置、IP以及相关信息；对未知节点初始化，如节点EPC、节点信息写入等；网络拓扑维护：某个节点/设备归属子网之间的关系维护；状态监视：对物联网节点/设备的状态监视，向上层提供反馈和报警功能。
数据服务用来维护物联网节点/设备所有能够访问的数据。物联网的数据维护可以分为两类：基本数据维护和实时数据访问；基本数据维护：包括系统数据和用户数据，系统数据是平台运行的基本信息，如节点基本信息、网络拓扑信息、日志信息等，用户数据是用户自己配置的需要管理的信息；实时数据访问：为上层提供节点数据的快速实时访问，包括将节点采集的数据向内存的映射管理，数据采样率管理，内存释放等。对于传感器类网络，实时数据访问是平台操作物联网数据的最直接方式，可以做到对数据的实时监视。
基础服务层13基于REST架构风格实现。
REST(Representational State Transfer，表象化状态转变)架构风格是RoyFielding在2000年提出来的一种软件架构风格，其核心概念是资源(Resource)；REST架构风格从资源的角度来观察整个网络，分布在各处的资源由URI确定，而客户端的应用通过URI来获取资源的表形。获得这些表形致使这些应用程序转变了其状态。随着不断获取资源的表形，客户端应用不断地在转变着其状态，所谓表形化的状态转变(RepresentationalState Transfer)。
REST通常基于使用HTTP，URI，和XML以及HTML这些现有的广泛流行的协议和标准，有如下特点：资源是由URI来指定；对资源的操作包括获取、创建、修改和删除资源，这些操作正好对应HTTP协议提供的GET、POST、PUT和DELETE方法；通过操作资源的表形来操作资源。
REST架构其目的是为了降低开发的复杂性，提高系统的可伸缩性，REST提出了如下设计准则：网络上的所有事物都被抽象为资源(resource)；每个资源对应一个唯一的资源标识符(resource identifier)；通过通用的连接器接口(generic connectorinterface)对资源进行操作；对资源的各种操作不会改变资源标识符；所有的操作都是无状态的(stateless)。
优选的，所述集成服务层14集成了映射服务、读写服务、邮件服务、系统配置服务、报警服务和数据管理服务；所述数据管理服务用于对相关数据管理的操作和处理。
优选的，所述应用接口层15基于集成服务总线实现。
在具体实施过程中，应用接口层15直接面向用户应用，负责对开放服务接口发送过来的各种业务请求进行统一的用户和能力鉴权、负载均衡、路由分配和会话控制，对各类能力资源进行集中调度和管理；并根据用户的需要，将集成服务层的各种服务有机地组合和配置，使平台实现用户需要的管理功能。
应用接口层15基于集成服务总线(ESB)实现；ESB(Enterprise ServiceBus，企业服务总线，也称集成服务总线)，是消息中间件的发展。ESB采用了“总线”这样一种模式来管理和简化应用之间的集成拓扑结构，以广为接受的开放标准为基础来支持应用之间在消息、事件和服务的级别上动态的互连互通。
ESB提供了一种开放的、基于标准的消息机制，通过简单的标准适配器和接口，来完成粗粒度应用(服务)和其他组件之间的互操作，能够满足大型异构环境的集成需求。
服务层各项功能实现采用了编码注册服务、编码解析服务和信息服务；编码注册服务：产品提供者向编码分配管理服务(或ONS服务)提出申请，编码分配管理者根据机构基本信息为企业或组织分配机构编码，产品编码主要从设施、对象、事件三方面进行编码。
编码解析服务：编码解析服务主要完成从产品编码到应用服务之间的IP地址映射；通过编码解析机制在信息网络内实现信息的共享、交互、跟踪和统计；编码解析服务可以根据平台规模的大小设置多层编码解析服务。
信息服务：在商业应用领域，信息服务器通过编码解析服务接口注册到编码解析服务器上，通过信息提供接口为相关查询检索提供物品的详细信息，通过应用程序接口把本地应用中各种格式的数据转换成符合数据格式标准的形式。
M2M终端11：本发明采用的M2M终端符合ISO/IEC 14443Type A、ISO/IEC14443Type B、ISO/IEC 7811、ISO/IEC 7816国际标准；支持有线和无线通信技术，采用HIDUSB有线通信方式与PC机连接，无需手动安装驱动，方便客户使用；也可通过无线蓝牙技术与蓝牙设备(如蓝牙手机)进行无线通信。支持接触式CPU卡、非接触式卡及磁条卡；多卡的支持可用于安全发卡及那些安全要求较高的领域需要；可应用于工商、电信、邮政、税务、银行、保险、医疗及各种收费、储值、查询等智能卡管理应用系统中。
物联网应用层16：为物联网服务平台提供物联网应用服务；包括视频监控、移动定损、实时路况监控、移动售票等物联网服务。
在本发明实施例中，基于XMPP协议的物联网节点/设备与物联网服务平台接口技术；基于REST的架构技术，降低节点通信的耦合度；基于集成服务总线(ESB)架构的平台体系架构，支持服务灵活配置和扩展，满足物联网的异构网络特点；在无驱动的情况下可在线升级USB接口。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
另外，以上对本发明实施例所提供的一种基于M2M终端的物联网服务平台进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种基于M2M终端的物联网服务平台，其特征在于，所述物联网平台包括依次连接的M2M终端、接入层、基础服务层、集成服务层、应用接口层和物联网应用层；
所述M2M终端支持有线和无线通信技术；
所述接入层用于实现物联网节点/设备的接入和访问，主要提供网络接入和注册服务；
所述基础服务层用于维护和服务平台运行的基本环境，向平台提供完整的数据交互方式、故障处理和监视以及数据管理功能；
所述集成服务层用于利用已经搭建好的运行环境，封装基础服务层功能，提供物联网基本的服务；
所述应用接口层用于直接面向用户应用，负责对开放服务接口发送过来的各种业务请求进行统一的用户和能力鉴权、负载均衡、路由分配和会话控制，对各类能力资源进行集中调度和管理，并根据用户的需要，将集成服务层的各种服务有机地组合和配置，使平台实现用户需要的管理功能；
所述物联网应用层用于为物联网服务平台提供物联网应用服务。
2.根据权利要求1所述的物联网服务平台，其特征在于，所述接入层提供的功能包括：注册、访问管理和注销；
所述注册用于当物联网节点/设备接入平台时，向平台注册对应网络的管理服务以及调度方式，供平台使用，对应不同目标的服务，生成管理服务集，方便管理和调用；
所述访问管理用于向上层提供节点管理的访问服务，根据上层需要访问的节点目标自动匹配管理服务集合，提供相应服务；
所述注销用于注销物联网服务平台无用的管理服务。
3.根据权利要求1所述的物联网服务平台，其特征在于，所述基础服务层包括：基本服务和数据服务；
所述基本服务用于维护平台的基本运行；
所述数据服务用于维护物联网节点/设备所有能够访问的数据。
4.根据权利要求3所述的物联网服务平台，其特征在于，所述基本服务包括：节点管理、网络拓扑维护和状态监控；
所述节点管理用于对未知的物联网节点/设备接入初始化，对未知节点初始化；
所述网络拓扑维护用于对节点/设备归属子网之间的关系维护；
所述状态监控用于对物联网节点/设备的状态监视，向上层提供反馈和报警功能。
5.根据权利要求3所述的物联网服务平台，其特征在于，所述数据服务包括：基本数据维护和实时数据访问；
所述基本数据维护用于维护系统数据和用户数据，所述系统数据包括平台运行的基本信息，所述用户数据包括用户配置的需要管理的信息；
所述实时数据访问用于为上层提供节点数据的快速实时访问，包括将节点采集的数据向内存的映射管理，数据采样率管理，内存释放。
6.根据权利要求1所述的物联网服务平台，其特征在于，所述集成服务层集成了映射服务、读写服务、邮件服务、系统配置服务、报警服务和数据管理服务；
所述数据管理服务用于对相关数据管理的操作和处理。
7.根据权利要求1所述的物联网服务平台，其特征在于，所述应用接口层基于集成服务总线实现。
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