[发明专利]一种可重构雾节点及基于该雾节点的物联网系统

说明书

技术领域

本发明涉及云计算物联网技术领域，具体地说是一种可重构雾节点及基于该雾节点的物联网系统。

背景技术

雾节点是物联网系统中位置接近物联网边缘的设备是对物联网终端进行数据预处理的单元。在目前基于云的物联网系统部署中都是采用云+端方式进行，即系统中的物联网设备直接通过网络连到云平台上进行数据的传输，对设备的控制也是直接由云端发起通过网络到达物联网设备端，中间没有设备进行数据的预处理及其他控制和操作。这样在大规模系统应用中会存在过分依赖云平台，占用云平台计算、存储、网络等资源，造成资源的浪费，且在实际应用中由于传统云计算网络本身固有的属性并非针对物联网应用，因此存在无法满足物联网应用中对实时性、安全性、分布式集中管理的应用需求。

基于此，本发明提供一种可重构雾节点及基于该雾节点的物联网系统。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种可重构雾节点及基于该雾节点的物联网系统。

一种可重构雾节点，包括硬件结构和软件结构，硬件结构包括处理器模块、可重构配置模块、IO配置模块、网络模块；软件结构包括安全认证模块、策略控制模块，其中，

处理器模块包括CPU、内存及外存；

可重构模块包括可编程器件FPGA；

IO配置模块包括连接物联网设备及传感器的总线及接口；

网络单元包括无线及有线以太网、3G/4G/5G无线网络；

安全认证模块用于对所连设备进行认证、数据加解密处理；

策略控制模块用于接收来自云平台层的实时控制策略及实时数据处理策略，根据策略设定实现设备的控制和管理。

所述可重构雾节点实现如下功能：网络交换、数据计算、数据存储、数据处理、协议转换、设备管理、安全认证；该可重构雾节点层具有可重构性，即对各种功能在线进行更新和配置，这里的各种功能具体包括网络交换功能重构、计算和存储重构、数据处理算法重构、策略及安全重构、IO配置重构。

所述可重构雾节点内配置有实时数据处理及响应物联网设备的策略接收器控制器，来对物联网设备进行实时性控制及实时数据处理。

所述可重构雾节点对同一局域网络中的所有物联网设备或传感器进行管理，包括采集物联网数据并对数据进行清洗、预处理以及存储；对设备的接入进行认证，数字证书下发、数据传输加密。

一种基于可重构雾节点的物联网系统，包括三个层面：

最上层为云平台层，即云计算平台，提供物联网平台所需的计算、存储及网络资源，用于支持物联网应用的运行；实现对物联网数据的采集存储；实现对物联网设备的管理和控制；

中间层为可重构雾节点层，位于云平台层和物联网终端之间，用于接收来自云平台层发来的控制指令并将相关指令转化成对设备进行管理和控制的具体命令，以实现对设备的管理和控制，该可重构雾节点还对物联网终端层的数据进行采集，并根据需要对数据进行清洗、预处理或预存储；

下层为物联网终端层，连接到可重构雾节点上，其管理和控制都是通过雾节点来实现。

所述云平台层包括物联网应用以及计算、存储及网络资源，该云平台层中的资源为虚拟化的云资源或物理机资源，资源的部署为集中式或分布式部署，云平台层和可重构雾节点层通过以太网、局域网或广域网方式进行连接。

所述可重构雾节点层由处理器模块、可重构配置模块、IO配置模块、网络模块、安全认证模块、策略控制模块组成，其中处理器模块包括CPU、内存及外存；可重构模块包括可编程器件FPGA；IO配置模块包括连接物联网设备及传感器的总线及接口；网络单元包括无线及有线以太网、3G/4G/5G无线网络；安全认证模块用于对所连设备进行认证、数据加解密处理；策略控制模块用于接收来自云平台层的实时控制策略及实时数据处理策略，根据策略设定实现设备的控制和管理。

可重构雾节点层实现如下功能：网络交换、数据计算、数据存储、数据处理、协议转换、设备管理、安全认证；该可重构雾节点层具有可重构性，即对各种功能在线进行更新和配置，这里的各种功能具体包括网络交换功能重构、计算和存储重构、数据处理算法重构、策略及安全重构、IO配置重构。

物联网终端层包括物联网设备和传感器，与重构雾节点的连接采用以太网、现场总线、ZigBee、NB-IOT或其他有线无线网络。

可重构雾节点层对同一局域网络中的所有物联网设备或传感器进行管理，包括采集物联网数据并对数据进行清洗、预处理以及存储；对设备的接入进行认证，数字证书下发、数据传输加密。