基于端邊云協(xié)同的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

肖漫漫，馬 迎，劉驥琛

（中國(guó)人民大學(xué) 信息技術(shù)中心，北京 100872）

0 引 言

為積極發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，推動(dòng)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，支撐教育高質(zhì)量發(fā)展，國(guó)家近年來(lái)出臺(tái)了《智慧校園總體框架》[1]、《高等學(xué)校數(shù)字校園建設(shè)規(guī)范（試行）》[2]、《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》[3]、《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》[4]等多項(xiàng)指導(dǎo)性文件，運(yùn)用人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、IPv6+等技術(shù)路線進(jìn)行高等學(xué)校智慧校園建設(shè)[5]，是提升高等學(xué)校信息化建設(shè)和應(yīng)用水平的有效途徑。其中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智慧校園相結(jié)合，可以更加有效地將教學(xué)、科研、管理和校園生活進(jìn)行充分融合[6]，打造全面感知、精準(zhǔn)服務(wù)的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)、教育管理的科學(xué)決策。

1 需求分析

根據(jù)近日工信部等八部門(mén)聯(lián)合印發(fā)的《物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年行動(dòng)計(jì)劃（2021—2023年）》[7]，行動(dòng)計(jì)劃中明確：到2023年底國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將突破20億。隨著物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備數(shù)的爆發(fā)[8-9]，物聯(lián)設(shè)備數(shù)據(jù)量也將呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，物聯(lián)網(wǎng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)達(dá)70%以上都將在網(wǎng)絡(luò)邊緣進(jìn)行處理[10]，而在需求多樣的人工智能應(yīng)用的推動(dòng)下，以及日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求和安全性需求下，無(wú)論是以云計(jì)算為核心的集中式算力模式，還是簡(jiǎn)單地由網(wǎng)絡(luò)邊緣計(jì)算的算力模式，均已無(wú)法滿足需求[11]。在此背景下，利用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備端、邊緣與云端協(xié)同計(jì)算的邊緣智能模式應(yīng)運(yùn)而生，而根據(jù)不同的計(jì)算設(shè)備分工方式和技術(shù)框架，協(xié)同模式包括邊云協(xié)同、邊邊協(xié)同、邊物協(xié)同和端邊云協(xié)同[12]。其中，端邊云協(xié)同方式利用包括物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、邊緣設(shè)備、云計(jì)算設(shè)備在內(nèi)的整條鏈路上的計(jì)算資源，以發(fā)揮不同設(shè)備的計(jì)算、存儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)并最小化通信開(kāi)銷。

基于上述研究，本文面向當(dāng)前數(shù)字化校園物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)領(lǐng)域，針對(duì)當(dāng)前智慧校園物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化和智能化不足、資源復(fù)用不足、新需求支撐能力不足、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)即時(shí)性不足等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于端邊云協(xié)同計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，通過(guò)該平臺(tái)五個(gè)不同層級(jí)，滿足源端數(shù)據(jù)融合、感知層資源共享、業(yè)務(wù)即時(shí)性、在線管控能力四方面功能需求，并在端邊云協(xié)同架構(gòu)的基礎(chǔ)上，基于LoRa協(xié)議實(shí)現(xiàn)了校園樓宇建筑內(nèi)弱電設(shè)備間環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的部署與應(yīng)用。

2 關(guān)鍵技術(shù)

端邊云協(xié)同架構(gòu)基于不同設(shè)備所處的物理位置和邏輯功能不同而承擔(dān)不同的功能，物聯(lián)網(wǎng)端邊云協(xié)同架構(gòu)主要面向數(shù)字化校園多設(shè)備多系統(tǒng)大規(guī)模異構(gòu)場(chǎng)景，利用云計(jì)算核心組件連接分布在邊緣側(cè)的邊緣節(jié)點(diǎn)，并向邊緣節(jié)點(diǎn)下發(fā)事件和指令，實(shí)現(xiàn)跨邊緣節(jié)點(diǎn)的云邊協(xié)同，再利用邊端節(jié)點(diǎn)接收?qǐng)?zhí)行云端下發(fā)的事件和指令，并通過(guò)終端設(shè)備服務(wù)向端側(cè)設(shè)備下發(fā)事件和指令，實(shí)現(xiàn)端側(cè)設(shè)備的管理控制，從而實(shí)現(xiàn)端邊云協(xié)同。如圖1所示，端邊云系統(tǒng)邏輯架構(gòu)由端計(jì)算資源、邊計(jì)算資源和云計(jì)算資源構(gòu)成。

圖1 端邊云系統(tǒng)邏輯架構(gòu)

云計(jì)算資源：針對(duì)本文設(shè)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，云計(jì)算資源是端邊云協(xié)同體系架構(gòu)中的關(guān)鍵組成部分。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)通過(guò)云計(jì)算中心節(jié)點(diǎn)連接各個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)，匯聚各邊緣節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)邊緣節(jié)點(diǎn)的協(xié)同計(jì)算。云計(jì)算中心節(jié)點(diǎn)對(duì)下層資源具有管理控制功能，包括邊緣資源的調(diào)度和任務(wù)分配、終端資源標(biāo)識(shí)解析服務(wù)、終端資源信息管理、終端資源訪問(wèn)控制策略配置等；隨著對(duì)物聯(lián)網(wǎng)安全的重視[13]，面向數(shù)字化校園安全監(jiān)控需求，云端還需對(duì)接校園AAA服務(wù)的身份驗(yàn)證，負(fù)責(zé)平臺(tái)連接請(qǐng)求的身份驗(yàn)證和加密等。此外，云計(jì)算資源將物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)資源進(jìn)行整合匯聚，為上層應(yīng)用系統(tǒng)提供統(tǒng)一的服務(wù)接口和數(shù)據(jù)中心，推動(dòng)學(xué)?？绮块T(mén)間的泛在互聯(lián)和深度感知，提升資源協(xié)同互動(dòng)水平。

邊計(jì)算資源：是本文物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的核心部分，承擔(dān)著物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)調(diào)度等功能。邊緣節(jié)點(diǎn)需構(gòu)建統(tǒng)一的物聯(lián)信息模型和接入標(biāo)準(zhǔn)，屏蔽端側(cè)終端差異，實(shí)現(xiàn)不同類型數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化接入與整合匯聚；同時(shí)，邊緣節(jié)點(diǎn)具備計(jì)算能力，在邊緣側(cè)對(duì)源數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，提升處理效率、降低云端計(jì)算資源開(kāi)銷。

端計(jì)算資源：針對(duì)端邊云協(xié)同架構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)以及智慧校園應(yīng)用場(chǎng)景，端計(jì)算資源負(fù)責(zé)整個(gè)平臺(tái)的從物理域數(shù)據(jù)采集到信息域數(shù)據(jù)處理等一系列服務(wù)。首先，利用端計(jì)算資源的計(jì)算能力，在產(chǎn)生數(shù)據(jù)的源頭實(shí)現(xiàn)就地集成和聚合計(jì)算；其次，端側(cè)對(duì)平臺(tái)接入設(shè)備類型進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和靈活可擴(kuò)展，避免終端重復(fù)建設(shè)、數(shù)據(jù)重復(fù)采集。

3 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

為解決在傳統(tǒng)云平臺(tái)部署物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的時(shí)延高、計(jì)算和I/O密集的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種基于高可用性、低耦合、可擴(kuò)展性強(qiáng)的端邊云協(xié)同架構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，該平臺(tái)適用于數(shù)字化校園大規(guī)模異構(gòu)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)時(shí)性、隱私保護(hù)安全性、網(wǎng)絡(luò)資源利用率的高質(zhì)量保障。如圖2所示，基于端邊云架構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)為感知層、計(jì)算層、傳輸層、服務(wù)層、應(yīng)用層五個(gè)層級(jí)。其中，平臺(tái)設(shè)計(jì)以設(shè)備接入的感知層作為物端，負(fù)責(zé)原始數(shù)據(jù)采集和上傳；平臺(tái)引入以邊緣計(jì)算為核心的計(jì)算層構(gòu)成邊端，通過(guò)邊緣節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)源頭對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析、處理、控制和存儲(chǔ)，減少數(shù)據(jù)上傳云的成本、降低云計(jì)算中心的壓力；平臺(tái)設(shè)計(jì)服務(wù)層部署在云端，負(fù)責(zé)多路邊緣節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)籌管理等，并在該層屏蔽下層各系統(tǒng)的異構(gòu)性，為上層提供統(tǒng)一的服務(wù)調(diào)用接口；通過(guò)感知層、計(jì)算層、傳輸層、服務(wù)層形成端邊云一體化的協(xié)同方式，滿足大規(guī)模異構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)融合、資源共享、服務(wù)協(xié)同和在線管控的需求。下文將對(duì)不同層級(jí)技術(shù)路線及功能規(guī)劃進(jìn)行詳細(xì)介紹。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)整體架構(gòu)

3.1 感知層

感知層即設(shè)備接入層，在端邊云協(xié)同架構(gòu)中屬于物端，主要負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)并發(fā)送至邊緣節(jié)點(diǎn)，同時(shí)接收邊緣節(jié)點(diǎn)的指令進(jìn)行具體的操作執(zhí)行。感知層實(shí)現(xiàn)平臺(tái)南向設(shè)備接入，通過(guò)設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)以適配底層設(shè)備協(xié)議的異構(gòu)性，確保了設(shè)備的唯一性和安全性。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備支持的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型，感知層接入設(shè)備分為如下三類：

（1）基于物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的設(shè)備及系統(tǒng)：通過(guò)部署物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)支持異構(gòu)協(xié)議的自適配，并形成物聯(lián)邊緣計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施，支持接入的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議包括無(wú)線局域網(wǎng)（Wireless LAN,WLAN）、紫蜂（ZigBee）、低功耗藍(lán)牙（Bluetooth Low Energy,BLE）、窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things,NB-IoT）、第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5th Generation Mobile Communication Technology,5G）、近距離傳輸（Near Field Communication,NFC）、超寬帶（Ultra Wide Band,UWB）、射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification,RFID）、遠(yuǎn)距離無(wú)線電（Long range Radio,LoRa）等。

（2）基于現(xiàn)場(chǎng)控制總線協(xié)議的設(shè)備及系統(tǒng)：在靠近應(yīng)用場(chǎng)景側(cè)設(shè)計(jì)以物理網(wǎng)關(guān)連接為主，支持的控制總線協(xié)議包括樓宇自動(dòng)化與控制網(wǎng)絡(luò)（Building Automation and Control Networks,BACnet）、ModBus通信協(xié)議、工業(yè)控制與自動(dòng)化協(xié)議（OLE for Process Control,OPC）等。

（3）基于IP可達(dá)網(wǎng)絡(luò)接口的設(shè)備及系統(tǒng)：通過(guò)部署相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接入交換設(shè)備進(jìn)行連接，支持標(biāo)準(zhǔn)消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸（Message Queuing Telemetry Transport,MQTT）協(xié)議以及自由接口編程，同時(shí)支持透?jìng)髂Ｊ降拇诜?wù)器設(shè)備協(xié)議編程、數(shù)據(jù)封裝結(jié)構(gòu)以及接口形式、自定義非標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議的快速適配等。

3.2 計(jì)算層

計(jì)算層以邊緣節(jié)點(diǎn)為核心，在端邊云協(xié)同方式中承載著邊云協(xié)同和邊端協(xié)同兩層交互，通過(guò)兩層協(xié)同交互實(shí)現(xiàn)云端服務(wù)層對(duì)感知層設(shè)備的控制。邊云協(xié)同交互中，云端服務(wù)層作為控制平面、計(jì)算層邊緣節(jié)點(diǎn)作為計(jì)算平面，接收云端下發(fā)的指令，并通過(guò)統(tǒng)一的資源開(kāi)放接口，對(duì)云端服務(wù)層提供數(shù)據(jù)和資源分配服務(wù)；邊端協(xié)同交互中，計(jì)算層在邊緣節(jié)點(diǎn)運(yùn)行著終端設(shè)備管理服務(wù)，管理服務(wù)負(fù)責(zé)對(duì)端側(cè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)的源數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析、傳遞、處理和控制，邊緣節(jié)點(diǎn)收到云端指令操作管理服務(wù)，從而影響終端設(shè)備。

感知層終端類型的多樣復(fù)雜性，導(dǎo)致IoT源數(shù)據(jù)格式的多樣性共存，為方便源數(shù)據(jù)的管理和存儲(chǔ)，本文平臺(tái)計(jì)算層對(duì)感知層數(shù)據(jù)進(jìn)行抽象處理，實(shí)現(xiàn)源數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和整合匯聚，推動(dòng)數(shù)字化校園部門(mén)間的泛在互聯(lián)和深度感知。同時(shí)，針對(duì)IoT系統(tǒng)中大量物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點(diǎn)的隱私信息無(wú)法得到有效保護(hù)的問(wèn)題，平臺(tái)還可在計(jì)算層邊緣節(jié)點(diǎn)對(duì)源數(shù)據(jù)進(jìn)行隱私保護(hù)，提高物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)在邊緣網(wǎng)絡(luò)的安全。

3.3 傳輸層

傳輸層負(fù)責(zé)邊端到云端的IoT數(shù)據(jù)傳輸，依據(jù)具體使用場(chǎng)景采用不同的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。針對(duì)ZB（Zettabyte）級(jí)IoT數(shù)據(jù)的爆炸性增長(zhǎng)加快了無(wú)線頻譜資源消耗的問(wèn)題，本文在傳輸層引入軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Network,SDN）和網(wǎng)絡(luò)切片（Network Slicing,NS）技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)端邊云協(xié)同架構(gòu)中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源的高效利用。其中，SDN技術(shù)為不同的獨(dú)立虛擬網(wǎng)絡(luò)提供基礎(chǔ)設(shè)施和無(wú)線資源，實(shí)現(xiàn)虛擬專網(wǎng)的安全隔離，提升資源利用率；而NS技術(shù)與IPv6技術(shù)相結(jié)合，并充分利用SDN虛擬化技術(shù)，創(chuàng)建多個(gè)虛擬專網(wǎng)，以滿足多樣化、定制化的物聯(lián)應(yīng)用場(chǎng)景及業(yè)務(wù)。

3.4 服務(wù)層

服務(wù)層部署在云端，是物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的資源管理和控制中心。服務(wù)層主要提供設(shè)備連接、設(shè)備管理、消息管理、邊緣網(wǎng)關(guān)管理、場(chǎng)景管理、運(yùn)維管理等功能，并通過(guò)云控制器向邊緣節(jié)點(diǎn)下發(fā)資源共享和資源調(diào)度指令，實(shí)現(xiàn)各邊緣節(jié)點(diǎn)資源受控共享和服務(wù)融合，為物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上層智慧物聯(lián)設(shè)備提供統(tǒng)一的服務(wù)接口、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)開(kāi)放以及資源管理等。

3.5 應(yīng)用層

應(yīng)用層為物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可視化管理平臺(tái)，結(jié)合服務(wù)層提供的服務(wù)接口、數(shù)據(jù)開(kāi)放、資源管理等，構(gòu)成豐富多樣的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)。同時(shí)應(yīng)用層還提供應(yīng)用開(kāi)發(fā)和發(fā)布功能，開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)服務(wù)層提供的服務(wù)接口和數(shù)據(jù)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用定制化開(kāi)發(fā)，并可將定制開(kāi)發(fā)的應(yīng)用通過(guò)平臺(tái)統(tǒng)一發(fā)布。

針對(duì)智慧校園資源管理、數(shù)據(jù)分析、師生服務(wù)、校園安全、公共設(shè)施、智慧教室、樓宇控制等應(yīng)用場(chǎng)景，本文設(shè)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可適用于多個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用子系統(tǒng)，包括智能照明系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、建筑能效監(jiān)管系統(tǒng)、信息導(dǎo)引及發(fā)布系統(tǒng)、智慧食堂系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、綠化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)、車輛管理系統(tǒng)、智慧路燈系統(tǒng)、智慧綜合管廊系統(tǒng)等，本文針對(duì)建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和部署實(shí)現(xiàn)。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

面向智慧校園不同物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，基于端邊云協(xié)同體系的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了樓宇建筑內(nèi)弱電設(shè)備間環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的部署與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了大量樓宇設(shè)備間的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)控管理。設(shè)備間環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。

圖3 設(shè)備間環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

如圖3所示，設(shè)備間環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)基于端邊云協(xié)同體系的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，感知層接入終端包括室內(nèi)溫度傳感器和濕度傳感器，接入終端內(nèi)置LoRa模塊，溫濕度傳感器將環(huán)境中的溫度量、濕度量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)設(shè)備的LoRa模塊與LoRa網(wǎng)關(guān)通信；LoRa網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)匯總，連接終端設(shè)備和云端數(shù)據(jù)服務(wù)器，LoRa網(wǎng)關(guān)與云端數(shù)據(jù)服務(wù)器通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)連接。

在計(jì)算層，LoRa網(wǎng)關(guān)作為邊緣節(jié)點(diǎn)具有獨(dú)立數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，用于將感知層接入終端設(shè)備采集的溫度參數(shù)和濕度參數(shù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、分析和加密傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)接入終端數(shù)據(jù)的采集及必要的遠(yuǎn)程管控，并將數(shù)據(jù)打包加密成標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP通信協(xié)議后上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器，確保了端側(cè)數(shù)據(jù)的安全性。

在傳輸層，設(shè)備間環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)LoRa網(wǎng)關(guān)與云端數(shù)據(jù)服務(wù)器采用虛擬專網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，針對(duì)采用RJ45網(wǎng)線連接的LoRa網(wǎng)關(guān)，在傳輸鏈路劃分虛擬局域網(wǎng)（Virtual Local Area Network,VLAN）；針對(duì)采用WiFi連接的LoRa網(wǎng)關(guān)設(shè)置獨(dú)立的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)集標(biāo)識(shí)（Service Set Identifier,SSID）進(jìn)行承載。劃分物聯(lián)網(wǎng)虛擬專網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)標(biāo)識(shí)集，既實(shí)現(xiàn)了邏輯專網(wǎng)之間網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備的資源復(fù)用，也實(shí)現(xiàn)了校園網(wǎng)其他業(yè)務(wù)子網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的邏輯隔離，確保了校園網(wǎng)系統(tǒng)的整體安全傳輸。

在服務(wù)層，監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器采用私有云方式部署，并采用集群化部署方式，保證系統(tǒng)中部分節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)不影響系統(tǒng)整體使用。數(shù)據(jù)服務(wù)器創(chuàng)建不同的消息轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，對(duì)接收到的溫濕度傳感器設(shè)備數(shù)據(jù)、溫濕度狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)、緩存和分發(fā)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)和場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)。數(shù)據(jù)服務(wù)器接收來(lái)自LoRa網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)拇罅繑?shù)據(jù)，通過(guò)不同的消息轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至應(yīng)用層的監(jiān)測(cè)平臺(tái)北向應(yīng)用系統(tǒng)或其他大數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行處理。

在應(yīng)用層，監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)被分發(fā)至設(shè)備間監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)和機(jī)房大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)兩種業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行分析和展示，監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)展示如圖4所示。

圖4 應(yīng)用層數(shù)據(jù)展示

5 結(jié) 語(yǔ)

為推動(dòng)智慧校園物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)，本文首先對(duì)物聯(lián)網(wǎng)部署架構(gòu)和智慧校園物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上提出了一種端邊云協(xié)同的體系架構(gòu)，并對(duì)端邊云協(xié)同架構(gòu)的邏輯架構(gòu)及其功能進(jìn)行了詳細(xì)介紹；其次，基于端邊云協(xié)同的體系架構(gòu)，本文物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)為感知層、計(jì)算層、傳輸層、服務(wù)層、應(yīng)用層五個(gè)層級(jí)，并對(duì)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)不同層級(jí)技術(shù)路線及功能進(jìn)行了詳細(xì)介紹；最后，基于端邊云協(xié)同體系的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)，本文實(shí)現(xiàn)了樓宇建筑內(nèi)弱電設(shè)備間環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的部署與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了樓宇設(shè)備間的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警和遠(yuǎn)程管理，保證了監(jiān)測(cè)預(yù)期的安全穩(wěn)定。通過(guò)端邊云架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，期望探索高校智慧校園信息化建設(shè)新格局，以實(shí)現(xiàn)推動(dòng)各專業(yè)物聯(lián)資源共享、數(shù)據(jù)融通和業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)在線、匯聚各類數(shù)據(jù)進(jìn)行共享應(yīng)用、感知自治的目標(biāo)，進(jìn)而更好地支撐智慧校園資源調(diào)配、業(yè)務(wù)協(xié)同和安全防控，從而提升數(shù)字化校園的精益化管理水平。