(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111371269.7 (22)申请日 2021.11.18 (71)申请人 紫光云引擎科技 （苏州） 有限公司 地址 100089 北京市海淀区知春路1号学院 国际大厦3楼紫 光云 (72)发明人 黄威　 (74)专利代理 机构 南京乐羽知行专利代理事务 所(普通合伙) 32326 代理人 李玉平 (51)Int.Cl. H04L 67/1095(2022.01) H04L 67/1097(2022.01) H04L 9/40(2022.01) H04L 41/02(2022.01) H04L 41/0654(2022.01)H04L 41/069(2022.01) (54)发明名称 基于MQTT协议实现的工业互联网云边数据 协同方法和系统 (57)摘要 一种基于MQTT协议实现的工业互联网云边 数据协同方法和系统， 在云平台和边缘端的采集 程序中进行改造使两端能同步大量复杂结构的 数据， 通过对配置数据的整理和统计确保传输一 致性， 通过数据结构规范保证其稳定传输， 数据 的所有配置集中在云端， 云端整理成固定格式数 据发送给边缘端， 边缘端需要接收云端配置并校 验完整性， 并回复云端， 另外边缘端会将运行日 志发送给云端； 通过云边协同交互过程使得边缘 端功能更强大， 同时也减少数据的配 置工作。 权利要求书3页 说明书7页 附图3页 CN 114039988 A 2022.02.11 CN 114039988 A 1.一种基于MQTT协议实现的工业互联网云边数据协同方法， 其特征在于， 在云平台和 边缘端的采集程序中进行改造使两端能同步大量复杂结构的数据， 通过对配置数据的整理 和统计确保传输一致性， 通过数据结构规范保证其稳定传输， 数据的所有配置集中在云端， 云端整理成固定格式数据发送给边缘端， 边缘端需要接 收云端配置并校验完整性， 并回复 云端， 另外边缘端会将运行日志发送给云端； 通过云边协同交互过程使得边缘端功 能更强 大， 同时也减少数据的配置 工作。 2.根据权利要求1所述的基于MQTT协议实现的工业互联网云边数据协同方法， 其特征 在于， 所述云端将数据发送给边缘端之前， 云端和边缘端分别订阅相对应的主题， 用于能够 准确收到相应的数据； 边 缘端启动之后， 云端准备需要发送的数据； 云端生成概览信息先发送给边缘端， 然后逐条发送所有数据给边缘端， 边缘端接收数 据之后生成概览信息， 与云端对比并回复云端数据发送结果。 3.根据权利要求1所述的基于MQTT协议实现的工业互联网云边数据协同方法， 其特征 在于， 边缘端通过配置信息开启数据采集和日志上报。 4.根据权利要求1所述的基于MQTT协议实现的工业互联网云边数据协同方法， 其特征 在于， 当边缘端运行异常时， 发送给云端异常信息； 云端下发异常处理信息和设备控制指 令 消息， 边缘端按照数据结构中的操作处 理。 5. 根据权利要求1所述的基于MQTT协议实现的工业互联网云边数据协同方法， 其特征 在于， 云边协同交 互过程中，  云端发送消息分类为： 数据概览 （DataSum） ： 同一批关联设备的信息汇总； 数据信息 （DataI nfo） ： 发送单 条数据的格式规范； 云端发送 表结构说明： 节点信息 （GatewayI nfo） ： 边缘节点的配置信息； 设备基础信息 （DeviceI nfo） ： 设备基础配置信息； 设备类型 （Model） ： 设备分类信息， 用于多个设备分类； 接入点信息 （DevicePar t） ： 设备数据接入部分信息； 变量模版 （DataModel） ： 数据采集指标分类； 采集变量 （Kpi） ： 采集指标 具体信； 采集协议信息 （Protoco lConfig） ： 采集指标的点 位说明； 采集分组信息(Task Info)： 采集变量 不同分组能设置不同频率， 不 通区段； 数据规则 （Thresho ld） ： 采集指标 数值在设定条件下触发告警； 组态视图 （View Info） ： 设备组态视图； 组态图片 （View Image） ： 设备组态包 含的图片； 控制指令 （Com mand） ： 云端对于设备指标的设定值。 6.根据权利要求1所述的基于MQTT协议实现的工业互联网云边数据协同方法， 其特征 在于， 云边协同交 互过程中， 边 缘端发送消息分类： 数据概览 （DataSum） ： 同一批关联设备的信息汇总； 数据信息 （DataI nfo） ： 发送单 条数据的格式规范； 边缘端发送 表结构说明： 指令控制结果 （Gatew ayInfo） ： 接收云端下发设备值修改指令之后， 边缘返回的成功 或权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114039988 A 2者失败原因； 运行日志 （DeviceI nfo） ： 边缘端内部程序运行的日志数据。 7.根据权利要求1所述的基于MQTT协议实现的工业互联网云边数据协同方法， 其特征 在于， 云边协同交 互过程中数据校验设计： （1） 云端的数据概览主要信息包含： 数据总存储大小， 关联主表信息， 发送编号， 发送时 间， 超时时间， 数据 表信息； 其中数据 表信息包含： 表名称， 表 ID， 关联表类型及关联字段， 发 送数量， 发送编号； 云端通过对设备关联所有数据进 行分析和组织后形成数据概览表， 并首 先将数据概览表发送给边 缘端； 边缘端根据概览信息表校验接收数据的完整性； （2） 云端将所有数据按照按不同数据库表逐条发送， 每次发送时按照云端的数据信息 （DataInfo） 表组织数据， 云端的数据信息表包含字段： 数据编号， 数据大小， 数据对象， 数据 操作； 数据操作对应边缘端数据的增删改， 边缘端收到每条数据之后校验数据大小， 记录数 据编号并根据规则生成概览信息， 将边缘端生成的概览信息与接收到的云端的概览信息对 比， 并回复云端概览信息中缺失数据部分； （3） 边缘端数据概览主要信息如下： 数据编号区间， 数据上报模式， 数据上报频率， 数据 中断操作； 边缘端将所有采集到的数据逐条发送给云端， 每次发送时按照边缘端数据信息 （DataInfo） 表组织数据， 数据信息表包含字段： 数据编号， 数据内容， 数据类型； 云端根据编 号区间定时返回确认信息给边 缘端， 如果有缺失返回编号 边缘端重新发送； （4） 云端和边缘端的概览信息采用预先发送， 且对方必须回复， 未回复的情况需要重新 发送， 概览信息发送与具体数据发送独立 运行互不影响。 8.根据权利要求1所述的基于MQTT协议实现的工业互联网云边数据协同方法， 其特征 在于， 云边协同交 互过程中： （1） 云端需要等待边缘端的启动就绪消息， 当收到就绪消息之后， 云端给边缘端发送一 条验证消息， 云端通过是否有回复判断边缘端完全启动， 当确认已经启动之后云端根据边 缘端的启动消息开始准备 该边缘端所绑定的设备相关数据； （2） 云端对于设备需要采集的相关数据进行整理和统计， 生成总的概览信息作为校验 是否发送成功的判断依据； （3） 云端对于设备需要可视化的数据进行关联， 由于设备可视化的数据是独立的视图， 所以需要在发送之前校验关联性， 检验该可视化的数据在发送给边缘端之后能否成功展 示， 例如该视图所绑定的设备信息是否与该边 缘端绑定； （4） 云端依次对设备相关的所有数据进行数据发送， 发送的每条数据结构中有明确的 数据类型 数据结构标识， 也有数据编号， 数据大小信息， 还有对于数据的操作标识； （5） 云端通过MQTT将数据发送给边缘端， 等待边缘端的回复； 如果设定时间未回复则当 作失败处 理， 如果回复成功则表示发送成功； （6） 如果判断边 缘全部接收成功， 则完成下发， 如果判断失败， 则重复发送。 9.根据权利要求1所述的基于MQTT协议实现的工业互联网云边数据协同方法， 其特征 在于， 云边协同交 互过程中： （1） 当边 缘端启动之后发送给云端启动就 绪的消息， 并接收云端的确认消息； （2） 收到云端的所有数据之后， 按照云端提供的数据关联关系组织成可用的数据；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114039988 A 3