[发明专利]一种轻量级智慧农业异构物联网管理系统

说明书

本发明提供了一种轻量级智慧农业异构物联网管理系统，包括访问控制层、业务处理层、消息解析层和通信传输层；访问控制层用于实现配置管理、应用访问控制，提供访问安全控制策略；业务处理层完成终端接入管理、动态配置管理、环境数据存储与获取，以及设备远程控制；消息解析层用于完成终端鉴权与消息加解密处理；通信传输层用于适配各类异构物联网终端，完成消息的统一收发。所述系统实现各种智慧农业应用场景下的各类终端和传感网络的广泛接入，支持各类终端灵活配置与传感器的即插即用，支持环境数据的压缩存储与插值解压还原、支持设备远程安全控制；本发明可应用于大田种植、设施园艺、水产养殖、畜禽养殖等不同的应用场景。

技术领域

本发明涉及一种轻量级智慧农业异构物联网管理系统。

背景技术

目前智慧农业物联网系统都可实现环境数据采集和现场设备控制功能，但各自实现方式有较大差异，且多数系统都是定制化开发的，例如：系统仅能支持已选型好固定的几类终端和传感器，终端和传感器与用户的关联是固定的，不能动态修改，这样导致系统泛化能力不强，系统难以有效扩展，无法满足多变的农业生产场景的需求，例如：系统想增加新类型的终端和传感器，用户产能升级需要部署一批新的传感器，不同用户间的权限隔离与相互授权访问等。

另外，如何将这些离散的物联网系统整合成一个综合性的物联网管理系统，在尽量利用已有终端传感器等硬件基础上，重构物联网管理系统软件架构，实施统一数据采集、设备控制、用户权限管理，并考虑到系统后续扩展升级的便利性，是一个有待解决的问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提出一种可以满足异构物联网场景下，各类传感器与终端的灵活配置与接入管理，以经济高效的方式完成数据采集和设备控制，提升物联网管理系统灵活性、安全性的同时，降低其复杂性，并克服上述的背景中的不足。本发明提出一种轻量级智慧农业异构物联网管理系统，可用于智慧农业包含种植、养殖和大田生产过程中的物联网环境监测和设施控制，包括访问控制层、业务处理层、消息解析层和通信传输层；

所述访问控制层包括北向接口(即应用访问接口)，用于实现系统配置管理、应用访问控制，提供访问安全控制策略；

所述业务处理层完成终端接入管理、动态配置管理、环境数据存储与获取，以及设备远程控制；

所述消息解析层用于完成终端鉴权与消息加解密处理；

所述通信传输层包括南向接口(即终端接口)，用于适配各类异构物联网终端，完成消息的统一收发。

所述系统根据传感器是否可动态扩展，将异构物联网终端定义为两种类型：可动态扩展的自定义传感器终端和不可动态扩展的固定传感器终端；

所述自定义传感器终端能够集成各类485接口的传感器，通过TCP/IP网络接入系统，并通过心跳机制保持与系统的双向长连接，所述系统通过所述通信传输层提供的TCP协议接口完成与所述自定义传感器终端的对接；

所述固定传感器终端由终端厂家根据场景在终端上固定传感器，不具扩展性，所述固定传感器终端使用WSN无线传感器网络和LPWAN低功耗广域网无线协议接入互联网，所述系统通过所述通信传输层提供的TCP、HTTP和MQTT这三类协议网络侧接口完成与所述固定传感器终端对应的网关系统的上下行消息通信，从而完成消息的统一收发。

所述业务处理层完成终端接入管理和动态配置管理，实现所述自定义传感器终端的传感器动态集成和即插即用；

其中，所述自定义传感器终端的传感器动态集成，通过如下方法实现：所述系统根据所述自定义传感器终端的传感器配置，整体下发其所有传感器的485查询指令和响应解析内容，终端接收后生效执行，从而使所述自定义传感器终端能够集成各类485接口的传感器；