[发明专利]用于环保数据采集设备物联接入的云网关系统

权利要求书

1.一种用于环保数据采集设备物联接入的云网关系统，其特征在于包括数据交互模块、设备管理模块和服务注册模块；数据交互模块和设备管理模块均与服务注册模块连接；数据交互模块连接外部的物管平台MQS集群，并用于数据的接收、转发和处理；设备管理模块连接外部的电力物联管理平台的标识系统，并用于对接入所述的云网关系统的HJ212设备进行管理；服务注册模块连接外部的数据采集设备，用于提供集群维护功能，为各服务节点提供注册服务，记录每个服务节点的运行状态；

所述的数据交互模块包括数据接收层、数据处理层和数据传输层；数据接收层、数据处理层和数据传输层依次连接；数据接收层用于和HJ212设备建立连接以及接收所有HJ212设备的数据请求；数据处理层用于进行数据处理、数据收发与任务调度；数据传输层用于与电力物联管理平台建立数据交互链接，并将数据推送至电力物联管理平台；

所述的数据接收层包括Netty服务端；通过开放Netty服务端的服务端口，为HJ212设备提供网络服务，从而用于接收HJ212的服务请求与心跳连接；

所述的数据处理层包括数据收发器、数据处理器和任务调度器；数据收发器、数据处理器和任务调度器依次连接；数据收发器用于接收HJ212设备上报的数据并进行数据校验与协议解析，还用于将电力物联管理平台下发的指令解析后下发给HJ212设备，还对设备编号进行权限校验，并判断上传数据是否合法：若为合法数据则放行，若为非法数据则禁止上报，并将对应的HJ212设备的设备编号加入黑名单；数据处理器用于将HJ212协议的数据按照MQTT协议的规范，转换成电力物联管理平台能够接收的JSON格式数据，以及将电力物联管理平台下发的操作指令转换为HJ212协议格式的指令；任务调度器用于对电力物联管理平台下发的操作指令进行任务调度，根据云网关服务节点权重确定集群中每个服务节点最大处理负载数量；服务注册模块为任务调度器提供服务节点运行状态信息；

所述的数据传输层包括MQTT客户端，并将MQTT客户端作为电力物联管理平台的客户端；MQTT客户端通过创建MQTT协议连接，与电力物联管理平台建立数据交互链接，并将数据推送至电力物联管理平台；数据传输层与数据处理层之间采用消息总线连接；消息总线为基于Redis缓存系统List构建的一个分布式消息队列，用于数据交互模块中数据传输层与数据处理层之间的数据异步通信；电力物联管理平台下发给设备执行的所有指令首先通过数据传输层写入消息总线，然后数据处理层的数据处理模块从消息总线中消费指令，并通过数据收发器把指令下发至HJ212设备执行。

2.根据权利要求1所述的用于环保数据采集设备物联接入的云网关系统，其特征在于所述的设备管理模块包括控制层、服务层和数据层；控制层、服务层和数据层依次连接；控制层的功能包括设备管理和实时监控；服务层的功能包括指令下发和设备注册；数据层用于存储数据。

3.根据权利要求2所述的用于环保数据采集设备物联接入的云网关系统，其特征在于所述的控制层的功能包括设备管理和实时监控，具体为设备管理用于提供HJ212设备管理的交互界面，用户通过设备管理功能对HJ212的信息数据进行管理；实时监控用于根据数据交互模块得到的数据进行分析，判定设备的运行状态，同时向电力物联管理平台上报HJ212的设备状态信息，实现对已接入所述的云网关系统的所有设备的实时状态进行监控。

4.根据权利要求3所述的用于环保数据采集设备物联接入的云网关系统，其特征在于所述的服务层的功能包括指令下发和设备注册，具体为指令下发功能用于提供可视化界面，用户能够通过可视化界面对设备下发设备管理指令；设备注册用于提供可视化界面，在电力物联管理平台上完成设备注册。

5.根据权利要求4所述的用于环保数据采集设备物联接入的云网关系统，其特征在于所述的数据层用于存储数据，具体为数据层包含关系型数据库Mysql以及缓存数据库Redis；关系型数据库Mysql用于存储设备档案信息、日志信息和企业信息；缓存数据库Redis用于对设备信息进行缓存，并通过缓存提高系统的响应速度。

6. 根据权利要求5所述的用于环保数据采集设备物联接入的云网关系统，其特征在于所述的服务注册模块基于nacos server构建，功能包括提供集群维护，为各服务节点提供注册服务，记录每个服务节点的运行状态，以及为任务调度器提供服务节点运行状态信息；服务节点启动后自动连接至服务注册模块，之后定期向服务注册模块发送心跳，当服务注册成功自动成为所述的云网关系统的集群节点之一；每个节点开始具有相同的权重，当只有一个节点时该节点处理所有设备的指令和其他任务；当接入到服务节点上的HJ212设备存在若干个时，若单一节点处理速度无法满足需求，则根据HJ212设备的数量进行集群扩容；任务调度器在设定周期内自动的根据当前节点数量和权重，决定每个节点处理的设备数量，从而实现动态负载均衡。