技术领域
[0001] 本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网方法、系统、终端及计算机可读存储介质。
相关背景技术
[0002] 随着物联网技术的普及，设备之间的通信效率和可靠性变得越来越重要。
[0003] 目前，现有组网技术在设备通信中存在较多的时延和丢包现象，影响了整个网络的响应速度和数据传输的可靠性。而导致时延和丢包现象的原因可能包括以下几个方面：
[0004] (1)、通信协议效率低下：使用的通信协议可能不够高效，导致数据包在传输过程中需要更多的处理时间和重传次数。协议栈过于复杂，增加了数据处理的时延。
[0005] (2)、网络拥塞：网络中的数据流量过大，超出了网络设备的处理能力，导致数据包在传输过程中发生排队和丢包。缺乏有效的流量管理和拥塞控制机制。
[0006] (3)、无线信号干扰：无线信号在传输过程中可能受到其他无线信号的干扰，导致信号衰减或失真，从而产生丢包。2.4GHz和5GHz等常用无线频段可能存在干扰源多的问题。
[0007] (4)硬件性能限制：通信设备的硬件性能(如处理器速度、内存大小、天线性能)可能不足以支持高速率的数据传输，导致处理时延和传输错误。节点设备的功耗和散热问题可能限制了其持续工作的高性能。
[0008] (5)、网络拓扑结构问题：网络的拓扑结构可能不是最优的，导致数据包需要经过多个中继节点，增加了传输路径和时延。网络覆盖范围不足，需要过多的中继节点，增加了数据转发的复杂性和丢包的可能性。
[0009] (6)、软件和固件问题：网络设备的软件或固件可能存在缺陷或不足，导致数据处理和转发效率低下。系统的稳定性不足，容易发生故障或需要重启，影响通信的连续性。
[0010] (7)、环境因素：物理环境中的障碍物(如墙壁、建筑物)可能会阻碍无线信号的传播，导致信号弱化和丢包。恶劣的天气条件(如雨、雾、雪)也会影响无线信号的传输质量。
[0011] (8)、安全机制：加密和解密过程可能增加数据处理的时延。安全认证和访问控制机制可能会在数据传输过程中引入额外的时延。
[0012] 而且传统的组网方式需要大量中继节点和复杂的网络配置，导致部署和维护成本较高。不同厂商的设备往往采用不同的通信协议(设备兼容性差)，导致设备间难以实现无缝连接和数据交换。
[0013] 因此，现有技术还有待于改进和发展。
具体实施方式
[0045] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0046] 本发明较佳实施例所述的基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网方法，如图1所示，所述基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网方法包括以下步骤：
[0047] 步骤S10、对需要进行物联网组网的多个目标设备安装开源鸿蒙系统，并配置用于支持设备间星闪协议通信的星闪通信模块。
[0048] 具体地，目标设备指的是物联网组网中的多个物联网设备，这些设备可以是多种多样的，具体取决于应用场景的需求。例如，以下是一些可能的目标设备：
[0049] (1)、智能家居设备：
[0050] 智能灯泡：可以远程控制开关、亮度和色温的照明设备。
[0051] 智能插座：用于远程控制电器开关的电源插座。
[0052] 智能门锁：允许远程控制或指纹/面部识别开锁的安全设备。
[0053] 智能摄像头：用于监控家庭安全的摄像头系统。
[0054] (2)、工业自动化设备：
[0055] 传感器：监测温度、湿度、压力等环境参数的设备。
[0056] 执行器：根据指令进行物理动作的设备，如控制阀门、机器臂等。
[0057] PLC(可编程逻辑控制器)：用于控制工业生产过程的自动化设备。
[0058] (3)、智慧城市基础设施：
[0059] 环境监测站：监测空气质量、噪音水平等城市环境参数。
[0060] 智能交通信号灯：根据实时交通流量调整信号灯变化的交通管理设备。
[0061] 智能停车场系统：自动识别车牌、管理车位使用的系统。
[0062] (4)、医疗健康设备：
[0063] 智能穿戴设备：如智能手表、健康监测手环，可以监测心率、步数等健康数据。
[0064] 智能监护设备：用于远程监控患者生命体征的设备。
[0065] (5)、零售和商业设备：
[0066] 电子价签：用于显示商品价格和信息的电子标签。
[0067] 自动售货机：能够远程监控库存并进行补货提醒的售货设备。
[0068] 本发明需要在上述类型的设备上安装开源鸿蒙系统，并配置星闪通信模块，以确保这些设备能够在物联网网络中高效、稳定地通信。安装和配置的过程包括以下步骤：
[0069] (1)、操作系统安装：为设备安装适合的开源鸿蒙系统镜像。
[0070] (2)、驱动适配：确保鸿蒙系统能够识别并驱动设备的硬件组件。
[0071] (3)、网络配置：设置设备的网络参数，包括IP地址、子网掩码、网关等。
[0072] (4)、星闪模块集成：将星闪通信模块(星闪通信模块是支持星闪协议通信的，是在目标设备上配置该模块，类似于蓝牙通信模块，但是通信时延减少和速率大大提高)集成到设备中，并进行必要的硬件和软件调试。
[0073] 通过这些步骤，目标设备将被转化为支持星闪技术和开源鸿蒙系统的智能节点，从而能够在物联网网络中实现高效的数据交换和任务执行。
[0074] 步骤S20、分析物联网组网中各个目标设备的功能需求、性能要求以及预期的通信场景，制定统一的通信协议和数据格式。
[0075] 具体地，制定一套统一的通信协议和数据格式的具体过程可以分为以下几个步骤：
[0076] 第一，制定统一的通信协议：
[0077] (1)、需求分析：首先分析物联网组网中各个设备的功能需求、性能要求以及预期的通信场景。
[0078] (2)、协议选择与定制：
[0079] 传输层协议：可以选择TCP(传输控制协议)或UDP(用户数据报协议)作为基础，根据物联网设备的特点，可能更倾向于使用UDP以减少时延，但要结合具体情况考虑可靠性需求。
[0080] 应用层协议：可以基于HTTP/HTTPS、MQTT(消息队列遥测传输)、CoAP(受限应用协议)等进行定制，或者开发新的协议。例如，如果设备需要低功耗和轻量级通信，可能会选择MQTT或CoAP。
[0081] (3)、协议规范文档：编写详细的协议规范文档，定义消息格式、命令集、状态码、错误处理机制等。
[0082] (4)、安全机制：确保协议支持加密和数据完整性校验，例如使用TLS/SSL进行加密传输。
[0083] 具体通信协议的例子如下：
[0084] 数据包结构：Header：包含源地址、目的地址、数据包类型、数据包长度等信息。Payload：实际传输的数据内容。Footer：包含校验和或加密签名等信息。
[0085] 第二，制定统一的数据格式：
[0086] (1)、数据结构定义：根据设备类型和业务需求，定义数据结构，例如JSON、XML或Protocol Buffers。
[0087] (2)、数据元素标准化：确保所有设备使用相同的字段名和数据类型，例如日期格式、数值精度等。
[0088] (3)、数据序列化：选择合适的数据序列化方法，如JSON、XML等，以便于在网络中传输。
[0089] 具体数据格式的例子如下：
[0090] JSON格式：
[0091]
[0092] 这套统一的通信协议和数据格式是后续所有设备之间进行通信的基础。所有接入物联网的设备都需要遵循这套协议和格式，以确保它们能够相互理解和处理通信数据。这套统一的通信协议和数据格式是后面所有设备之间进行通信的协议。它确保了不同设备、不同厂商的设备能够在同一个网络中无缝地进行数据交换和指令传递，从而提高了整个物联网系统的互操作性和效率。
[0093] 步骤S30、将多个已安装开源鸿蒙系统和配置星闪通信模块的目标设备进行物联网组网，得到物联网网络平台，对所述物联网网络平台进行测试。
[0094] 具体地，将多个目标设备在物联网网络平台中进行注册，获取网络访问权限，获取并同步配置信息，授予各个目标设备开始其他目标设备或服务器进行数据交换的权限，得到物联网网络平台；对所述物联网网络平台的系统通信效率和设备间兼容性进行测试，所述测试包括测试环境搭建、基础功能测试、通信速率测试、时延测试、丢包率测试、稳定性测试和兼容性测试。
[0095] 基于星闪技术和开源鸿蒙系统构建的物联网网络平台，这个物联网网络平台包含了以下几个关键组成部分：
[0096] (1)、核心网络架构：这是整个物联网系统的骨架，负责管理和协调所有设备之间的通信。它通常包括服务器、网关、路由器等网络设备，以及支持这些设备运行的网络软件。
[0097] (2)、星闪通信模块：集成到物联网设备中的高速无线通信模块，它使用星闪技术来实现设备间的快速、稳定连接。
[0098] (3)、开源鸿蒙操作系统：安装在物联网设备上，提供设备运行所需的软件环境，支持多设备接入和分布式任务执行。
[0099] (4)、统一的通信协议和数据格式：这是系统中的一个重要组成部分，确保所有设备都能够使用相同的语言进行通信，从而实现无缝的数据交换和处理。
[0100] 具体来说，这个物联网网络平台包括以下功能和特性：
[0101] (1)、设备管理：能够注册、识别和管理接入网络的各种物联网设备。
[0102] (2)、数据传输：提供设备之间以及设备与服务器之间的数据传输机制。
[0103] (3)、安全性：确保数据传输的安全性，包括加密、认证和访问控制。
[0104] (4)、互操作性：通过统一的通信协议和数据格式，确保不同设备和服务之间的兼容性。
[0105] (5)、用户界面：可能包括用于监控和控制物联网设备的用户界面。
[0106] 因此，将物联网设备接入到系统中的过程通常涉及以下操作：
[0107] (1)、设备注册：设备在系统中进行注册，获取网络访问权限。
[0108] (2)、配置同步：设备从系统获取必要的配置信息，如IP地址、网络参数等。
[0109] (3)、服务发现：设备在网络中发现可用的服务和其他设备。
[0110] (4)、数据交换：设备开始与系统中的其他设备或服务器进行数据交换。
[0111] 通过这些操作，物联网设备成为网络的一部分，能够与其他设备协同工作，共同完成预定的任务。
[0112] 本发明中，进行通信测试以及验证系统通信效率和设备间兼容性的步骤：
[0113] 通信测试步骤包括：
[0114] (1)、测试环境搭建：准备测试实验室或实际应用场景，确保环境符合测试要求。安装必要的测试设备和工具，如网络分析仪、信号发生器、协议分析仪等。
[0115] (2)、基础功能测试：确认设备能够成功接入网络，并获取IP地址。测试设备的上线、下线功能，确保设备能够正确注册和注销。
[0116] (3)、通信速率测试：使用网络测试工具发送不同大小的数据包，记录发送和接收时间，计算通信速率。对比理论速率和实际速率，评估通信效率。
[0117] (4)、时延测试：发送数据包并测量从发送到接收的时延。重复测试多次，计算平均时延和最大时延。
[0118] (5)、丢包率测试：发送一定数量的数据包，记录发送和接收到的数据包数量，计算丢包率。在不同网络负载和信号强度下进行测试。
[0119] (6)、稳定性测试：长时间运行设备，观察网络是否稳定，是否有意外断开或性能下降的情况。
[0120] (7)兼容性测试：将不同厂商、不同型号的设备接入网络，测试它们之间的通信能力。使用不同版本的软件和固件进行交叉测试。
[0121] 验证系统通信效率和设备间兼容性的方法：
[0122] (1)、性能指标分析：通过上述测试得到的通信速率、时延、丢包率等性能指标来评估系统通信效率。对比测试结果与预期性能指标，确定是否达到设计要求。
[0123] (2)、日志和数据分析：分析设备日志和网络流量数据，查找可能的错误和异常。使用统计工具对测试数据进行深入分析，找出性能瓶颈。
[0124] (3)、用户场景模拟：模拟实际用户使用场景，如智能家居控制、工业自动化流程等，确保系统在实际应用中的表现。
[0125] (4)、兼容性验证：确认所有设备都能够使用统一的通信协议和数据格式进行通信。检查设备之间是否能够无缝交换数据，无错误信息。
[0126] (5)、第三方认证：可以邀请第三方测试机构进行独立测试，以获得客观的性能和兼容性评估。
[0127] 通过这些测试和验证方法，可以确保基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网技术优化方案在实际部署前已经过充分的验证，能够满足设计目标和用户需求。
[0128] 步骤S40、当所述物联网网络平台测试符合要求后，控制所述物联网网络平台中的多个目标设备根据统一的通信协议和数据格式进行通信。
[0129] 在实际应用场景中部署该物联网网络平台，并定期进行维护和升级，确保系统的高效稳定运行。
[0130] 以下是一个实际的应用场景案例：
[0131] 应用场景案例：智慧城市中的智能交通管理系统。
[0132] 背景：智慧城市项目旨在通过高科技手段提高城市管理效率，改善市民生活质量。智能交通管理系统是智慧城市的重要组成部分，它通过物联网技术实现对交通流量的实时监控和优化，以提高道路使用效率，减少交通拥堵。
[0133] 应用场景：
[0134] (1)、部署：在城市主要路口、高速公路入口和关键路段安装搭载星闪技术和开源鸿蒙系统的智能交通监控设备，如摄像头、传感器、交通信号灯等。在交通管理中心部署中心服务器，用于收集和分析来自各个监控设备的数据。
[0135] (2)、具体应用：实时交通监控：智能摄像头通过星闪技术将实时视频流传输到交通管理中心，管理人员可以实时监控交通状况。交通流量分析：传感器收集到的车流量数据通过统一的通信协议发送到服务器，进行分析处理，以识别拥堵模式。智能信号灯控制：根据实时交通流量数据，交通信号灯的配时可以动态调整，以优化交通流，减少等待时间。事故检测与响应：系统通过分析图像和传感器数据自动检测交通事故，并立即通知相关部门进行响应。
[0136] (3)、维护与升级：定期检查智能交通监控设备的运行状态，确保星闪通信模块和鸿蒙系统稳定运行。根据城市发展需求，更新交通管理软件，优化算法，以适应新的交通模式。对系统软件和硬件进行升级，以提升系统性能和安全性。
[0137] 技术支持：通过本技术方案的实施，智能交通管理系统实现了以下技术支持：
[0138] (1)、高速稳定的通信：星闪技术确保了监控数据的高速传输，即使在高峰时段也能保持稳定的通信。
[0139] (2)、高效的数据处理：开源鸿蒙系统提供了强大的数据处理能力，能够快速分析大量交通数据。
[0140] (3)、设备兼容性：统一的通信协议和数据格式使得不同厂商的设备能够无缝集成，提高了系统的整体效率。
[0141] 通过这样的应用场景案例，可以看出基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网技术优化方案在实际部署中的巨大潜力，它能够为智慧城市的建设提供强有力的技术支撑。
[0142] 本发明主要创新点如下：
[0143] (1)、星闪技术的应用：利用星闪技术的高速无线通信特性，提高设备间的通信速率和数据传输的稳定性。星闪技术支持低功耗、高鲁棒性和高可靠性的无线通信，能够解决现有技术中的通信效率问题。
[0144] (2)、开源鸿蒙系统的集成：在星闪技术的基础上，集成开源鸿蒙系统，提供一个灵活且强大的操作平台，支持多设备接入和分布式任务的执行。鸿蒙系统的开放性允许设备间进行高效的数据共享和处理，从而提高整个网络的效率。
[0145] (3)、统一的通信协议和数据格式：制定一套统一的通信协议和数据格式，确保不同设备间的兼容性，降低组网成本，并简化设备间的互联互通。
[0146] 本发明有益效果：
[0147] (1)、提升通信效率：通过星闪技术的高速通信，减少了设备间的通信时延，提高了数据传输的稳定性。
[0148] (2)、降低组网成本：开源鸿蒙系统的集成减少了网络配置的工作量和复杂度，降低了组网成本。
[0149] (3)、提高设备兼容性：统一的通信协议和数据格式增加了不同设备间的兼容性，提升了组网的灵活性和效率。
[0150] 本发明旨在通过融合星闪技术和开源鸿蒙系统，解决现有组网技术面临的问题，为智慧城市、智能家居、工业自动化等领域未来的应用提供高效的解决方案。
[0151] 进一步地，如图2所示，基于上述基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网方法，本发明还相应提供了一种基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网系统，其中，所述基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网系统包括：
[0152] 安装与配置模块51，用于对需要进行物联网组网的多个目标设备安装开源鸿蒙系统，并配置用于支持设备间星闪协议通信的星闪通信模块；
[0153] 分析与制定模块52，用于分析物联网组网中各个目标设备的功能需求、性能要求以及预期的通信场景，制定统一的通信协议和数据格式；
[0154] 组建与测试模块53，用于将多个已安装开源鸿蒙系统和配置星闪通信模块的目标设备进行物联网组网，得到物联网网络平台，对所述物联网网络平台进行测试；
[0155] 数据通信模块54，用于当所述物联网网络平台测试符合要求后，控制所述物联网网络平台中的多个目标设备根据统一的通信协议和数据格式进行通信。
[0156] 进一步地，如图3所示，基于上述基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网方法和系统，本发明还相应提供了一种终端，所述终端包括处理器10、存储器20及显示器30。图3仅示出了终端的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。
[0157] 所述存储器20在一些实施例中可以是所述终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。所述存储器20在另一些实施例中也可以是所述终端的外部存储设备，例如所述终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器20还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器20用于存储安装于所述终端的应用软件及各类数据，例如所述安装终端的程序代码等。所述存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器20上存储有基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网程序40，该基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网程序40可被处理器10所执行，从而实现本申请中基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网方法。
[0158] 所述处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行所述存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行所述基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网方法等。
[0159] 所述显示器30在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light‑Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。所述显示器30用于显示在所述终端的信息以及用于显示可视化的用户界面。所述终端的部件10‑30通过系统总线相互通信。
[0160] 在一实施例中，当处理器10执行所述存储器20中基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网程序40时实现如上所述基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网方法的步骤。
[0161] 本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网程序，所述基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网程序被处理器执行时实现如上所述的基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网方法的步骤。
[0162] 综上所述，本发明提供一种基于星闪技术与开源鸿蒙系统的物联网组网方法、系统、终端及计算机可读存储介质，所述方法包括：对需要进行物联网组网的多个目标设备安装开源鸿蒙系统，并配置用于支持设备间星闪协议通信的星闪通信模块；分析物联网组网中各个目标设备的功能需求、性能要求以及预期的通信场景，制定统一的通信协议和数据格式；将多个已安装开源鸿蒙系统和配置星闪通信模块的目标设备进行物联网组网，得到物联网网络平台，对所述物联网网络平台进行测试；当所述物联网网络平台测试符合要求后，控制所述物联网网络平台中的多个目标设备根据统一的通信协议和数据格式进行通信。本发明通过星闪技术的高速通信，减少了设备间的通信时延，提高了数据传输的稳定性，通过开源鸿蒙系统的集成减少了网络配置的工作量和复杂度，降低了组网成本，通过统一的通信协议和数据格式增加了不同设备间的兼容性，提升了组网的灵活性和效率。
[0163] 需要说明的是，在本文中，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者终端中还存在另外的相同要素。
[0164] 当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件(如处理器，控制器等)来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的计算机可读存储介质中，所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的计算机可读存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。
[0165] 应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
