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IOT数据通讯平台搭建及通讯

1.1.1.系统概述

对不同的数据协议、数据模式进行采集适配。基于制定的数据交换标准，与第三方系统对接，实现数据交换；实现不同场景中的在线监测仪表以及其他物联传感设备的通讯和数据交换。为企业信息化集成平台的不同业务系统提供底层物联采集及数据支撑。

1.1.2.需求分析

数据通讯平台主要承担硬件设备与应用系统的交互，第三方系统与企业内部系统的交互。需要满足内部业务在该通讯平台的基础上，实现业务系统的业务可扩展性。基于以上分析对数据通讯平台，提出了以下要求：

(1)多协议的支持，由于设备厂商的差异性，采用的协议参差不齐，基于以上原因对数据通讯平台提出了较高的要求，要求数据通讯平台支持多协议，例如MQTT、TCP、CoAP。

(2)同类型设备数据包通讯的标识，硬件同类型设备采购的厂商不同，设备通讯数据包格式不同，而在业务系统中，需要以标准的数据实现对业务系统的支持，基于以上原因要求数据通讯平台能实现不同类型设备的标识，以用于设备通讯数据协议的解析。

(3)通讯数据临时存储，业务系统存在着升级、机房临时停电等情况，基于以上情况，通讯服务需要提供通讯数据的临时存储功能。

(4)通信服务状态监测，通讯平台提供的通讯服务，可能面向不同类型设备群，不同设备群自定义协议存在差异，基于以上情况建立不同的通讯链路，用于自定义通讯协议的区分，是非常有必要的。通讯链路的稳定性与通讯服务质量有关，也与运维有关，实时监测通讯服务的稳定性，对数据的完整性非常重要。

(5)数据标准化服务，项目施工完毕后可能存在相同功能设备的二次采购服务于项目，数据通讯平台提供面向业务的统一数据标准化服务，有利于减少系统的接入与建设成本。

(6)通讯服务的统一维护，数据通讯服务支持不同协议的数据通讯时，异构协议需要采用统一的资源管理服务进行调度与管理；

通讯服务需要支持大规模的设备接入，单机通讯服务存在并发极限，基于以上需求，通讯服务需要满足协议通讯服务的横向可扩展，用于支持大规模的设备接入。

1.1.3.重难点分析

通过需求的深度分析，我们可以看出单独一种通讯协议的实现比较简单，单协议的通讯服务可以采用开源的解决方案，该方案可以满足规模较小的设备接入，但在面对大规模高并发的情况下会显得力不从心的情况。当出现多协议的情况下，系统实现会变得非常复杂，实现成本和维护成本非常高。多协议的通讯集成对于通讯服务平台的实现是一种挑战。

通讯服务资源的管理与监控，对于通讯服务的实现也是一种挑战。通讯服务的管理，主要解决通讯服务对于硬件资源的合理利用、通讯数据包的临时存储、通讯状态的监测、通讯服务的鉴权管理。

在系统集成中，适配不同的业务系统非常有必要，但这对通讯服务平台性能的适配提出了更高的要求。

1.1.4.重难点解决措施

针对重难点，在技术上提出了一下解决措施：

(1)通讯服务横向扩展技术，设备接入规模在硬件资源满足的情况下无限制，数据采集平台可依据业务扩展的需要，动态的新增不同类型的通讯服务器资源；

(2)支持多协议硬件设备接入，该数据采集平台，针对不同的协议，开发了不同的通讯服务器，并进行通讯集成；从而支持更为广泛的设备接入通讯平台；

(3)数据隔离技术，支持接入平台的通讯数据，进行数据的隔离，支持企业之间数据的隔离，项目之间数据的隔离；

(4)数据分发技术，支持同一通讯服务数据的分发，用户可以根据业务，动态增减数据的分发，用于满足业务的需要；

(5)微服务技术，由传统的单体服务技术，转向微服务技术，故障率更低，后期可维护性更好；

(6)各通讯协议服务独立开发，采用微服务技术进行通讯平台集成；

2.1.1系统架构设计

2.1.1.系统架构图

在目前主流的基于企业级别的技术路线，可供选择的有Java技术体系、C#技术体系、.netCore技术体系；从目前国内主流技术应用和国内环境考虑，我们优先选择Java技术体系，该体系用户使用群里大，开源资源较多，有完整的技术架构体系；Java技术体系中，所选用的技术路线为java、注册中心、网关、基于开源的通讯服务、跨服务调用插件、监测中心。

2.1.2.业务架构设计

数据通讯平台主要包括：MQ消息服务、TCP通讯服务、CoAP通讯服务、MQTT通讯服务、资源管理服务。每个子服务中核心业务模块如图所示：

(1)MQ消息服务

MQ消息服务，为独立部署的开源软件系统，资源管理平台通过组件的方式，根据业务需要，动态的创建销毁消息队列，MQ消息队列服务的部署，可以横向的扩展部署，部署后的消息服务信息，需要录入到资源管理服务中，作为基础信息供平台使用。用户通过资源管理平台，创建的消息队列需绑定对应的通讯服务，供通信服务使用。

(2)TCP通讯服务

TCP通讯服务，支持远程服务的创建、