[发明专利]一种基于FPGA的物联网地理围栏规则引擎加速方法

说明书

技术领域

本发明公开一种基于FPGA的物联网地理围栏规则引擎加速方法,涉及FPGA应用技术领域。

背景技术

近年来，物联网技术发展迅速，已经从单纯技术上升到一种经济形态的新经济形态。单独的企业是无法完全独立完成一个完整的解决方案的，随着产业的成熟，支持不同设备接口、不同设备互联协议、可集成多种服务的共性技术物联网平台应运而生。物联网平台部署在云端，通过部署各类传感器，物联网云端平台可以从终端信息源中捕获海量数据，通过规则引擎去实时处理并及时做出响应。

其中地理围栏(Geo-fencing) 是 LBS( 基于位置服务，Location Based Service) 的一种应用，是典型的实时处理规则引擎，利用虚拟的栅栏围出虚拟地理边界，当物联网设备进入或离开某个地理围栏区域时，可以实时做出动作，触发相应的告警或通知。本发明公开了一种基于FPGA的物联网地理围栏规则引擎加速方法，为了高效实时的执行地理围栏规则引擎，并能实时处理海量位置信息并迅速做出动作，通过物联网云端平台规则引擎制定地理围栏规则并写入到FPGA寄存器中，并将采集的数据上传到平台由FPGA规则引擎器进行数据过滤和规则匹配，并触发事件做规则指定的后续动作；本发明相对于通过CPU来处理规则匹配，利用FPGA硬件加速，极大的提高了海量数据处理的实时性和吞吐量，并且有效的降低了平台功耗。特别是针对车联网等含有海量实时位置信息的应用，能够高效的执行地理围栏规则引擎，及时做出响应满足应用的要求。

FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，是一种主要针对应用或功能要求可进行变成的半导体器件。现已广泛应用于异构加速领域，已经展现出相比通用处理器CPU更好的性能。其功耗低、成本小的特点更是其在很多领域得到了广泛的应用。

发明内容

本发明提供一种基于FPGA的物联网地理围栏规则引擎加速方法，具有通用性强、实施简便等特点，具有广阔的应用前景。

本发明提出的具体方案是：

一种基于FPGA的物联网地理围栏规则引擎加速方法：

通过物联网云端平台规则引擎制定地理围栏规则并写入到FPGA中，采集数据上传到物联网云端平台，并发送数据给FPGA；

利用FPGA对接收数据的进行数据过滤，对不包含位置信息的数据直接交给后续程序处理；对包含位置信息的数据，进行地理围栏规则匹配，对满足规则的信息向物联网云端平台进行通知。

所述的方法具体步骤为：

步骤1：物联网云端平台设定相应的地理围栏规则，并将规则写入到FPGA中；

步骤2：终端采集设备向物联网云端平台实时上传数据；

步骤3：物联网云端平台通过FPGA接收数据；

步骤4：FPGA识别接收数据的位置标识信息，进行数据过滤，不包含位置信息的数据将直接交给后续程序处理；

步骤5：FPGA规则引擎器对位置信息进行地理围栏规则匹配，对满足规则的位置信息向物联网云端平台发出通知；

步骤6：物联网云端平台收到通知信息，进行下一步动作。

物联网云端平台与终端采集设备通过即时通讯协议进行通信，物联网云端平台将数据保存为相应的格式。

物联网云端平台与终端采集设备通过MQTT协议进行通信，物联网云端平台将数据保存为JSON格式。

所述物联网云端平台利用开发人员设定相应的地理围栏规则，并将规则可变数据写入到FPGA中。

一种基于FPGA的物联网地理围栏规则引擎加速系统：

包括物联网云端平台、FPGA模块、终端采集设备，

物联网云端平台规则引擎制定地理围栏规则并写入到FPGA模块中，终端采集设备采集数据上传到物联网云端平台，发送数据给FPGA模块，FPGA模块对接收数据的进行数据过滤，对不包含位置信息的数据直接交给后续程序处理；对包含位置信息的数据，进行地理围栏规则匹配，对满足规则的信息向物联网云端平台进行通知。

所述物联网云端平台将地理围栏规则写入到FPGA模块寄存器中。

利用所述FPGA模块的规则引擎器进行数据的过滤及匹配规则。

本发明的有益之处是：