物联网设备管理运维平台开发及应用

物联网设备管理运维平台开发及应用

黎平平

摘要：现阶段，科技高速发展。物联网是科技领域发展中的主要成果之一，拥有巨大的社会价值和产业价值。互联网与相关产业进行融合发展还可以实现革命性的突破创新，因此，许多国家将物联网的发展逐渐上升至国家战略规划高度。各式各样的物联网设备已相继融入到日常工作和生活中，比如智能家居、智能物流和智慧城市等。物联网设备具有可靠性高和稳定性强的优点，对工作环境和工作时间没有条件限制。因此，各行各业陆续使用物联网设备取代传统的人工方案，用来降低人工成本，提高工作效率。

关键词：物联网；设备管理；运维平台；开发应用

引言

物联网作为21世纪的新兴战略，是互联网的技术延伸，也是互联网之后一场更大的技术革命。物联网的一个关键应用场景在于结合工业场景，这二者的结合也被称为工业4.0。然而，随着物联网互通互联程度的进一步加深，其虽然给生产和制造业带来了更多机会，但也为各种类型的网络攻击创造了环境。因此，有必要对物联网设备层所采集的特殊数据进行身份认证，以高效、安全地维护物联网安全。

1物联网发展趋势

1.1多种物联网场景得以实现

物联网通常会连接各种复杂多样的场景，其终端景象存在功能复杂、大小不一、分布广以及数量多等特点。按照不同的传输速率，可以将物联网分为智能停车、智能路灯以及智能超表等低速业务的应用场景，还有包括视频监控、远程医疗以及自动驾驶等高速业务。基于如此繁杂的物联网应用场景，使得当前使用的通信类型也同样复杂。按照不同的传输距离，可以将无线物联网传输场景分为广域网、局域网以及近场通信等等，其中，5G是广域网中最具代表性的技术标准之一。物联网能够实现远距离低功耗的无线传输，多在低速和超低速场景中进行应用。而4G与5G从本质上讲属于远距离高速传输，通常被广泛应用于自动驾驶、远程医疗以及视频监控等等高速实时性场景。

1.2人工智能与物联网深度融合

人工智能与物联网技术是两个相辅相成的技术领域，人工智能可以直接对空白数据进行分析、收集与填补。同时还能够对视频分析、图像处理进行升级读取，更好地创造出具有应用市场的商机和前景。其中，5G技术的发展已经逐渐演变为物联网的主推剂，其具备超高传输率，可以在很大程度上提高其相关使用价值。特别是现阶段人机交互的设备和数据在不断增强，各种领域的设备都与物联网进行连接，便于后续工作的开展，而随着5G技术的广泛推行与应用，将会为越来越多的行业打开流量的大门。除此之外，人工智能与物联网融合的过程中，还要特别注重网络安全，伴随着各项重要数据以及网络连接点数量的不断增加，就要投入大量精力和资源对其安全问题进行深入研究，促使物联网技术的发展应用将要朝着网络加密方向延伸，全方位保障数据的安全性。

2平台概述

物联网设备管理运维平台的研发，统一设备接入，海量设备管理，多协议统一处理，提高了系统的性能、兼容性和实用性。分布式架构的设计，可以实现万级以上的并发，大大提高系统的稳定性、可靠性和并发性。可对物联网设备进行远程配置、重启、诊断、控制、升级等操作，物联卡的管理，设备管理，这些功能使得产品的维护方式得到了本质改变，大大降低维护成本，增加产品易用性。支持web网页和微小程序的浏览，增加了客户的体验感和使用的方便性。平台主要包括地图主界面、管理后台、数字大屏和能力开发平台。进入地图主界面后，可以从右上方的三个按钮分别链接到管理后台、数字大屏和能力开发平台。地图主界面可以进行区域搜索、区域单位报警类型统计、实时报警展示、所选区域遥测站状态统计、图例展示、后台服务在线状态查看、区域单位遥测站数统计和当前所选区域三率统计。管理后台主要包括站点管理、要素管理、设备管理、用户管理、能力开放、移动通讯、日志报表和帮助文档模块。站点管理包括业主管理、项目管理、遥测站管理和遥测站类型管理子模块；要素管理包括要素类型和要素关联子模块；设备管理包括AT指令管理、产品与协议管理、设备通讯和电池类型管理子模块；能力开放包括API列表和API授权子模块；移动通讯包括物联网卡管理、腾讯云短信、物联网卡短信服务和微信配置子模块；日志报表包括通讯数据、通讯错误日志、系统错误日志、系统登录日志、系统操作日志、AT返回包日志和Token交互码子模块；帮助文档包括后台管理说明书、终端用户说明书、activeMQ通讯文档、API接口文档、地图运维说明书、小程序及公众号说明书等。能力开放平台主要包括主页、文档管理、RtuAT指令集、Token交互码、三率统计、下行遥测站、地理地区信息、定川API管理、微信用户信息、报警信息、日志-Netty通讯数据、日志-系统日志、物联网卡、用户信息、腾讯云短信、要素-水文规约要素集、要素要素（传感器）信息、要素-要素各种测量数据、要素-逻辑关联运算、设备电池管理、通信协议信息、项目信息等模块。

3数据接入方法

3.1设备注册

在物联网设备使用之前，必须首先在数据中心对象中注册这种设备。一旦注册了物联网设备，数据中心对象将会留存物联网设备的相关信息。当与物联网设备通信时，数据中心对象将会校验已连接设备的信息。只有合法的设备，才能访问对应设备的数据域。设备注册指定了物联网设备的描述信息。设备描述信息包括设备唯一性标识（MAC地址）、设备类型、通信接口类型和通信协议等信息。一般来说，通信模组内置了TCP/IP、UDP、MQTT和CoAP等物联网常用的多种通信协议，可以让设备通过本模块提供的协议在传输层或应用层实现网络通信。但是，不同型号的通信模组，它们的操作方法也不尽相同。因此，网络数据传输的功能是由设备厂商负责实现。

3.2功能注册

功能注册指定了物联网设备的数据描述信息。数据描述信息包括数据加密类型、数据格式和数据类型等信息。数据加密类型指定数据的传输既可以使用明文传输，也可以使用密文传输。数据格式指定数据包封装的格式，支持常见的数据包格式，比如TLV、JSON等。数据类型用来指定物联网设备的数据功能，即传感器数值或者用户指令等数据域类型，比如温度和大气压等数据。

3.3联盟链验证物联网设备过程

物联网设备身份认证功能的认证过程主要由4个步骤构成：首先通过SHA256算法将公钥转化为自有特殊ID；当ID生成后，物理设备发出加入联盟链的请求；接下来需要在当前区块中存储该节点身份ID的公钥，同时将信息存储在当前区块链网络中；最后利用智能合约技术设置低层节点的具体操作过程与操作权限。然后，此设备的用户可通过区块链交易的形式远程操作设备、查询设备信息，或将物联网设备加入网络等。在安全性方面，为提高整个区块链网络的安全性，该系统会对物联网设备的操作预先进行检查。为防止恶意或危险节点发送错误请求，联盟链在执行智能合约之后确定设备所能够拥有的功能。

结语

在物联网技术应用过程中，将物联网设备的数据直接暴露于网络中，将面临着巨大的安全风险。确保数据接入的安全性和可靠性是本文研究的重点问题。一方面，当前的物联网技术并没有提供数据接入的接口规范；另一方面，物联网设备也呈现出日新月异的变化。针对这种情况，设计一种合理的数据接入方法不仅能有效减少安全性问题，还能显著提高异构物联网设备的兼容问题。数据接入方法规范了设备节点对象、数据中心对象和服务终端对象之间的数据对接流程，可以防止非法入侵或避免意外的错误，从而减少不必要的经济损失和系统风险。

参考文献

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