本发明涉及网络设备管理，具体为基于云边协同的物联网设备管理系统及方法。
背景技术：
1、随着物联网技术的迅速发展，越来越多的设备被连接到网络，产生了巨大的数据量。这些数据的有效管理和处理成为了提升物联网系统性能的关键。在传统的物联网设备管理系统中，数据处理主要依赖于云端服务器。虽然云计算提供了强大的数据处理能力和广阔的存储空间，但在处理大量来自各种设备的实时数据时，面临着数据传输延迟和带宽限制的挑战。此外，数据安全性和设备状态监测也是物联网系统需要重点关注的问题。
2、传统的中心化数据处理模式常常导致响应时间的延迟，特别是在需要快速决策的应用场景中，这种延迟可能会影响整个系统的性能和可靠性。此外，随着物联网设备数量的增加，中心化的数据处理方式也面临着可扩展性的问题。因此，对于现代物联网系统而言，如何高效、安全地处理和管理大量分散的设备及其产生的数据，成为了一个亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供了基于云边协同的物联网设备管理系统及方法，解决了随着物联网设备数量的增加，中心化的数据处理方式也面临着可扩展性的问题。
2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于云边协同的物联网设备管理系统，包括：
3、云端服务器，用于接收、存储和处理来自物联网设备的数据，云服务器具有强大的数据处理能力和巨大的存储空间，能够进行复杂的数据分析和长期数据存储；
4、边缘计算节点，所述云端服务器输出端连接在边缘计算节点，用于在设备附近进行数据处理和决策，以减少数据传输到云端服务器的时间延迟和网络负载；
5、物联网设备，所述物联网设备输入端与边缘计算节点输出端相连接，用于采集环境数据并发送给云端服务器和边缘计算节点，并将数据发送给云端服务器和边缘计算节点；
6、网络通信模块，所述物联网设备输出端与网络通信模块输入端电性连接且网络通信模块输出端与云端服务器输入端相连接，用于设备与云端服务器和边缘计算节点之间的通信，这个模块支持多种通信协议，确保数据传输的安全和高效；
7、用户界面，所述用户界面与网络通信模块、云端服务器相连接，用于用户与系统进行交互，用户可以通过这个界面访问设备数据，设置参数，以及接收系统警告和报告，用户界面直观易用，使得用户能够轻松管理和监控物联网设备。
8、优选的，所述云端服务器进一步包括：
9、数据存储模块，用于存储来自物联网设备的数据，使用高效的数据库系统，支持大数据存储和快速检索；
10、数据处理模块，所述数据存储模块与数据处理模块相连接，用于对接收的数据进行分析和处理，可以运行复杂的算法，如数据挖掘、模式识别和机器学习，以从数据中提取有价值的信息；
11、数据传输模块，所述数据传输模块输出端与数据处理模块相连接，用于与边缘计算节点和物联网设备之间的数据传输，确保数据传输的安全性和效率，支持多种通信协议。
12、优选的，所述边缘计算节点进一步包括：
13、安全认证模块，用于对通信进行加密和身份验证；
14、决策执行模块，所述数据处理模块输出端连接在决策执行模块输入端上，用于执行根据数据处理结果所做的决策；
15、传输模块，所述决策执行模块输出端与数据传输模块相连接，用于与云端服务器和物联网设备之间的数据传输，保证边缘节点与系统其他部分的数据同步。
16、优选的，所述物联网设备进一步包括：
17、传感器，用于采集环境数据；
18、数据发送模块，所述传感器输出端与数据发送模块相连接，用于将采集到的数据发送给云端服务器和边缘计算节点，支持高效且稳定的数据传输；
19、状态监测模块，所述数据发送模块与状态监测模块相连接，用于监测设备的工作状态，及时发现并报告任何异常或故障。
20、优选的，所述网络通信模块进一步包括：
21、无线通信模块，用于与物联网设备进行无线通信，通过wi-fi、蓝牙或其他无线技术；
22、有线通信模块，用于与云端服务器和边缘计算节点进行有线通信，如通过以太网。
23、优选的，所述用户界面进一步包括：
24、用户登录模块，用于用户身份验证和登录系统，确保数据安全；
25、设备管理界面，用于用户管理物联网设备的注册、连接和状态监测；
26、数据管理界面，用于用户查询和分析存储的数据；
27、报告生成界面，用于用户生成和查看数据分析报告。
28、基于云边协同的物联网设备管理方法，包括以下步骤：
29、s1、接收从物联网设备发送的数据，数据收集可以是定时进行的，也可以是基于特定事件或条件触发的；物联网设备还将处理这些数据，将其转换为适合传输的格式，为接下来的传输步骤做好准备；
30、s2、将数据传输到云端服务器，为确保数据在传输过程中的安全性，数据可能会被加密；
31、s3、在云端服务器上存储和处理接收到的数据，云端的数据处理能力使得可以实时分析数据，生成即时的洞察和预警，提高决策效率；
32、s4、管理物联网设备的注册、连接和状态监测，加密数据传输确保了在物联网设备和云端服务器之间传输的数据的安全性，同时集中式的设备管理简化了物联网设备的注册、连接和监控过程；
33、s5、提供用户界面，用于用户与系统进行交互，用户界面是用户与物联网系统交互的前端。它可以是基于网页的界面或专门的应用程序。
34、优选的，所述s2步骤中，数据传输步骤进一步包括：
35、s201、与物联网设备建立通信连接；
36、选择合适的通信技术：根据物联网设备的类型和部署环境，选择合适的通信技术，包括wifi、蜂窝网络、蓝牙或zigbee，对于远程或难以接入网络的设备，可能选择卫星通信或lpwan技术；
37、配置网络参数：在物联网设备上配置必要的网络参数，包括ssid和密码，或其他网络接入凭证；
38、建立连接，启动设备的网络模块，与网络提供商或局域网络建立连接。确保连接稳定，以便可靠地传输数据；
39、s202、将接收到的数据加密后传输到云端服务器；
40、数据加密：在数据离开物联网设备前，使用强加密算法加密数据。这保证了数据在公共网络中传输的过程中不会被窃听或篡改；
41、安全传输：使用安全的传输协议，包括tls或ssl在物联网设备和云端服务器之间建立加密的通信通道，这确保了数据传输过程中的安全性和完整性；
42、传输数据：通过建立的安全通道发送加密数据，根据网络状况和数据优先级，可能采用不同的传输策略，包括批量传输、实时传输或按需传输。
43、优选的，所述s3步骤中，数据处理步骤进一步包括：
44、s301、对接收到的数据进行存储和查询；
45、当数据从物联网设备接收到云端服务器后，首先步骤是将其存储在数据库中，这通常涉及将数据格式化为数据库可以理解的格式。云服务器使用高效、可扩展的数据库系统，如分布式数据库或云数据库服务，以便快速存储和检索大量数据，数据存储考虑到未来的可访问性和分析需求，因此会保留数据的原始格式以及任何必要的元数据；
46、为了方便用户或系统后续的数据分析和报告生成，提供高效的数据查询功能至关重要，数据库支持复杂的查询操作，包括时间序列数据查询、条件筛选和聚合查询，查询系统旨在最小化响应时间，提供快速访问大量数据的能力；
47、s302、对存储的数据进行分析和生成报告；
48、分析步骤涉及对存储的数据应用统计和数据挖掘技术，以提取有价值的信息和洞察；
49、应用机器学习算法对数据进行模式识别、异常检测或预测分析；
50、分析过程可能包括比较不同时间点或不同设备间的数据，以识别趋势、相关性或潜在问题；
51、分析结果将用于生成报告，这些报告可能包括图形和表格，以便用户更容易理解数据；
52、报告可定制，用户可以根据需求选择报告的格式、数据点和分析类型；
53、报告生成过程可能自动进行，也可以由用户触发，包括定期报告或按需查询报告。
54、优选的，所述s4步骤中，设备管理步骤进一步包括：
55、s401、注册新的物联网设备到系统中；
56、设备识别：新的物联网设备首先被系统识别，这可能包括扫描设备的唯一识别码或序列号；
57、信息录入：设备的基本信息，包括型号、制造商、配置参数，被输入到管理系统中，这有助于以后的跟踪和管理。
58、安全认证：为了确保系统的安全性，设备在注册过程中将被赋予必要的安全凭证，如密码或数字证书；
59、配置设定：根据设备的功能和预期用途，进行初步的配置设置，包括网络设置、操作模式。
60、s402、建立物联网设备与系统之间的连接；
61、网络接入：设备通过有线或无线网络接入系统。这可能包括连接到本地网络或直接连接到互联网；
62、通信协议配置：根据设备类型和需求配置适当的通信协议，包括mqtt、coap或http；
63、连接测试：进行连接测试以验证设备与系统之间的通信是否稳定可靠；
64、数据同步：初次连接后，设备可能需要同步历史数据或更新系统配置；
65、s403、监测物联网设备的运行状态和健康状况；
66、状态监测：定期检查设备的运行状态，包括电源状态、网络连接质量、运行模式；
67、性能跟踪：跟踪设备的性能指标，包括响应时间、数据传输速率、错误率；
68、健康诊断：对设备进行健康诊断，以便及时发现潜在的故障或性能问题；
69、预警和通知：当设备出现异常或性能下降时，系统将自动向管理员发送预警通知。
70、本发明提供了基于云边协同的物联网设备管理系统及方法。具备以下有益效果：
71、1、本发明通过在云端服务器和边缘计算节点之间分配数据处理任务，系统能够实现高效的数据处理。边缘计算节点能够快速处理和做出决策，这对于需要即时反应的应用尤为重要。
72、2、本发明通过安全认证模块确保了数据传输的安全性和设备的身份验证。通过加密通信，系统能够有效地保护敏感数据免受未经授权的访问。
73、3、本发明物联网设备的状态监测模块使得用户能够实时监控设备的运行状态，从而及时发现和解决问题，提高系统的整体稳定性和可靠性。
74、4、本发明通过云边协同，系统能够根据计算需求和网络条件动态分配资源，提高处理效率，降低延迟。同时该系统设计允许轻松地添加新的物联网设备和计算节点，支持未来技术的发展和新应用的集成。
75、综上所述，该系统不仅优化了物联网设备的管理效率，提升了数据处理的速度和安全性，而且通过其用户友好的设计，极大地简化了用户操作，使得物联网设备管理更加智能化、高效化。
1.基于云边协同的物联网设备管理系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于云边协同的物联网设备管理系统，其特征在于，所述云端服务器进一步包括：
3.根据权利要求1所述的基于云边协同的物联网设备管理系统，其特征在于，所述边缘计算节点进一步包括：
4.根据权利要求1所述的基于云边协同的物联网设备管理系统，其特征在于，所述物联网设备进一步包括：
5.根据权利要求1所述的基于云边协同的物联网设备管理系统，其特征在于，所述网络通信模块进一步包括：
6.根据权利要求1所述的基于云边协同的物联网设备管理系统，其特征在于，所述用户界面进一步包括：
7.基于云边协同的物联网设备管理方法，依据权利要求1-6所述的基于云边协同的物联网设备管理系统，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的基于云边协同的物联网设备管理方法，其特征在于，所述s2步骤中，数据传输步骤进一步包括：
9.根据权利要求7所述的基于云边协同的物联网设备管理方法，其特征在于，所述s3步骤中，数据处理步骤进一步包括：
10.根据权利要求7所述的基于云边协同的物联网设备管理方法，其特征在于，所述s4步骤中，设备管理步骤进一步包括：
