智慧建筑云平台接入架构设计

本文介绍了智慧建筑云平台的架构设计,包括软网关、硬网关、智能硬件与Mqtt消息总线的角色。软网关负责协议转换,硬网关解决设备接口问题,智能硬件直接与总线通讯。设备中心服务和云平台消息总线处理数据流转,设备管理web服务提供多种管理功能。架构中还包括设备影子缓存、消息接口定义和数据结构设计。

 

本文由灵自古来 邮箱lingzigulai@163.com 微信号lingzigulai 原创,转载请注明出处,谢谢。

  • 概述
  1. 架构设计

 

架构图

 

软网关:负责连接各种串口、modus、CAN、IO硬件协议设备,进行数据解析,将和他们的通信转化为mqtt协议的发布和订阅2类操作,和mqtt消息总线进行交互;将通过mqtt接收的各种二进制消息解析成标准数据结构;可通过配置页面,配置某个设备某天协议解析成某个属性或者某个方法;

 

硬网关:带串口/CAN等各种传统硬件接口转网口或者gprs/4G口的,硬件模块实现软网关的功能,解决方便部署和低成本问题;通过购买硬件模块二次开发实现;

 

智能硬件:本身支持mqtt协议的智能硬件,不需要进过软网关或者硬网关,可直接和mqtt消息总线通讯;

 

Mqtt消息总线:负责接入所有本公司软网关、硬网关、智能硬件,也作为对外的硬件接入平台开放给第三方开发者;

 

设备中心服务:负责将通过mqtt接收的各种消息转发到消息应用消息总线,或者其他系统;初始化设备影子redis,

 

云平台消息总线:接收接入服务发布的消息,进行具体的分析存储等操作;接入服务也订阅云平台消息总线的控制消息,进行下发控制操作;

 

设备管理web服务:维护设备影子生命周期(对设备影子提供web api增删查改);为网关提供数据配置信息web api ;为驱动包升级提供webapi;为设备提供数据连接信息api;为产品表、产品属性表(物模型)提供管理webapi; 为设备表提供web api; 为产品协议配置表、取值表提供web api;

 

设备影子缓存:采用redis缓存实现;

  1. 模块分解

分类

模块

描述

软件服务

软网关

 

 

设备中心服务

 

中间件

Mqtt

设备接入总线

 

Redis  

设备影子

 

kafka

云平台总线

 

Netty

 

硬件

硬网关

 

Web配套服务

设备管理api

 

 

 

 

 

  1. 静态数据定义

 

部分表结构设计:

产品属性表

分类

数据项

说明

基础

属性id

 

 

属性名称 key

属性英文名

 

产品id

 

 

属性类型细节

说明如下

 

属性类型

有“float”,“string”,“int32”,“enum”

 

建筑建筑物与构筑物的总称,是人们为了满足社会生活需要,利用所掌握的物质技术手段,并运用一定的科学规律、人文理念美学法则创造的满足生产、生活的人工环境。建筑是科学技术、人文艺术、社会经济理念等学科的综合载体。近 40 年来,随着信息通信、计算机、自动控制等科学技术的迅速发展,这些技术越来越深入地应用于建筑行业,形成了智慧建筑的理念。随着人们日益增长的物质精神需求,要求建筑更具有人性化,智慧化。智慧建筑采用了物联网、传感技术、多媒体融合、定位与导航、建筑信息模型、大数据分析、人工智能等新兴前沿技术。从技术发展趋势而言,构筑基于人工智能的云平台,对多源异构数据进行融合,使该平台具有持续学习不断优化的能力。智慧建筑涉及到建筑、信息通信、互联网等相关行业,其中建筑设计院、互联网 IT 企业、相关运营商、服务商正积极参与到智慧建筑的研发、建设、运维、经营等全生命周期的各个环节,不断提升行业的智慧化水平。本书提出的框架结构、技术方向等,对于标准制定、产业规划、科技研究的协同发展,以及行业协会、产业联盟的合作共赢具有一定促进效果。目前,本书提到的一些技术如:建筑设施管理、智慧消防管理、多媒体融合管控、定位与导航、基于人工智能的建筑节能降耗、能源大数据分析、智能办公等技术已有成功应用案例。这些成果加以推广应用,将促进智慧城市、智慧社区的建设。例如,雄安新区市民服务中心等项目,就是对上述技术新型商业模式的综合应用。未来推动智慧建筑的规模化实施需要在标准化、产业联盟、场景驱动、产业链协同、安全管理等方面做好工作。白皮书由中国勘察设计协会工程智能设计分会 ICA 联盟发起并组织编写。旨在通过对智慧建筑及新兴技术的诠释,对行业的发展起到推动作用。
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