具有數(shù)據(jù)預(yù)處理及設(shè)備管理功能的物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子信息技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有數(shù)據(jù)預(yù)處理及設(shè)備管理功能的物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成功的將所有用電設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)中，使得設(shè)備狀態(tài)與信息以及環(huán)境參數(shù)等海量數(shù)據(jù)的獲取與共享成為可能。建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)是各種建筑用電設(shè)備通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，其高度集成了通信、計算、控制和物理系統(tǒng)，是一個復(fù)雜的、動態(tài)的、以人為本的系統(tǒng)。在建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中，設(shè)備通過不同介質(zhì)和形式互聯(lián)到統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)中，從網(wǎng)絡(luò)中獲取信息，同時，建筑物內(nèi)用電設(shè)備的各種狀態(tài)信息以及各項環(huán)境參數(shù)等數(shù)據(jù)可發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點，進而傳送到上層服務(wù)器，實現(xiàn)對建筑物用電設(shè)備的全面感知。
[0003]現(xiàn)階段建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理方面，主要是依靠協(xié)議、算法通過數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)壓縮來減少數(shù)據(jù)量，此方法并不能很好地滿足物聯(lián)網(wǎng)上數(shù)據(jù)種類紛繁復(fù)雜、語義豐富、實時傳輸這些特點。
[0004]隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展，用戶群體越來越龐大，數(shù)據(jù)的傳輸安全逐漸受到人們的重視，物聯(lián)網(wǎng)中隱私保護和通信過程中數(shù)據(jù)安全已成為建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中亟待解決的重要問題。當(dāng)前建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)其安全方面的研宄仍處于理論階段，有效、可靠的實際應(yīng)用相對較少。
[0005]如今建筑物內(nèi)越來越多的用電設(shè)備已實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，當(dāng)前用電設(shè)備終端模塊聯(lián)網(wǎng)的方式主要是自動獲取IP地址進行聯(lián)網(wǎng)，因此每一個終端模塊都要占用一個IP地址，隨著終端模塊數(shù)量的增長，網(wǎng)絡(luò)IP地址的占用量會非常巨大，對網(wǎng)絡(luò)會產(chǎn)生相當(dāng)大的負擔(dān)，如何實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)IP地址的高效利用，以及如何滿足用戶需求，實現(xiàn)人性化、個性化管理，將是建筑設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中用電設(shè)備管理的關(guān)鍵問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提出了一種具有數(shù)據(jù)預(yù)處理及設(shè)備管理功能的物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點及方法，針對不同的設(shè)備參數(shù)實現(xiàn)基于事件驅(qū)動的數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)加密，實現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)量的縮減，保證數(shù)據(jù)信息的安全。用戶根據(jù)自身需求配置管理設(shè)備實現(xiàn)節(jié)能控制，滿足了用戶的個性化需求，具有極高的時效性和實用價值。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種具有數(shù)據(jù)預(yù)處理及設(shè)備管理功能的物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點，包括:微處理器控制模塊與以太網(wǎng)通信模塊、無線通信模塊、RS232/485總線模塊、電源模塊、Flash存儲模塊、I/O端口具有數(shù)據(jù)預(yù)處理及設(shè)備管理功能的物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點和幾INK下載在線仿真調(diào)試接口分別連接；
[0009]物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、web服務(wù)器和底層終端設(shè)備模塊分別連接；所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、web服務(wù)器與遠程終端和移動終端分別連接；
[0010]物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點接收上層數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、web服務(wù)器的操作指令，對底層終端設(shè)備模塊進行相應(yīng)控制；同時，物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點將底層終端設(shè)備模塊上行的數(shù)據(jù)，傳送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、web服務(wù)器，并對接收的底層終端設(shè)備模塊的數(shù)據(jù)進行處理；物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點對收集的數(shù)據(jù)作基于事件驅(qū)動的處理、對底層終端設(shè)備模塊及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器間的通信數(shù)據(jù)進行加密，并能夠?qū)Φ讓咏K端設(shè)備模塊進行自主管理。
[0011]所述物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、web服務(wù)器間通過以太網(wǎng)連接，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、web服務(wù)器與遠程終端通過以太網(wǎng)連接，與移動終端通過WiF1、GPRS或3G網(wǎng)絡(luò)連接。
[0012]所述底層終端設(shè)備模塊包括插座模塊、開關(guān)模塊、環(huán)境模塊和空調(diào)模塊；物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點與若干個底層終端設(shè)備模塊通過RF射頻、WiFi方式無線連接；或者通過RS232/485總線方式連接；
[0013]所述物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點占用一個網(wǎng)絡(luò)IP地址，作為主節(jié)點建立無線網(wǎng)絡(luò)并實現(xiàn)自組網(wǎng)功能，底層設(shè)備終端模塊作為子節(jié)點，自動搜索注冊到無線網(wǎng)絡(luò)中。
[0014]一種具有數(shù)據(jù)預(yù)處理及設(shè)備管理功能的物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點的工作方法，包括:
[0015]物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點接收上層數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、web服務(wù)器的操作指令，對底層終端設(shè)備模塊進行相應(yīng)控制；同時，物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點可將底層終端設(shè)備模塊上行的數(shù)據(jù)，傳送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、web服務(wù)器，并對接收的底層終端設(shè)備模塊的數(shù)據(jù)進行處理:
[0016](I)物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點對收集的數(shù)據(jù)作基于事件驅(qū)動的處理:根據(jù)事件發(fā)生的方式屬于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、web服務(wù)器對物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點操作指令返回數(shù)據(jù)還是屬于底層終端設(shè)備模塊向物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點自主性數(shù)據(jù)傳送，劃分為外部事件驅(qū)動數(shù)據(jù)處理和內(nèi)部事件驅(qū)動數(shù)據(jù)處理；
[0017](2)通過DES加密算法對物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點與底層終端設(shè)備模塊及數(shù)據(jù)服務(wù)器間的通信數(shù)據(jù)進行加密；
[0018](3)物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點配置某個空間單元的節(jié)能控制方案；并通過接收管理計算機的配置命令及優(yōu)化、控制規(guī)則或者通過自身已設(shè)定的配置命令及優(yōu)化、控制規(guī)則實現(xiàn)對底層終端設(shè)備模塊的管理。
[0019]所述外部事件驅(qū)動數(shù)據(jù)處理根據(jù)事件類型不同分為直接響應(yīng)事件及間接響應(yīng)事件；
[0020]直接響應(yīng)事件，是對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、web服務(wù)器下發(fā)的控制命令的響應(yīng)；
[0021]間接響應(yīng)事件，是對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、web服務(wù)器下發(fā)的查詢指令的響應(yīng)。
[0022]所述直接響應(yīng)事件根據(jù)響應(yīng)的事件分為基于事件內(nèi)容的數(shù)據(jù)處理和基于數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)處理；
[0023]基于事件內(nèi)容的數(shù)據(jù)處理，為對底層終端設(shè)備模塊控制命令執(zhí)行動作的狀態(tài)數(shù)據(jù)；
[0024]基于數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)處理，為一些模擬量及浮點量數(shù)據(jù)類型的底層終端設(shè)備模塊控制命令執(zhí)行動作的狀態(tài)數(shù)據(jù)；
[0025]所述間接響應(yīng)事件根據(jù)參數(shù)特性分為動態(tài)存儲的數(shù)據(jù)處理和基于數(shù)據(jù)特征的數(shù)據(jù)處理；
[0026]動態(tài)存儲的數(shù)據(jù)處理，不同的參數(shù)需要不同的采樣頻率，為滿足數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、web服務(wù)器對不同參數(shù)查詢的需要，數(shù)據(jù)的存儲時效不同；
[0027]基于數(shù)據(jù)特征的數(shù)據(jù)處理，針對數(shù)據(jù)量較大的參數(shù)，只提取其中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，其余數(shù)據(jù)則舍棄。
[0028]所述內(nèi)部事件驅(qū)動數(shù)據(jù)處理根據(jù)響應(yīng)事件分為基于閾值的數(shù)據(jù)處理和基于規(guī)則的數(shù)據(jù)處理；
[0029]基于閾值的數(shù)據(jù)處理，為警報信號數(shù)據(jù)；
[0030]基于規(guī)則的數(shù)據(jù)處理，為通過物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點自身設(shè)定的規(guī)則所執(zhí)行后的數(shù)據(jù)。
[0031]所述通過DES加密算法對物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點與底層終端設(shè)備模塊及數(shù)據(jù)服務(wù)器間的通信數(shù)據(jù)進行加密的具體方法為:
[0032]將數(shù)據(jù)包前64位的明文經(jīng)初始置換陣IP進行明文組重排，并分為左右各32位的兩部分LO和RO ；
[0033]對加密函數(shù)使用密鑰做16輪迭代運算，輸出一個64位數(shù)組；
[0034]經(jīng)由逆初始置換陣IP—1得到64位的密文，再進行下一個64位的明文加密，直到完成數(shù)據(jù)包的所有數(shù)據(jù)加密。
[0035]物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點配置某個空間單元的節(jié)能控制方案的方法為:
[0036]通過管理計算機對某個空間單元的節(jié)能控制策略進行配置和組態(tài)，形成該空間單元的節(jié)能控制方案；
[0037]將節(jié)能控制方案下發(fā)至該空間單元的物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點并存儲，物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)點每隔設(shè)定時間執(zhí)行一次節(jié)能優(yōu)化程序，將環(huán)境信息和設(shè)備參數(shù)與節(jié)能控制方案相比較；
[0038]如果滿足節(jié)能控制的條件，則執(zhí)行節(jié)能優(yōu)化結(jié)果，下發(fā)操作命令給底層終端設(shè)備模塊，并更改用電設(shè)備的工作狀態(tài)或運行參數(shù)，同時將生成的操作事項記錄于數(shù)據(jù)庫