CN114760285B - 一种物联网传感器配置和控制方法及系统 - Google Patents

一种物联网传感器配置和控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了物联网传感器技术领域的一种物联网传感器配置和控制方法及系统，方法包括如下步骤：步骤S10、在系统管理台创建一管理应用，通过所述管理应用配置物联网传感器；步骤S20、在系统管理台上配置控制指令；步骤S30、将各物联网传感器配置至物联网网关；步骤S40、系统管理台通过物联网网关向各物联网传感器发送所述控制指令，进而实时采集各物联网传感器的监测数据，并远程控制各物联网传感器。本发明的优点在于：极大的提升了物联网传感器配置的灵活性以及控制的便捷性。

Description

一种物联网传感器配置和控制方法及系统
技术领域
本发明涉及物联网传感器技术领域，特别指一种物联网传感器配置和控制方法及系统。
背景技术
为了让物联网传感器能快速接入物联网，传统上仅提供简单的操作步骤，仅需简单的配置即可让物联网传感器入网；传统的做法使物联网传感器的配置失去灵活性，只提供一些固定的模版化配置选项，不支持灵活修改配置操作，不允许多组不同的物联网传感器相互搭配使用并保持正常的数据采集，缺少应对复杂环境的能力，虽然降低了用户接入物联网的成本，但无法满足一些发烧用户想要自由选择搭配设备类型、数量、功能等的需求。
目前大多数物联网只支持物联网传感器的接入，展示状态及数值，并不提供远程控制物联网传感器的功能，或者不提供完整的远程控制功能，只提供简单的开关命令操作，而物联网传感器在实际应用中，有很多场景是需要远程控制的，以此提供更好的体验、更安全、更智能的操作、更广的应用面。
因此，如何提供一种物联网传感器配置和控制方法及系统，实现提升物联网传感器配置的灵活性以及控制的便捷性，成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种物联网传感器配置和控制方法及系统，实现提升物联网传感器配置的灵活性以及控制的便捷性。
第一方面，本发明提供了一种物联网传感器配置和控制方法，包括如下步骤：
步骤S10、在系统管理台创建一管理应用，通过所述管理应用配置物联网传感器；
步骤S20、在系统管理台上配置控制指令；
步骤S30、将各物联网传感器配置至物联网网关；
步骤S40、系统管理台通过物联网网关向各物联网传感器发送所述控制指令，进而实时采集各物联网传感器的监测数据，并远程控制各物联网传感器。
进一步地，所述步骤S10具体包括：
步骤S11、在系统管理台上设定应用类型以及应用描述，进而在所述系统管理台创建一管理应用；
所述系统管理台用于对管理应用进行管理、处理定时任务、分发物联网数据、管理后台应用和前台应用；
步骤S12、在所述管理应用内基于设备名称和设备序列号新增物联网传感器；
步骤S13、设定新增的所述物联网传感器的终端信息；所述终端信息至少包括传感器名称、传感器类型、识别码、从站地址、终端产商以及协议类型；
步骤S14、对各物联网传感器进行分组。
进一步地，所述步骤S20具体为：
在系统管理台上配置包括发送指令和读取指令的控制指令，并将所述控制指令存放在缓存中；
所述发送指令至少携带从站地址、读写功能码以及配置长度；所述读写功能码用于标识当前指令是读取设备信息还是写入控制指令；所述配置长度用于标识读取的数据长度；
所述读取指令至少携带起始地址、读取字节数、传感器类型、数据类型以及缩放倍率。
进一步地，所述步骤S30具体为：
各物联网传感器的DTU通过套接字向物联网网关发送注册包，物联网网关基于接收的所述注册包从系统管理台获取终端信息，并将所述终端信息返回给对应的物联网传感器，基于物联网传感器的从站地址记录登入日志并进行缓存，为各物联网传感器分别创建一协议线程并进行初始化。
进一步地，所述步骤S40具体为：
系统管理台通过物联网网关向各物联网传感器透传所述控制指令，各物联网传感器接收并解析所述控制指令，执行解析后的所述控制指令，并向系统管理台返回执行结果，系统管理台将接收的所述执行结果存储至数据库中，以实时采集各物联网传感器的监测数据，并远程控制各物联网传感器。
第二方面，本发明提供了一种物联网传感器配置和控制系统，包括如下模块：
物联网传感器配置模块，用于在系统管理台创建一管理应用，通过所述管理应用配置物联网传感器；
控制指令配置模块，用于在系统管理台上配置控制指令；
物联网传感器连接模块，用于将各物联网传感器配置至物联网网关；
远程控制模块，用于系统管理台通过物联网网关向各物联网传感器发送所述控制指令，进而实时采集各物联网传感器的监测数据，并远程控制各物联网传感器。
进一步地，所述物联网传感器配置模块具体包括：
管理应用创建单元，用于在系统管理台上设定应用类型以及应用描述，进而在所述系统管理台创建一管理应用；
所述系统管理台用于对管理应用进行管理、处理定时任务、分发物联网数据、管理后台应用和前台应用；
物联网传感器新增单元，用于在所述管理应用内基于设备名称和设备序列号新增物联网传感器；
终端信息设定单元，用于设定新增的所述物联网传感器的终端信息；所述终端信息至少包括传感器名称、传感器类型、识别码、从站地址、终端产商以及协议类型；
传感器分组单元，用于对各物联网传感器进行分组。
进一步地，所述控制指令配置模块具体为：
在系统管理台上配置包括发送指令和读取指令的控制指令，并将所述控制指令存放在缓存中；
所述发送指令至少携带从站地址、读写功能码以及配置长度；所述读写功能码用于标识当前指令是读取设备信息还是写入控制指令；所述配置长度用于标识读取的数据长度；
所述读取指令至少携带起始地址、读取字节数、传感器类型、数据类型以及缩放倍率。
进一步地，所述物联网传感器连接模块具体为：
各物联网传感器的DTU通过套接字向物联网网关发送注册包，物联网网关基于接收的所述注册包从系统管理台获取终端信息，并将所述终端信息返回给对应的物联网传感器，基于物联网传感器的从站地址记录登入日志并进行缓存，为各物联网传感器分别创建一协议线程并进行初始化。
进一步地，所述远程控制模块具体为：
系统管理台通过物联网网关向各物联网传感器透传所述控制指令，各物联网传感器接收并解析所述控制指令，执行解析后的所述控制指令，并向系统管理台返回执行结果，系统管理台将接收的所述执行结果存储至数据库中，以实时采集各物联网传感器的监测数据，并远程控制各物联网传感器。
本发明的优点在于：
通过在管理应用内基于设备名称和设备序列号新增物联网传感器，并设定新增的物联网传感器的终端信息，再基于实际需求对各物联网传感器进行分组，即允许多组不同的物联网传感器相互搭配使用，进而极大的提升了物联网传感器配置的灵活性；通过配置包括发送指令和读取指令的控制指令，发送指令至少携带从站地址、读写功能码以及配置长度，读取指令至少携带起始地址、读取字节数、传感器类型、数据类型以及缩放倍率，通过控制指令即可远程控制物联网传感器的工作，并实时采集物联网传感器的监测数据，进而极大的提升了物联网传感器控制的便捷性。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种物联网传感器配置和控制方法的流程图。
图2是本发明一种物联网传感器配置和控制系统的结构示意图。
图3是本发明的信令流程图。
具体实施方式
本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：在创建的管理应用内新增物联网传感器并设定终端信息，再基于实际需求对各物联网传感器进行分组，即允许多组不同的物联网传感器相互搭配使用，以提升物联网传感器配置的灵活性；通过配置包括发送指令和读取指令的控制指令，通过控制指令即可远程控制物联网传感器的工作，并实时采集物联网传感器的监测数据，以提升物联网传感器控制的便捷性。
请参照图1至图3所示，本发明一种物联网传感器配置和控制方法的较佳实施例，包括如下步骤：
步骤S10、在系统管理台创建一管理应用，通过所述管理应用配置物联网传感器；
步骤S20、在系统管理台上配置控制指令；
步骤S30、将各物联网传感器配置至物联网网关；所述物联网网关包含Socket协议网关、CoAp协议网关、HTTP协议网关、Mqtt协议网关；
步骤S40、系统管理台通过物联网网关向各物联网传感器发送所述控制指令，进而实时采集各物联网传感器的监测数据，并远程控制各物联网传感器。
本发明允许用户对不同物联网传感器进行组合，以应对复杂环境下的设备组装需求，并通过配置的读取指令精确稳定的接收物联网传感器传输的数据，通过配置的发送指令可以可靠的远程控制物联网传感器，克服了当前市面上物联网传感器配置方案不够灵活，不允许用户在任意设备下选择任意类型的物联网传感器进行搭配，远程控制能力不够可靠的不足的问题。
所述步骤S10具体包括：
步骤S11、在系统管理台上设定应用类型以及应用描述，进而在所述系统管理台创建一管理应用；
所述系统管理台用于对管理应用进行管理、处理定时任务、分发物联网数据、管理后台应用和前台应用；
所述系统管理台使用微服务模式搭建，开发语言为Java，整体技术框架为springcloud+springboot，JDK版本为1.8，前台应用使用spring MVC，渲染模板为Jsp，系统生产使用数据库为MySQL5.3，使用mina作为socket通信框架，使用RocketMQ作为消息中间件，使用nginx做http和socket的反向代理，使用的构建工具为Maven，使用的设备终端支持RS-485、modbus协议，使用DTU的TCP协议下的透明传输模式。
所述系统管理台用到的springcloud组件包括：1、api网关zuul，提供接入鉴权、交互报文加解密、服务路由作用；2、eureka，提供服务与注册发现功能；3、spring-cloud-config，作为配置中心，提供配置管理功能，使用svn作为配置文件仓库；4、zipkin，提供链路追踪功能。
步骤S12、在所述管理应用内基于设备名称和设备序列号新增物联网传感器；
步骤S13、设定新增的所述物联网传感器的终端信息；所述终端信息至少包括传感器名称、传感器类型、识别码、从站地址(1-255)、终端产商以及协议类型(例如Modbus协议)；
步骤S14、对各物联网传感器进行分组，分组是为了区分同一终端下多种类型一样的物联网传感器。
所述步骤S20具体为：
在系统管理台上配置包括发送指令和读取指令的控制指令，并将所述控制指令存放在缓存中；
所述发送指令至少携带从站地址、读写功能码以及配置长度；所述读写功能码用于标识当前指令是读取设备信息还是写入控制指令；所述配置长度用于标识读取的数据长度；
所述读取指令至少携带起始地址、读取字节数、传感器类型、数据类型(例如16位无符号整数)以及缩放倍率(数字，支持三位小数)，比较特殊的转换公式可以使用“特殊转换配置”。
所述控制指令配置完成后在指令列表中进行测试操作，如果物联网传感器在线，所述读取指令会显示物联网传感器传输过来的信息，所述发送指令可以输入参数进行远程控制，并返回是否成功的标志。
所述步骤S30具体为：
各物联网传感器的DTU(数据传输单元)通过套接字(Socket)向物联网网关(Gateway)发送注册包，物联网网关基于接收的所述注册包从系统管理台获取终端信息，并将所述终端信息返回给对应的物联网传感器，基于物联网传感器的从站地址记录登入日志并进行缓存，为各物联网传感器分别创建一协议线程并进行初始化。
所述步骤S40具体为：
系统管理台通过物联网网关向各物联网传感器透传所述控制指令，各物联网传感器接收并解析所述控制指令，执行解析后的所述控制指令，并向系统管理台返回执行结果，系统管理台将接收的所述执行结果存储至数据库中，以实时采集各物联网传感器的监测数据，并远程控制各物联网传感器。
本发明把系统分解为单独的服务，降低系统的复杂度，增加系统的容错性，使用消息队列保证消息的准确性，结合数据库和缓存技术保证数据不会丢失，同时数据传输的速度快，抗压能力较强；本系统相对于旧架构搭建的系统，克服了工程庞大臃肿、性能不足、消息延迟大、部署启动时间长等问题，使用RS-485、modbus协议、DTU的TCP透明传输模式，在系统功能上设备配置灵活、远程控制稳定、数据传输可靠。
本发明一种物联网传感器配置和控制系统的较佳实施例，包括如下模块：
物联网传感器配置模块，用于在系统管理台创建一管理应用，通过所述管理应用配置物联网传感器；
控制指令配置模块，用于在系统管理台上配置控制指令；
物联网传感器连接模块，用于将各物联网传感器配置至物联网网关；所述物联网网关包含Socket协议网关、CoAp协议网关、HTTP协议网关、Mqtt协议网关；
远程控制模块，用于系统管理台通过物联网网关向各物联网传感器发送所述控制指令，进而实时采集各物联网传感器的监测数据，并远程控制各物联网传感器。
本发明允许用户对不同物联网传感器进行组合，以应对复杂环境下的设备组装需求，并通过配置的读取指令精确稳定的接收物联网传感器传输的数据，通过配置的发送指令可以可靠的远程控制物联网传感器，克服了当前市面上物联网传感器配置方案不够灵活，不允许用户在任意设备下选择任意类型的物联网传感器进行搭配，远程控制能力不够可靠的不足的问题。
所述物联网传感器配置模块具体包括：
管理应用创建单元，用于在系统管理台上设定应用类型以及应用描述，进而在所述系统管理台创建一管理应用；
所述系统管理台用于对管理应用进行管理、处理定时任务、分发物联网数据、管理后台应用和前台应用；
所述系统管理台使用微服务模式搭建，开发语言为Java，整体技术框架为springcloud+springboot，JDK版本为1.8，前台应用使用spring MVC，渲染模板为Jsp，系统生产使用数据库为MySQL5.3，使用mina作为socket通信框架，使用RocketMQ作为消息中间件，使用nginx做http和socket的反向代理，使用的构建工具为Maven，使用的设备终端支持RS-485、modbus协议，使用DTU的TCP协议下的透明传输模式。
所述系统管理台用到的springcloud组件包括：1、api网关zuul，提供接入鉴权、交互报文加解密、服务路由作用；2、eureka，提供服务与注册发现功能；3、spring-cloud-config，作为配置中心，提供配置管理功能，使用svn作为配置文件仓库；4、zipkin，提供链路追踪功能。
物联网传感器新增单元，用于在所述管理应用内基于设备名称和设备序列号新增物联网传感器；
终端信息设定单元，用于设定新增的所述物联网传感器的终端信息；所述终端信息至少包括传感器名称、传感器类型、识别码、从站地址(1-255)、终端产商以及协议类型(例如Modbus协议)；
传感器分组单元，用于对各物联网传感器进行分组，分组是为了区分同一终端下多种类型一样的物联网传感器。
所述控制指令配置模块具体为：
在系统管理台上配置包括发送指令和读取指令的控制指令，并将所述控制指令存放在缓存中；
所述发送指令至少携带从站地址、读写功能码以及配置长度；所述读写功能码用于标识当前指令是读取设备信息还是写入控制指令；所述配置长度用于标识读取的数据长度；
所述读取指令至少携带起始地址、读取字节数、传感器类型、数据类型(例如16位无符号整数)以及缩放倍率(数字，支持三位小数)，比较特殊的转换公式可以使用“特殊转换配置”。
所述控制指令配置完成后在指令列表中进行测试操作，如果物联网传感器在线，所述读取指令会显示物联网传感器传输过来的信息，所述发送指令可以输入参数进行远程控制，并返回是否成功的标志。
所述物联网传感器连接模块具体为：
各物联网传感器的DTU(数据传输单元)通过套接字(Socket)向物联网网关(Gateway)发送注册包，物联网网关基于接收的所述注册包从系统管理台获取终端信息，并将所述终端信息返回给对应的物联网传感器，基于物联网传感器的从站地址记录登入日志并进行缓存，为各物联网传感器分别创建一协议线程并进行初始化。
所述远程控制模块具体为：
系统管理台通过物联网网关向各物联网传感器透传所述控制指令，各物联网传感器接收并解析所述控制指令，执行解析后的所述控制指令，并向系统管理台返回执行结果，系统管理台将接收的所述执行结果存储至数据库中，以实时采集各物联网传感器的监测数据，并远程控制各物联网传感器。
本发明把系统分解为单独的服务，降低系统的复杂度，增加系统的容错性，使用消息队列保证消息的准确性，结合数据库和缓存技术保证数据不会丢失，同时数据传输的速度快，抗压能力较强；本系统相对于旧架构搭建的系统，克服了工程庞大臃肿、性能不足、消息延迟大、部署启动时间长等问题，使用RS-485、modbus协议、DTU的TCP透明传输模式，在系统功能上设备配置灵活、远程控制稳定、数据传输可靠。
综上所述，本发明的优点在于：
通过在管理应用内基于设备名称和设备序列号新增物联网传感器，并设定新增的物联网传感器的终端信息，再基于实际需求对各物联网传感器进行分组，即允许多组不同的物联网传感器相互搭配使用，进而极大的提升了物联网传感器配置的灵活性；通过配置包括发送指令和读取指令的控制指令，发送指令至少携带从站地址、读写功能码以及配置长度，读取指令至少携带起始地址、读取字节数、传感器类型、数据类型以及缩放倍率，通过控制指令即可远程控制物联网传感器的工作，并实时采集物联网传感器的监测数据，进而极大的提升了物联网传感器控制的便捷性。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (6)

1.一种物联网传感器配置和控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S10、在系统管理台创建一管理应用，通过所述管理应用配置物联网传感器；
步骤S20、在系统管理台上配置包括发送指令和读取指令的控制指令，并将所述控制指令存放在缓存中；
所述发送指令至少携带从站地址、读写功能码以及配置长度；所述读写功能码用于标识当前指令是读取设备信息还是写入控制指令；所述配置长度用于标识读取的数据长度；
所述读取指令至少携带起始地址、读取字节数、传感器类型、数据类型以及缩放倍率；
步骤S30、将各物联网传感器配置至物联网网关；
步骤S40、系统管理台通过物联网网关向各物联网传感器发送所述控制指令，进而实时采集各物联网传感器的监测数据，并远程控制各物联网传感器；
所述步骤S10具体包括：
步骤S11、在系统管理台上设定应用类型以及应用描述，进而在所述系统管理台创建一管理应用；
所述系统管理台用于对管理应用进行管理、处理定时任务、分发物联网数据、管理后台应用和前台应用；
步骤S12、在所述管理应用内基于设备名称和设备序列号新增物联网传感器；
步骤S13、设定新增的所述物联网传感器的终端信息；所述终端信息至少包括传感器名称、传感器类型、识别码、从站地址、终端产商以及协议类型；
步骤S14、对各物联网传感器进行分组。
2.如权利要求1所述的一种物联网传感器配置和控制方法，其特征在于：所述步骤S30具体为：
各物联网传感器的DTU通过套接字向物联网网关发送注册包，物联网网关基于接收的所述注册包从系统管理台获取终端信息，并将所述终端信息返回给对应的物联网传感器，基于物联网传感器的从站地址记录登入日志并进行缓存，为各物联网传感器分别创建一协议线程并进行初始化。
3.如权利要求1所述的一种物联网传感器配置和控制方法，其特征在于：所述步骤S40具体为：
系统管理台通过物联网网关向各物联网传感器透传所述控制指令，各物联网传感器接收并解析所述控制指令，执行解析后的所述控制指令，并向系统管理台返回执行结果，系统管理台将接收的所述执行结果存储至数据库中，以实时采集各物联网传感器的监测数据，并远程控制各物联网传感器。
4.一种物联网传感器配置和控制系统，其特征在于：包括如下模块：
物联网传感器配置模块，用于在系统管理台创建一管理应用，通过所述管理应用配置物联网传感器；
控制指令配置模块，用于在系统管理台上配置包括发送指令和读取指令的控制指令，并将所述控制指令存放在缓存中；
所述发送指令至少携带从站地址、读写功能码以及配置长度；所述读写功能码用于标识当前指令是读取设备信息还是写入控制指令；所述配置长度用于标识读取的数据长度；
所述读取指令至少携带起始地址、读取字节数、传感器类型、数据类型以及缩放倍率；
物联网传感器连接模块，用于将各物联网传感器配置至物联网网关；
远程控制模块，用于系统管理台通过物联网网关向各物联网传感器发送所述控制指令，进而实时采集各物联网传感器的监测数据，并远程控制各物联网传感器；
所述物联网传感器配置模块具体包括：
管理应用创建单元，用于在系统管理台上设定应用类型以及应用描述，进而在所述系统管理台创建一管理应用；
所述系统管理台用于对管理应用进行管理、处理定时任务、分发物联网数据、管理后台应用和前台应用；
物联网传感器新增单元，用于在所述管理应用内基于设备名称和设备序列号新增物联网传感器；
终端信息设定单元，用于设定新增的所述物联网传感器的终端信息；所述终端信息至少包括传感器名称、传感器类型、识别码、从站地址、终端产商以及协议类型；
传感器分组单元，用于对各物联网传感器进行分组。
5.如权利要求4所述的一种物联网传感器配置和控制系统，其特征在于：所述物联网传感器连接模块具体为：
各物联网传感器的DTU通过套接字向物联网网关发送注册包，物联网网关基于接收的所述注册包从系统管理台获取终端信息，并将所述终端信息返回给对应的物联网传感器，基于物联网传感器的从站地址记录登入日志并进行缓存，为各物联网传感器分别创建一协议线程并进行初始化。
6.如权利要求4所述的一种物联网传感器配置和控制系统，其特征在于：所述远程控制模块具体为：
系统管理台通过物联网网关向各物联网传感器透传所述控制指令，各物联网传感器接收并解析所述控制指令，执行解析后的所述控制指令，并向系统管理台返回执行结果，系统管理台将接收的所述执行结果存储至数据库中，以实时采集各物联网传感器的监测数据，并远程控制各物联网传感器。
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