[发明专利]一种对物联网感知设备进行云端实时仿真的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及物联网和云计算技术领域，尤其是一种对物联网感知设备进行云端实时仿真的系统和方法。

背景技术

云计算技术和物联网技术的快速发展必将给人类的生产、生活带来一场巨大变革，物联网技术的发展离不开云计算技术的支撑。感知设备是构建物联网的最基础元素，随着物联网应用范围和规模的不断扩大，物联网感知设备的数量和类型也在不断的增长，由于物联网传感设备时时刻刻都在产生着各种不同类型的数据，对多种类多类型大数据的处理就需要用云计算平台做支撑。

物联网的一个重要特性就是多智能传感设备交互联动，不同区域和不同网络中传感设备的联动必将成为人类未来智能生活的基础。然而，由于设备和网络的复杂性，设备之间以及服务与设备之间的直接通信受到很大的限制，多个设备之间特别是处于不同区域中的多个设备之间的实时联动效率较低。

当云服务程序同时需要大量处于不同地区具有不同类型的物联网感知设备的实时数据时，与每种设备直接进行通信的方式不但会在同一时间给网络和云服务器带来巨大负载而且无法保证同时获取到所有设备的最新数据。

当多个应用或服务程序同时访问同一个物联网感知设备时，同一设备同时与多个应用或服务程序进行通信就有可能造成对同一设备的访问冲突。

物联网系统的安全性保证是物联网技术的一个极其重要方面，未来物联网感知设备的联动必然需要感知设备之间或感知设备与云服务程序之间相互开放，设备的直接对外开放势必给感知设备本身和感知设备所在网络带来巨大安全威胁。

另外，由于物联网感知设备的复杂性，其数据以及数据处理流程也是多种多样的，提供一种简化设备数据处理的方法就能够降低云服务程序数据处理的复杂性。

发明内容

    本发明的目的是克服上述现有技术中存在的缺点，提出一种对物联网感知设备进行云端实时仿真的系统和方法，在云端建立云端仿真节点对物联网感知设备进行实时仿真，使物联网感知设备和其所对应的云端仿真节点的数据和属性保持一致性，使得云端仿真节点具有同其对应的感知设备同样的功能，云服务程序或应用程序通过访问云端仿真节点的形式与物联网感知设备进行数据的交互而不必关心实际感知设备的位置及访问方式。

本发明的技术方案是：一种对物联网感知设备进行云端实时仿真的系统，包括：

用于进行数据采集和处理的物联网感知设备、用于实现多种异构网络接入和融合的物联网网关设备以及云端设备仿真中心；所述物联网感知设备处于异构网络中；所述物联网网关设备接入互联网中，该物联网网关设备通过直接或间接的方式与接入其中的物联网感知设备进行数据的交互；所述云端设备仿真中心是物联网感知设备进行云端仿真的载体。

上述系统还包括用于对外提供实时数据的发布和订阅服务的MQTT服务器，该MQTT服务器处于所述云端，是所述物联网网关设备与云端设备仿真中心的数据传输中介，物联网网关设备采用MQTT协议作为一个客户端利用MQTT服务器进行消息的发布和订阅；所述云端设备仿真中心作为另外一个客户端利用MQTT服务器进行消息的发布和订阅。

上述物联网感知设备包括用于采集环境数据和根据传输命令控制设备组件的数据感知模块，以及用于与感知网络中物联网感知设备的主设备进行通信或与所述数据感知模块进行直接交互以实现数据的发送、处理和接收的数据处理模块。

上述云端设备仿真中心包括用于仿真数据处理的仿真数据处理模块和用于云端仿真的仿真节点模块，该仿真节点模块从仿真数据处理模块获取所需要的仿真数据。

上述物联网网关设备有数据需要推送时通过MQTT服务器发布消息，有订阅的消息到达时通过MQTT服务器进行接收。所述云端设备仿真中心包括用于仿真数据处理的仿真数据处理模块和用于云端仿真的仿真节点模块，该仿真节点模块从仿真数据处理模块获取所需要的仿真数据。所述仿真数据处理模块将要发送给物联网网关设备的数据转化成MQTT消息的格式，将以订阅形式从物联网网关设备得到的消息转换成key-value形式的数据。

上述仿真节点模块包括云端分布式内存数据库系统，利用所述云端分布式内存数据库系统在云端建立多个云端仿真节点。