物联网边缘网关的数据传输方法、装置、电子设备及介质与流程

1.本技术涉及物联网通信技术领域，具体而言，本技术涉及一种物联网边缘网关的数据传输方法、装置、电子设备及介质。


背景技术：

2.近年来，大多数企业都期望将工业物联网应用部署至云端或部署在边缘端，基于云的物联网解决方案和基于边缘端的物联网解决方案都渐渐无法满足日益增长的需求，越来越多的企业开始将目光转向两者的结合，即边云协同解决方案，以加快数据分析的速度，便于企业更快更好的做出决策。
3.在云边协同的实际应用中，常用的通信方案通常需要实现设备注册和发现、ip地址分配和管理、网络拓扑优化和路由配置等功能之后，才能使边缘网关设备和云端设备之间能够稳定地进行通信和数据交换，从而进行云边协同的调度方法，通信配置过程复杂、成本高，云边控制器与边缘设备间调度任务的效率较低。


技术实现要素：

4.本技术实施例旨在解决现有的云端与边缘设备的数据传输复杂，导致对边缘设备上应用程序的管理调度效率较低的问题。所述技术方案如下：
5.第一方面，本技术提供了一种物联网边缘网关的数据传输方法，应用于云端控制器，包括：
6.根据用户针对应用程序的管理请求生成第一控制指令；
7.通过消息队列遥测传输mqtt协议将所述第一控制指令发送至边缘设备对应的应用程序，以控制所述应用程序的运行状态；
8.接收所述应用程序发送的运行状态信息；所述运行状态信息是所述应用程序通过所述mqtt协议传输的。
9.在第一方面的可选实施例中，所述生成第一控制指令之前，包括：
10.根据用户上传的管理请求从预设的应用仓库中确定至少一个应用程序；
11.将所述应用程序打包，得到至少一个可执行文件；
12.通过所述mqtt协议将所述可执行文件发送至边缘设备。
13.在第一方面的可选实施例中，所述应用程序的运行状态信息包括故障告警信息；
14.所述方法还包括：
15.对所述运行状态信息中的故障告警信息进行分析，确定故障信息；
16.接收用户针对所述故障信息上传的处理方法，生成第二控制指令；
17.通过所述mqtt协议将所述第二控制指令发送至所述边缘设备。
18.在第一方面的可选实施例中，所述方法还包括：
19.获取所述边缘设备的网络状态，若所述网络状态为断网状态，则将所述第一控制指令或所述第二控制指令存储在预设位置；
20.当所述网络状态为联网状态，则通过所述mqtt协议将所述第一控制指令或所述第二控制指令发送至所述边缘设备。
21.第二方面，本技术提供了一种物联网边缘网关的数据传输方法，应用于任一边缘设备中的应用程序，包括：
22.接收云端控制器发送的第一控制指令；所述第一控制指令是所述云端控制器根据用户针对应用程序的管理请求生成的；所述第一控制指令是通过mqtt协议传输的；
23.执行所述第一控制指令，将所述应用程序的运行状态信息发送至所述云端控制器；所述运行状态信息是通过所述mqtt协议传输的。
24.在第二方面的可选实施例中，所述接收云端控制器发送的第一控制指令之前，包括：
25.获取所述云端服务器通过所述mqtt协议发送的至少一个可执行文件；
26.根据预设的部署方法部署所述可执行文件中的应用程序。
27.第三方面，提供了一种云端控制装置，该装置包括：
28.指令生成模块，用于根据用户针对应用程序的管理请求生成第一控制指令；
29.指令发送模块，用于通过消息队列遥测传输mqtt协议将所述第一控制指令发送至边缘设备对应的应用程序，以控制所述应用程序的运行状态；
30.信息接收模块，用于接收所述应用程序发送的运行状态信息；所述运行状态信息是所述应用程序通过所述mqtt协议传输的。
31.第四方面，提供了一种物联网边缘网关的数据传输装置，该装置包括：
32.指令接收模块，用于接收云端控制器发送的第一控制指令；所述第一控制指令是所述云端控制器根据用户针对应用程序的管理请求生成的；所述第一控制指令是通过mqtt协议传输的；
33.指令执行模块，用于执行所述第一控制指令，将所述应用程序的运行状态信息发送至所述云端控制器；所述运行状态信息是通过所述mqtt协议传输的。
34.第五方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现本技术第一方面或第二方面中任一项所述方法的步骤。
35.第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现本技术第一方面或第二方面中任一项所示的物联网边缘网关的数据传输方法。
36.本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
37.本技术提供的物联网边缘网关的数据传输方法，云端控制器根据用户针对应用程序的管理请求生成第一控制指令，通过消息队列遥测传输mqtt协议将第一控制指令发送至边缘设备对应的应用程序，以控制应用程序的运行状态，接收应用程序通过mqtt协议发送的运行状态信息，云端控制器与边缘设备组成之间的通信过程都通过mqtt协议进行，在通信过程中传输的数据量较小，通信方法简单易用，能够有效提高通信效率。
38.进一步的，云端控制器与边缘设备上预设有能够实现各种功能的模块，对云端控制器调度边缘设备上的应用程序的各个步骤都有对应的功能，在遇到不同应用场景的通信需求时，能够灵活的设置上述功能模块，在需要增加一些需求和功能时，能够通过增加功能
模块快速实现功能的扩展，使得上述物联网边缘网关的数据传输方法能够适应各种应用环境。
39.另外，云端控制器可以实现对边缘设备的监控功能的和安全管理功能，依据预设的功能模块有效地建立安全和隐私保护机制，能够提高云端控制器与边缘设备组成的通信系统的可靠性和安全性。
附图说明
40.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对本技术实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
41.图1为本技术实施例提供的一种物联网边缘网关的数据传输方法的架构示意图；
42.图2为本技术实施例提供的一种应用于云端控制器的物联网边缘网关的数据传输方法的流程示意图；
43.图3为本技术实施例提供的一种应用于任一边缘设备中的应用程序的物联网边缘网关的数据传输方法的流程示意图；
44.图4为本技术实施例提供的一种物联网边缘网关的数据传输方法的示例的流程示意图；
45.图5为本技术实施例提供的一种应用于云端控制器的云端控制装置的结构示意图；
46.图6为本技术实施例提供的一种应用于任一边缘设备中的应用程序的物联网边缘网关的数据传输装置的结构示意图；
47.图7为本技术实施例提供的一种物联网边缘网关的数据传输方法适用的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
48.下面结合本技术中的附图描述本技术的实施例。应理解，下面结合附图所阐述的实施方式，是用于解释本技术实施例的技术方案的示例性描述，对本技术实施例的技术方案不构成限制。
49.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本技术实施例所使用的术语“包括”以及“包含”是指相应特征可以实现为所呈现的特征、信息、数据、步骤、操作和组件，但不排除实现为本技术领域所支持其他特征、信息、数据、步骤、操作、组件和/或它们的组合等。应该理解，当我们称一个元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，该一个元件可以直接连接或耦接到另一元件，也可以指该一个元件和另一元件通过中间元件建立连接关系。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的术语“和/或”指示该术语所限定的项目中的至少一个，例如“a和/或b”可以实现为“a”，或者实现为“b”，或者实现为“a和b”。
50.为了更好的说明和理解本技术实施例提供的方案，首先对本技术实施例中所涉及的一些相关的技术用语进行介绍：
51.mqtt(message queuing telemetry transport)协议，也可以称为消息队列遥测
传输协议，是一种轻量级的、基于发布/订阅模式的通信协议，常用于物联网领域，mqtt协议广泛应用于物联网设备与云平台、传感器网络和实时数据流等场景，提供了一种高效可靠的通信方式。
52.边缘设备：是指在网络边缘或边缘计算节点上部署的智能设备，它们通常位于物联网架构中的最前沿，负责收集、处理和存储数据，并执行一些简单的计算任务。边缘设备可以是各种类型的硬件设备，如传感器、摄像头、智能手机、智能家居设备等。
53.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
54.现有技术中，通信方案通常需要实现设备注册和发现、ip地址分配和管理、网络拓扑优化和路由配置等功能之后，才能使边缘网关设备和云端设备之间能够进行通信和数据交换，从而进行云边协同的调度方法，配置过程复杂成本高，云端控制器和边缘设备的系统不够安全，通讯效率较低通信过程不够灵活，云边控制器与边缘设备间通信与调度任务的效率较低。
55.针对相关技术中所存在的至少一个技术问题或需要改善的地方，本技术提出一种物联网边缘网关的数据传输方法、装置、电子设备及计算机存储介质，该方案提供的物联网边缘网关的数据传输方法，云端控制器根据用户针对应用程序的管理请求生成第一控制指令，通过消息队列遥测传输mqtt协议将第一控制指令发送至边缘设备对应的应用程序，以控制应用程序的运行状态，接收应用程序通过mqtt协议发送的运行状态信息，云端控制器与边缘设备组成之间的通信过程都通过mqtt协议进行，在通信过程中传输的数据量较小，通信过程简单，能够有效提高通信效率。
56.进一步的，云端控制器与边缘设备上预设有能够实现各种功能的模块，对云端控制器调度边缘设备上的应用程序的各个步骤都有对应的功能，在遇到不同应用场景的通信需求时，能够灵活的设置上述功能模块，在需要增加一些需求和功能时，能够通过增加功能模块快速实现功能的扩展，使得上述物联网边缘网关的数据传输方法能够适应各种应用环境。
57.另外，云端控制器可以实现对边缘设备的监控功能的和安全管理功能，依据预设的功能模块有效地建立安全和隐私保护机制，能够提高云端控制器与边缘设备组成的通信系统的可靠性和安全性。
58.下面通过对几个示例性实施方式的描述，对本技术实施例的技术方案以及本技术的技术方案产生的技术效果进行说明。需要指出的是，下述实施方式之间可以相互参考、借鉴或结合，对于不同实施方式中相同的术语、相似的特征以及相似的实施步骤等，不再重复描述。
59.为更清楚地理解本技术的物联网边缘网关的数据传输方法，以下将结合云端控制器和边缘设备的架构进行进一步详细阐述，如图1所示：
60.上述架构包括云端控制器和至少一个边缘网关设备，云端控制器与至少一个边缘网关通过mqtt协议中的传输通道以及使用各类网络通信技术的网络进行通信，其中，边缘网关设备也可以称为边缘设备。
61.1、云端控制器中可以配置有至少一个功能模块，功能模块可以包括：图形操作模块、镜像仓库模块、指令调度模块、数据管理模块、边缘管理模块、云边通讯模块、用户管理
模块、边缘监控模块、安全管理模块和告警通知模块。
62.云端控制器中的模块的具体功能说明如下：
63.图形操作模块：用于在云端控制器上设置图形化界面，用户可以通过图形化界面对边缘设备上的应用程序进行管理和配置，使用直观的图形化界面能够提高用户使用的便捷性和操作的可视化程度。
64.镜像仓库模块：用于存储和管理应用程序和服务，用户可以从仓库中选择需要的应用程序和服务，并将其部署到边缘设备上。该模块的作用是提高应用程序的可重用性和部署的效率。
65.指令调度模块：用于将云端控制器的指令调度到边缘设备上执行以实现对边缘设备上的应用程序的启动、停止、重启、更新等操作，在边缘设备上部署应用程序时支持多种边端部署模式，包括云原生容器部署和虚拟机部署，该模块功能能够保证指令传输的及时性和准确性。
66.数据管理模块：用于存储和管理边缘网关设备传递的数据，数据类型可以包括网关主机运作状态数据、网关应用运行时数据、边缘设备采集数据。数据管理模块通常包含多个子模块，如数据存储子模块、数据备份子模块、数据恢复子模块等。
67.边缘管理模块：用于管理边缘网关设备，包括边缘设备的注册、在线状态、版本升级、健康状态等，该模块能够提高边缘设备的管理能力，保证边缘设备的可靠性和稳定性。
68.云边通讯模块：用于云端控制器和边缘设备之间的通讯，包括数据传输、指令下发、消息路由等，该模块的作用能够保证云端控制器和边缘设备之间的通讯的稳定性和安全性。
69.用户管理模块：用于管理和维护用户信息和用户权限，包括用户的注册、登录、身份认证、权限分配等，该模块的作用是保证用户的安全性和管理的可控性。
70.边缘监控模块：云端控制器可以实时监控边缘设备的状态和运行情况，如性能、容量、可用性等，并根据实时的反馈信息对边缘设备进行调度和优化，反馈信息可以包括边缘设备的运行状态、错误日志、故障报警等。
71.安全管理模块：用于保障边缘设备系统本身的安全及接入云端控制器的通讯安全，并保护边缘设备的系统免受安全威胁和攻击，安全管理模块通常包含多个子模块，如身份认证子模块、访问控制子模块、加密解密子模块、mqtt连接证书管理子模块,边端漏洞扫描子模块等。
72.告警通知模块：边缘设备可以使用mqtt协议将告警信息上传到云端控制器，云端控制器可以对告警信息进行分析和处理，并向相关人员发送通知，这样可以及时发现并解决问题，能够提高边缘计算系统的可靠性和稳定性。
73.2、每个边缘设备中的模块可以包括：数据同步模块、指令存储模块、指令执行模块、数据处理模块、容器运行时模块和容器监控模块。
74.边缘设备中的模块的具体功能说明如下：
75.数据同步模块：用于将边缘设备采集的数据同步到云端控制器，同时将云端控制器下发的指令同步到边缘设备，该模块主要的功能是实现边缘设备与云端控制器之间的数据同步，保证双方数据的一致性。
76.指令存储模块：用于在边缘端设备本地存储云端控制器下发的指令，该模块的主
要作用是为指令执行模块提供指令存储和读取的功能，从而实现离线指令执行。
77.指令执行模块：用于对边缘设备采集的数据进行处理和分析，包括数据清洗、数据聚合、数据压缩、数据转换等，该模块的作用是在边缘设备端对数据进行初步的处理和分析，减少数据传输量，提高数据处理的效率和准确性。
78.数据处理模块：用于在边缘设备上执行云端控制器下发的指令，该模块主要的功能是实现云端控制器指令在边缘设备端的离线执行，以保证在无网络连接的情况下，边缘设备仍然能够正常工作。
79.容器运行时模块：用于在边缘设备上运行应用程序，该模块主要的功能是实现边缘设备上的应用运行和管理，包括容器化应用的管理、启动、升级和停止等。
80.容器监控模块：用于监控边缘设备上应用程序的运行状态，包括应用程序的启动、停止、崩溃、cpu及内存占用等情况。该模块主要的功能是实现对边缘设备上应用程序的实时监控和管理，及时发现和处理应用程序运行过程中出现的异常情况。
81.上述方法阐述了云端控制器与边缘设备上的各个模块以及其功能；在云端服务器与边缘设备的数据传递过程中，云端控制器可以使用mqtt协议通过通道向边缘设备发送指令，边缘设备可以使用mqtt协议将应用状态信息通过通道上报到云端控制器。其中，边缘设备可以是指具体的设备，也可以指支持上述物联网边缘网关的数据传输方法的服务器。
82.本技术领域技术人员可以理解，终端可以是智能手机(如android手机、ios手机等)、平板电脑、笔记本电脑、数字广播接收器、mid(mobile internet devices，移动互联网设备)、pda(个人数字助理)、台式计算机、智能家电、车载终端(例如车载导航终端、车载电脑等)、智能音箱、智能手表等，终端以及服务器可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，但并不局限于此。
83.服务器可以包括安装有能够处理数据库操作的服务器。服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、cdn(content delivery network，内容分发网络)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器或服务器集群。本发明实施例可应用于各种场景，包括但不限于云技术、人工智能、智慧交通、辅助驾驶等。具体也可基于实际应用场景需求确定，在此不作限定。
84.在一些可能的实施方式中，以执行主体为云端控制器为例，本技术实施例提供了一种物联网边缘网关的数据传输方法，如图2所示，可以包括如下步骤：
85.s201，根据用户针对应用程序的管理请求生成第一控制指令。
86.其中，针对应用程序的管理请求可以包括下载应用、启动应用、停止应用、重启应用和升级应用的请求。
87.在具体实施过程中，接收用户上传的针对应用程序的管理请求，根据管理请求确定需要管理的应用程序，确定应用程序对应的边缘设备，根据管理请求确定需要执行的任务，根据边缘设备上传的设备信息生成合适的任务分配策略，包括任务分发到边缘设备的方式、优先级、负载均衡等，根据生成的任务分配策略生成边缘设备对应的第一控制指令。其中，应用程序的边缘设备可以为至少一个，那么第一控制指令也可以为至少一个，一个边缘设备对应一个第一控制指令。
88.s202，通过消息队列遥测传输mqtt协议将所述第一控制指令发送至边缘设备对应的应用程序，以控制所述应用程序的运行状态。
89.其中，该步骤可以是上述云端控制器架构中的指令调度模块完成的，上述运行状态可以包括应用程序的启动、停止、崩溃、cpu(central processing unit，中央处理器)占用以及内存占用等情况。
90.在具体实施过程中，生成第一控制指令后，云端控制器通过使用mqtt协议将第一控制指令发送至对应的应用程序。mqtt协议简单易用，功耗低较为轻量级，使用发布/订阅模式能够向接收消息的一端发送满足需求的消息，避免重复发送无用信息造成资源浪费，并且支持异步通信，能够适用于多种网络环境下的通信，mqtt还提供了多种级别的服务质量选项，能够根据需要保证消息传输的可靠性，在本实施例中的云端控制器与边缘设备上的应用程序通信过程中使用mqtt，能够有效提高通信效率，提升用户体验。
91.在具体实施过程中，mqtt协议使用发布/订阅模式，可以通过一个中心代理处理信息传递，云端控制器为信息发布者，将待发送的第一控制指令发送到特定的主题，边缘设备此时为信息订阅者，可以订阅感兴趣的主题，中心代理保存着主题与信息订阅者之间的对应关系，当发布者发送相关主题的信息，中心代理将相关信息发送给订阅者，其中，中心代理提供了几种不同级别的服务质量等级，能够根据信息订阅者的需求传递消息，中心代理还可以提供发布者与订阅者的用户权限机制，确保满足用户权限的一方可以发布或订阅消息，能够有效保证通信过程的安全性。
92.s203，接收所述应用程序发送的运行状态信息。
93.其中，所述运行状态信息是所述应用程序通过所述mqtt协议传输的。
94.具体的，应用程序在接收第一控制指令后，会将执行指令之后的运行状态发送给云端控制器，云端控制器接收到边缘设备的应用程序发送的运行状态信息，则表示第一控制指令执行完成。
95.在具体实施过程中，使用mqtt协议传输信息，mqtt协议中设置有多个信息主题，主题可以是任意字符串，用于信息的分类和过滤，信息发布者将信息发布到特定的主题，订阅者从多个主题中选择感兴趣的目标主题或满足需求的目标主题，可以在接收信息时从对应的主题中获取，不需要遍历所有信息，减少资源消耗，提高信息传输效率。
96.在一些可能的实施方式中，上述方法中在生成第一控制指令之前，包括：
97.(1)根据用户上传的管理请求从预设的应用仓库中确定至少一个应用程序；
98.(2)将所述应用程序打包，得到至少一个可执行文件；
99.(3)通过所述mqtt协议将所述可执行文件发送至边缘设备
100.其中，该步骤可以是上述云端控制器架构中的镜像仓库模块完成的。
101.具体的，管理请求中可以包括应用信息，根据应用信息可以确定需要的应用程序，若应用程序并没有在边缘设备上部署安装过，就从预设的应用仓库中将该应用程序的相关文件打包成可执行文件，通过mqtt协议将可执行文件发送至边缘设备，边缘设备在接收到可执行文件的时候可以根据用户的选择确定对应的部署方法将应用程序部署在边缘设备上。其中，部署方法包括虚拟机部署和云原生容器部署。
102.在具体实施过程中，应用仓库中存储的应用程序打包成可执行文件的过程可以使用容器技术实现，将应用程序与它的依赖打包在一起，生成可执行文件，也可以称为镜像，
将应用程序及其依赖打包在一起，再通过mqtt协议，可以实现应用程序的跨平台运行和快速部署，使用mqtt协议作为通信方法只需边缘设备能够连接到云端控制器的mqtt服务即可，不需要进行注册、地址分配和路由配置等复杂的配置方法，能够极大简化网络部署的要求。
103.在一些可能的实施方式中，上述步骤中所述应用程序的运行状态信息包括故障告警信息；
104.所述方法还包括：
105.(1)对所述运行状态信息中的故障告警信息进行分析，确定故障信息；
106.(2)接收用户针对所述故障信息上传的处理方法，生成第二控制指令；
107.(3)通过所述mqtt协议将所述第二控制指令发送至所述边缘设备。
108.其中，该步骤可以是上述云端控制器架构中的告警通知模块完成的。
109.具体的，在获取边缘设备的应用程序传输来的运行状态信息后，若运行状态信息中包含故障告警信息，则对故障告警信息进行分析，可以先确定告警的类型，从而确定是否有故障，若告警类型为有故障，则确定告警的级别和故障相关信息，确定故障信息并向相关人员发送通知，根据相关人员针对故障信息上传的处理方法，生成第二控制指令，将第二控制指令发送给边缘设备以执行解决应用程序的故障；使用上述的故障告警机制可以及时发现并解决问题，能够提高边缘设备的可靠性和稳定性。
110.在一些可能的实施方式中，上述方法还包括：
111.(1)获取所述边缘设备的网络状态，若所述网络状态为断网状态，则将所述第一控制指令或所述第二控制指令存储在预设位置；
112.(2)当所述网络状态为联网状态，则通过所述mqtt协议将所述第一控制指令或所述第二控制指令发送至所述边缘设备。
113.其中，该步骤可以是上述云端控制器架构中的边缘管理模块完成的，网络状态可以包括联网状态和断网状态，预设位置为云端控制器中能够存储上述第一控制指令和第二控制指令的存储空间所在位置。
114.具体的，上述的边缘管理模块管理边缘设备的网络状态信息，当网络状态为断网状态，则表示云端控制器和边缘设备无法进行数据传递，若当前正在传输第一控制指令和第二控制指令，因为断网并未传输完成，则将第一控制指令与第二控制指令保存在预设的位置，当网络状态变成联网状态，则从预设的位置获取指令发送给边缘设备，在云端保存边缘设备未接收的消息并在网络连接时继续传输，能够使得云边通讯更稳定，更可靠。
115.在一些可能的实施方式中，以执行主体为任一边缘设备中的应用程序为例，本技术实施例提供了一种物联网边缘网关的数据传输方法，如图3所示，可以包括如下步骤：
116.s301，接收云端控制器发送的第一控制指令。
117.其中，所述第一控制指令是所述云端控制器根据用户针对应用程序的管理请求生成的；所述第一控制指令是通过mqtt协议传输的。
118.其中，该步骤与上述云端控制器架构中的指令存储模块有关。
119.在具体实施过程中，接收云端控制器发送的第一控制指令，将第一控制指令存储在边缘设备本地，提供指令存储和读取的功能，当云端控制器与边缘设备因为网络中断而断开连接时，能够离线执行第一控制指令，使得1边缘设备在离线情况下也可以正常工作。
120.s302，执行所述第一控制指令，将所述应用程序的运行状态信息发送至所述云端控制器。
121.其中，所述运行状态信息是通过所述mqtt协议传输的，该步骤可以是上述云端控制器架构中的指令执行模块、容器运行时模块和容器监控模块完成的。
122.在具体实施过程中，第一控制指令中可以包括针对应用程序的任务，例如启动、升级和停止等，容器运行时模块能够根据第一控制指令在边缘设备上进行应用程序的运行和管理，容器监控模块能够监控边缘设备上应用程序的运行状态，可以将运行状态信息生成时序数据并传输给云端控制器，其中，运行状态可以包括应用程序的启动、停止、崩溃、cpu以及内存占用等，实时监控和管理运行状态，能够及时发现和处理应用程序在运行过程中出现的异常情况。
123.在一些可能的实施方式中，上述步骤s301中接收云端控制器发送的第一控制指令之前，包括：
124.(1)获取所述云端服务器通过所述mqtt协议发送的至少一个可执行文件；
125.(2)根据预设的部署方法部署所述可执行文件中的应用程序。
126.其中，该步骤与上述云端控制器架构中的数据同步模块有关。
127.其中，可执行文件为可以被操作系统直接执行的文件，其中包括应用程序及其依赖，部署方法可以包括云原生容器部署方法和虚拟机部署方法。
128.在具体实施过程中，在获取云端服务器传输的至少一个可执行文件的同时，可以从云端服务器传输过来的信息中获取针对该可执行文件的部署方式，根据该部署方式将可执行文件中的应用程序部署在边缘设备中。
129.上述实施例中，云端控制器根据用户针对应用程序的管理请求生成第一控制指令，通过消息队列遥测传输mqtt协议将第一控制指令发送至边缘设备对应的应用程序，以控制应用程序的运行状态，接收应用程序通过mqtt协议发送的运行状态信息，云端控制器与边缘设备组成之间的通信过程都通过mqtt协议进行，在通信过程中传输的数据量较小，通信方法简单易用，能够有效提高通信效率。
130.进一步的，云端控制器与边缘设备上预设有能够实现各种功能的模块，对云端控制器调度边缘设备上的应用程序的各个步骤都有对应的功能，在遇到不同应用场景的通信需求时，能够灵活的设置上述功能模块，在需要增加一些需求和功能时，能够通过增加功能模块快速实现功能的扩展，使得上述物联网边缘网关的数据传输方法能够适应各种应用环境。
131.另外，云端控制器可以实现对边缘设备的监控功能的和安全管理功能，依据预设的功能模块有效地建立安全和隐私保护机制，能够提高云端控制器与边缘设备组成的通信系统的可靠性和安全性。
132.为更清楚地理解本技术实施例描述的物联网边缘网关的数据传输方法，以下将结合示例进行进一步详细阐述。
133.在一个示例中，本技术的物联网边缘网关的数据传输方法，如图4所示，可以包括：
134.云端控制器根据用户上传的管理请求从预设的应用仓库中确定至少一个应用程序，将应用程序打包，得到至少一个可执行文件，通过mqtt协议将该可执行文件发送至边缘设备部署应用程序；再根据用户针对应用程序的管理请求生成第一控制指令，通过消息队
列遥测传输mqtt协议将第一控制指令发送至边缘设备对应的应用程序，以控制应用程序的运行状态，接收应用程序通过mqtt协议发送的运行状态信息，若运行状态信息若包括故障告警信息，对运行状态信息中的故障告警信息进行分析，确定故障信息，云端控制器接收用户针对故障信息上传的处理方法，生成第二控制指令，通过mqtt协议将第二控制指令发送至边缘设备；另外，云端控制器监控边缘设备的网络状态，若网络状态为断网状态，则将第一控制指令或第二控制指令存储在预设位置，当网络状态为联网状态，则通过mqtt协议将第一控制指令或第二控制指令发送至边缘设备。
135.上述物联网边缘网关的数据传输方法，云端控制器根据用户针对应用程序的管理请求生成第一控制指令，通过消息队列遥测传输mqtt协议将第一控制指令发送至边缘设备对应的应用程序，以控制应用程序的运行状态，接收应用程序通过mqtt协议发送的运行状态信息，云端控制器与边缘设备组成之间的通信过程都通过mqtt协议进行，在通信过程中传输的数据量较小，通信方法简单易用，能够有效提高通信效率。
136.进一步的，云端控制器与边缘设备上预设有能够实现各种功能的模块，对云端控制器调度边缘设备上的应用程序的各个步骤都有对应的功能，在遇到不同应用场景的通信需求时，能够灵活的设置上述功能模块，在需要增加一些需求和功能时，能够通过增加功能模块快速实现功能的扩展，使得上述物联网边缘网关的数据传输方法能够适应各种应用环境。
137.另外，云端控制器可以实现对边缘设备的监控功能的和安全管理功能，依据预设的功能模块有效地建立安全和隐私保护机制，能够提高云端控制器与边缘设备组成的通信系统的可靠性和安全性。
138.本技术实施例提供了一种云端控制装置，如图5所示，该装置50可以包括：指令生成模块501、指令发送模块502以及信息接收模块503，其中，
139.指令生成模块501，用于根据用户针对应用程序的管理请求生成第一控制指令；
140.指令发送模块502，用于通过消息队列遥测传输mqtt协议将所述第一控制指令发送至边缘设备对应的应用程序，以控制所述应用程序的运行状态；
141.信息接收模块503，用于接收所述应用程序发送的运行状态信息；所述运行状态信息是所述应用程序通过所述mqtt协议传输的。
142.本技术实施例提供了一种物联网边缘网关的数据传输装置，如图6所示，该装置60可以包括：指令接收模块601和指令执行模块602，其中，
143.指令接收模块601，用于接收云端控制器发送的第一控制指令；所述第一控制指令是所述云端控制器根据用户针对应用程序的管理请求生成的；所述第一控制指令是通过mqtt协议传输的；
144.指令执行模块602，用于执行所述第一控制指令，将所述应用程序的运行状态信息发送至所述云端控制器；所述运行状态信息是通过所述mqtt协议传输的。
145.本技术提供的物联网边缘网关的数据传输装置中，云端控制器根据用户针对应用程序的管理请求生成第一控制指令，通过消息队列遥测传输mqtt协议将第一控制指令发送至边缘设备对应的应用程序，以控制应用程序的运行状态，接收应用程序通过mqtt协议发送的运行状态信息，云端控制器与边缘设备组成之间的通信过程都通过mqtt协议进行，在通信过程中传输的数据量较小，通信方法简单易用，能够有效提高通信效率。
146.进一步的，云端控制器与边缘设备上预设有能够实现各种功能的模块，对云端控制器调度边缘设备上的应用程序的各个步骤都有对应的功能，在遇到不同应用场景的通信需求时，能够灵活的设置上述功能模块，在需要增加一些需求和功能时，能够通过增加功能模块快速实现功能的扩展，使得上述物联网边缘网关的数据传输方法能够适应各种应用环境。
147.另外，云端控制器可以实现对边缘设备的监控功能的和安全管理功能，依据预设的功能模块有效地建立安全和隐私保护机制，能够提高云端控制器与边缘设备组成的通信系统的可靠性和安全性。
148.本技术实施例中提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，该处理器执行上述计算机程序以实现物联网边缘网关的数据传输方法的步骤，与相关技术相比可实现：使用mqtt协议实现云端协同系统之间的通信和调度任务，能够有效提升应用管理调度的效率。
149.在一个可选实施例中提供了一种电子设备，如图7所示，图7所示的电子设备7000包括：处理器7001和存储器7003。其中，处理器7001和存储器7003相连，如通过总线7002相连。可选地，电子设备7000还可以包括收发器7004，收发器7004可以用于该电子设备与其他电子设备之间的数据交互，如数据的发送和/或数据的接收等。需要说明的是，实际应用中收发器7004不限于一个，该电子设备7000的结构并不构成对本技术实施例的限定。
150.处理器7001可以是cpu(central processing unit，中央处理器)，通用处理器，dsp(digital signal processor，数据信号处理器)，asic(application specific integrated circuit，专用集成电路)，fpga(field programmable gate array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本技术公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器7001也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，dsp和微处理器的组合等。
151.总线7002可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线7002可以是pci(peripheral component interconnect，外设部件互连标准)总线或eisa(extended industry standard architecture，扩展工业标准结构)总线等。总线7002可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
152.存储器7003可以是rom(read only memory，只读存储器)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，ram(random access memory，随机存取存储器)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是eeprom(electrically erasable programmable read only memory，电可擦可编程只读存储器)、cd-rom(compact disc read only memory，只读光盘)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质、其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储计算机程序并能够由计算机读取的任何其他介质，在此不做限定。
153.存储器7003用于存储执行本技术实施例的计算机程序，并由处理器7001来控制执行。处理器7001用于执行存储器7003中存储的计算机程序，以实现前述方法实施例所示的步骤。
154.其中，电子设备包括但不限于：能应用上述物联网边缘网关的数据传输方法的终端和服务器。
155.本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时可实现前述方法实施例的步骤及相应内容。
156.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“1”、“2”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除图示或文字描述以外的顺序实施。
157.应该理解的是，虽然本技术实施例的流程图中通过箭头指示各个操作步骤，但是这些步骤的实施顺序并不受限于箭头所指示的顺序。除非本文中有明确的说明，否则在本技术实施例的一些实施场景中，各流程图中的实施步骤可以按照需求以其他的顺序执行。此外，各流程图中的部分或全部步骤基于实际的实施场景，可以包括多个子步骤或者多个阶段。这些子步骤或者阶段中的部分或全部可以在同一时刻被执行，这些子步骤或者阶段中的每个子步骤或者阶段也可以分别在不同的时刻被执行。在执行时刻不同的场景下，这些子步骤或者阶段的执行顺序可以根据需求灵活配置，本技术实施例对此不限制。
158.以上所述仅是本技术部分实施场景的可选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术的方案技术构思的前提下，采用基于本技术技术思想的其他类似实施手段，同样属于本技术实施例的保护范畴。

技术特征：
1.一种物联网边缘网关的数据传输方法，其特征在于，应用于云端控制器，包括：根据用户针对应用程序的管理请求生成第一控制指令；通过消息队列遥测传输mqtt协议将所述第一控制指令发送至边缘设备对应的应用程序，以控制所述应用程序的运行状态；接收所述应用程序发送的运行状态信息；所述运行状态信息是所述应用程序通过所述mqtt协议传输的。2.根据权利要求1所述的物联网边缘网关的数据传输方法，其特征在于，所述生成第一控制指令之前，包括：根据用户上传的管理请求从预设的应用仓库中确定至少一个应用程序；将所述应用程序打包，得到至少一个可执行文件；通过所述mqtt协议将所述可执行文件发送至边缘设备。3.根据权利要求1所述的物联网边缘网关的数据传输方法，其特征在于，所述应用程序的运行状态信息包括故障告警信息；所述方法还包括：对所述运行状态信息中的故障告警信息进行分析，确定故障信息；接收用户针对所述故障信息上传的处理方法，生成第二控制指令；通过所述mqtt协议将所述第二控制指令发送至所述边缘设备。4.根据权利要求3所述的物联网边缘网关的数据传输方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述边缘设备的网络状态，若所述网络状态为断网状态，则将所述第一控制指令或所述第二控制指令存储在预设位置；当所述网络状态为联网状态，则通过所述mqtt协议将所述第一控制指令或所述第二控制指令发送至所述边缘设备。5.一种物联网边缘网关的数据传输方法，其特征在于，应用于任一边缘设备中的应用程序，包括：接收云端控制器发送的第一控制指令；所述第一控制指令是所述云端控制器根据用户针对应用程序的管理请求生成的；所述第一控制指令是通过mqtt协议传输的；执行所述第一控制指令，将所述应用程序的运行状态信息发送至所述云端控制器；所述运行状态信息是通过所述mqtt协议传输的。6.根据权利要求5所述的物联网边缘网关的数据传输方法，其特征在于，所述接收云端控制器发送的第一控制指令之前，包括：获取所述云端服务器通过所述mqtt协议发送的至少一个可执行文件；根据预设的部署方法部署所述可执行文件中的应用程序。7.一种云端控制装置，其特征在于，包括：指令生成模块，用于根据用户针对应用程序的管理请求生成第一控制指令；指令发送模块，用于通过消息队列遥测传输mqtt协议将所述第一控制指令发送至边缘设备对应的应用程序，以控制所述应用程序的运行状态；信息接收模块，用于接收所述应用程序发送的运行状态信息；所述运行状态信息是所述应用程序通过所述mqtt协议传输的。
8.一种物联网边缘网关的数据传输装置，其特征在于，包括：指令接收模块，用于接收云端控制器发送的第一控制指令；所述第一控制指令是所述云端控制器根据用户针对应用程序的管理请求生成的；所述第一控制指令是通过mqtt协议传输的；指令执行模块，用于执行所述第一控制指令，将所述应用程序的运行状态信息发送至所述云端控制器；所述运行状态信息是通过所述mqtt协议传输的。9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的物联网边缘网关的数据传输方法的步骤。

技术总结
本申请实施例提供了一种物联网边缘网关的数据传输方法、装置、电子设备及介质，涉及云边协同、容器远程控制、边缘资源管理和调度等技术领域。该方法包括：云端控制器根据用户针对应用程序的管理请求生成第一控制指令；通过消息队列遥测传输MQTT协议将第一控制指令发送至边缘设备对应的应用程序，以控制应用程序的运行状态；接收应用程序发送的运行状态信息；运行状态信息是应用程序通过MQTT协议传输的。本申请提供的物联网边缘网关的数据传输方法，使用MQTT协议实现云端控制器对边缘设备上的应用程序的控制和管理，使得云边通信效率更高，从而有效提高应用管理调度任务的效率。从而有效提高应用管理调度任务的效率。从而有效提高应用管理调度任务的效率。


技术研发人员：曾韬 万尧 黄波 赵立勋
受保护的技术使用者：亚信科技（中国）有限公司
技术研发日：2023.08.28
技术公布日：2023/10/20