CN104539710A - 一种轻量级的硬件通信方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信领域，本发明公开了一种轻量级的硬件通信方法和系统，通过在通信硬件的传输过程中转换报文格式，使得传输过程中无需使用网关进行协议转换，并且在全程数据交换过程中使用轻量级数据交换方式，解决了传统智能设备通信之间的通信协议需要网关设备支持，以及传统使用XML或其他的数据解析方式时比较重型，在数据解析时需要消耗大量的性能的问题。

Description

一种轻量级的硬件通信方法和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种轻量级的硬件通信方法和系统。

背景技术

在通信行业中，针对智能硬件的通讯,业内没有成熟可用的方案和可以遵循的标准。而针对其他产品的通信方式又无法满智能硬件的需求，例如,管理通信设备的TR069协议比较重型,通常是运营商采用；此外，若转换成UPNP协议需要网关设备支持,不具备通用性；系统间通信采用WebService的方式,是一种基于“HTTP+XML”的技术,无法满足智能硬件实时性的需求,另外，传统的数据格式例如采用XML格式的数据交换方式在数据解析过程中会比较消耗设备性能，具体的，主要影响设备内存容量这一性能指标，当然，还对诸如运行速度、外存储容量等其他的性能指标产生影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供用于解决传统智能设备通信之间的通信协议需要网关设备支持，数据解析方式比较重型在数据解析时需要消耗大量的性能的问题，并满足设备间的实时通信

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种轻量级的硬件通信方法。

一种轻量级的硬件通信方法,其特征在于,所述方法包括:

客户端发送第一控制请求,所述第一控制请求的数据信息采用资源的格式存储到报文中；

服务器接收所述第一控制请求,通过转换逻辑将所述资源的格式转换成通用报文的格式以形成第二控制请求,所述第一控制请求和所述第二控制请求全程采用JSON格式进行数据交换；

服务器根据所述第二控制请求中的发送对象这一属性名称的键值对,请求与所述键值对中的值对对应的设备端建立通信连接；

设备端与服务器建立通信连接；

服务器发送所述第二控制请求至所述设备端；

设备端根据所述第二控制请求的操作动作这一属性名称的值对,进行相应的操作。

作为进一步的技术方案，在所述服务器接收所述第一控制请求后，所述方法还包括：服务器对包含第一控制请求的报文进行逻辑校验；

所述服务器对包含第一控制请求的报文进行逻辑校验包括：

接收认证请求；

判断报文的合法性；

若判断报文为合法，则所述第一控制请求通过校验；

若判断报文为不合法，则回复错误码。

作为进一步的技术方案，所述服务器根据所述第二控制请求中的发送对象这一属性名称的键值对,请求与所述键值对中的值对对应的设备端建立通信连接前，所述方法还包括：

设备端进行上电；

若网络可用，则设备端与服务器建立连接链路；

所述设备端与服务器建立连接链路包括：

设备端发起到服务器的链接,建立加密链路；

设备端向服务器发起认证请求,并在服务器认证后将所述加密链路的信息与所述认证的信息建立关联关系。

作为进一步的技术方案，所述设备端根据所述第二控制请求的操作动作这一属性名称的值对,进行相应的操作后，所述方法还包括：

设备端发送第一回复到服务器；

服务器根据所述转换逻辑，将所述第一回复的报文进行转换以形成第二回复；

服务器将所述第二回复发送到客户端。

作为进一步的技术方案,所述通用报文的报头包括报文ID、功能、操作动作、发送对象和报文长度这五个属性，所述通用报文的报文正文存储所述属性名称的键值对；

所述转换逻辑的表示方法包括：

将通用报文中的第一发送对象属性中的键值对替换为报文中的URI的第二发送对象属性的键值对；

将通用报文中的第一操作动作属性中的键值对替换为报文中的URI第二发送对象属性的键值对；

将通用报文中的操作类型属性中的键值对替换为报文中的URI操作动作属性的键值对。

根据本发明的第二方面，提供了一种轻量级的硬件通信系统。

一种轻量级的硬件通信系统，所述系统包括客户端、服务器和设备端；

所述客户端包括：

第一发送模块，用于发送第一控制请求,所述第一控制请求的数据信息采用资源的格式存储到报文中；

所述服务器包括：

第一接收模块，用于接收所述第一控制请求,通过一转换逻辑将所述资源的格式转换成通用报文的格式,以形成第二控制请求,所述第一控制请求和所述第二控制请求全程采用JSON格式进行数据交换；

请求建立模块，用于根据所述第二控制请求中的发送对象这一属性名称的键值对,与所述键键值中的值对对应的设备端建立通信连接；

第二发送模块，用于发送所述第二控制请求至所述设备端；

所述设备端包括：

操作处理模块，用于根据所述第二控制请求的操作动作这一属性名称的值对,进行相应的操作；

建立模块，用于与服务器建立通信连接。

作为进一步的技术方案，所述服务器还包括：校验模块，用于接收所述第一控制请求后，对第一控制请求的报文进行逻辑校验；

所述校验模块包括：

接收单元，用于接收认证请求；

判断单元，用于判断报文的合法性；

通过单元，用于当判断报文为合法，对所述第一控制请求通过校验；

回复单元，用于当判断报文为不合法，回复错误码。

作为进一步的技术方案，所述设备端还包括：

上电模块，用于对设备端进行上电；

连接链路模块，用于当网络可用时，与服务器建立连接链路；

所述连接链路模块包括：

发起单元，用于发起到服务器的链接,建立加密链路；

建立单元，用于向服务器发起认证请求,并在服务器认证后将所述加密链路的信息与所述认证的信息建立关联关系。

作为进一步的技术方案，设备端还包括：

第三发送模块，用于在所述设备端根据所述第二控制请求的操作动作这一属性名称的值对,进行相应的操作后，发送第一回复到服务器；

服务器还包括：

形成模块，用于根据所述转换逻辑，将所述第一回复的报文进行转换，以形成第二回复；

第四发送模块，用于将所述第二回复发送到客户端。

作为进一步的技术方案，所述通用报文的报头包括报文ID、功能、操作动作、发送对象和报文长度这五个属性，所述通用报文的报文正文存储所述属性名称的键值对；

所述转换逻辑包括：

第一替换模块，用于将通用报文中的第一发送对象属性中的键值对替换为报文中URI的第二发送对象属性的键值对；

第二替换模块，用于将通用报文中的第一操作动作属性中的键值对替换为报文中URI的第二发送对象属性的键值对；

第三替换模块，用于将通用报文中的操作类型属性中的键值对替换为报文中URI的操作动作属性的键值对。

有益效果：

本发明的一种轻量级的硬件通信方法和系统通过在通信硬件的传输过程中转换报文格式，使得传输过程中无需使用网关进行协议转换，并且在全程数据交换过程中使用轻量级数据交换方式，解决了传统智能设备通信之间的通信协议需要网关设备支持，以及传统使用XML或其他的数据解析方式时比较重型，在数据解析时需要消耗大量的性能的问题。

附图说明

图1是本发明实施例1的一种轻量级的硬件通信方法的方法流程图。

图2是本发明实施例2的一种轻量级的硬件通信系统的系统框图。

图3是本发明实施例1和实施例2中的设备端和服务器建立连接链路过程的交互图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明；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。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来说明。

实施例1

如图1所示，一种轻量级的硬件通信方法，所述方法包括步骤：S101、客户端发送第一控制请求,所述第一控制请求的数据信息采用资源的格式存储到报文中；S102、服务器接收所述第一控制请求,通过一转换逻辑将所述资源的格式转换成通用报文的格式,以形成第二控制请求,所述第一控制请求和所述第二控制请求全程采用JSON格式进行数据交换；S103、服务器根据所述第二控制请求中的发送对象这一属性名称的键值对,请求与所述键值对中的值对对应的设备端建立通信连接；S104、设备端与服务器建立通信连接；S105、服务器发送所述第二控制请求至所述设备端；S106、设备端根据所述第二控制请求的操作动作这一属性名称的键值对,进行相应的操作。

在本发明的实施例1中，需要说明的是，术语“键值对”中，键为存的值的编号，值为要存放的数据，一般在查找诸如jdt文档和MAP接口中，它的实现类都是通过键值对的形式保存数据的，例如，在“msg_id”:”1ADDFC6F9089423582B2135D126AB6EB”这个键值对中，msg_id为键，而1ADDFC6F9089423582B2135D126AB6EB为值，当然，键值对也可以称为键值，键可以对应一个值，也可以对应多个值。

在本发明的实施例1中，采用资源的格式，也可以说是采用资源的风格存储第一控制请求的数据信息的报文格式具体举例为L1：

URI:https://？？？/{1}/{2}

HTTP Method:{3}

Arags:args[]

；

在该L1中，“{1}”表示发送给谁,这个可以是服务器,也可以是设备；“{2}”表示功能模块,如用户注册,设备电量等；“{3}”是操作类型(增删查改)使用Http Get表示查询操作,Http Post表示增加操作,Http Put表示修改操作,Http Delete表示删除操作；使用传参的方式来描述操作的具体内容，args表示具体参数。参数个数不限，而“？？”里面可以为多个域名属性的键值，也可为其他。从资源的角度来观察整个网络，分布在各处的资源由URI确定，而客户端的应用通过URI来获取资源的表示方式。获得这些表徵致使这些应用程序转变了其状态。随着不断获取资源的表示方式，客户端应用不断地在转变着其状态，所谓表述性状态转移。

而通用报文格式具体举例为L2：

需要说明的是，所述资源采用URI协议和HTTP协议，所述资源通过至少一组URI指定,所述资源通过HTTP协议提供的多个方法进行相应操作,通过传参Arags的方式描述所述操作的具体内容。另外，所述通用报文L2包含Header和Body两个部分，Body部分是一个Map,将属性名称作为键值对存储在通用报文中；Header部分包含MessageID,Module,Act ion,SendTo,Body_len(按前到后排列依次为：报文ID、功能、操作动作、发送对象、报文长度)五个属性。这五个属性中，MessageID是一个8字节的数据单元,用字符串表示为32个16进制字符，任意一个服务请求,都具备一个全局唯一的ID信息；Module是一个长度不限的字符串，根据产品功能进行区分；Act ion对应HTTP增删查改四种操作；SendTo表示当前这个报文发送给哪个客户端或哪个服务集群；Body_len为预留字段,描述Body在传输层中的数据段的长度。该报文和通用报文在TCP/UDP传输阶段均采用JSON这一轻量级数据交换格式,解决了传统使用XML或其他的数据解析方式时比较重型，在数据解析时需要消耗大量的性能的问题。

在本发明的实施例1中，所述步骤S102中的转换逻辑包括：将通用报文中的第一发送对象属性中的键值对替换为报文中的URI的第二发送对象属性的键值对；将通用报文中的第一操作动作属性中的键值对替换为报文中的URI第二发送对象属性的键值对；将通用报文中的操作类型属性中的键值对替换为报文中的URI操作动作属性的键值对。根据该转换逻辑，报文L1被转换为通用报文L3，该通用报文L3如下：

同样的，“{1}”表示发送给谁,这个可以是服务器,也可以是设备；“{2}”表示功能模块,如用户注册,设备电量等；“{3}”是操作类型(增删查改)使用GET表示查询操作,Add表示增加操作,Set表示修改操作,Delete表示删除操作；使用传参的方式来描述操作的具体内容；args表示具体参数，参数个数不限。

当然，需要说明的是，在信息从客户端发送到服务器时，“{1}”可为服务器，在信息从服务器发送到设备端时，“1”为设备端；而若该设备是智能机顶盒，则“{2}”可为智能机顶盒电量，若“{3}”是Get，则在该优选实施例中，第一控制请求和第二控制请求的实质内容均为“请求向智能机顶盒查询智能机顶盒电量”。若该设备端为摄像装置，“{2}”为用户注册，“{3}”是Add，则在另一优选实施例中，该第一控制请求和第二控制请求的实质内容均为“请求通过摄像装置对用户本人进行用户注册”。当然，在其他的实施例中，也可为其他的实施方式，并不局限于本实施例的优选实施方式。而步骤S106、设备端根据所述第二控制请求的操作动作这一属性名称的键值对,进行相应的操作中，根据上述两个优选实施方式，该相应的操作可为查询智能机顶盒电量和用户注册。

在本发明的实施例1中，所述第一控制请求和所述第二控制请求全程采用JSON格式进行数据交换，该JSON为一轻量级的数据交换方式，该数据交换方式并不等同于XML的重量级数据交换方式，通过该改进，使得数据解析方式在数据解析时需要消耗大量的性能的问题。

在本发明的实施例1中，在所述服务器接收所述第一控制请求后，所述方法还包括：服务器对第一控制请求的报文进行逻辑校验。所述服务器对第一控制请求的报文进行逻辑校验具体包括：接收认证请求；判断报文的合法性；若判断报文为合法，则所述第一控制请求通过校验；若判断报文为不合法，则回复错误码。

在本发明的实施例1中，所述服务器根据所述第二控制请求中的发送对象这一属性名称的键值对,请求与所述键值对中的值对对应的设备端建立通信连接前，所述方法还包括：

设备端进行上电；

若网络可用，则设备端与服务器建立连接链路。

请参见图3，在本发明的实施例1中，所述设备端与服务器建立连接链路包括：设备端发起到服务器的链接,建立加密链路；设备端向服务器发起认证请求,并在服务器认证后将所述加密链路的信息与所述认证的信息建立关联关系。

在本发明的实施例1中，所述设备端根据所述第二控制请求的操作动作这一属性名称的键值对,进行相应的操作后，所述方法还包括：设备端发送第一回复到服务器；服务器根据所述转换逻辑，将所述第一回复的报文进行转换，以形成第二回复；服务器将所述第二回复发送到客户端。由于在该方法为客户端-服务器-设备端的传输过程的逆传输，因此，在该传输过程中涉及的报文转换和数据交换，不一一赘述。

在本发明的实施例1中，所述转换逻辑的表示方法包括：将通用报文中的第一发送对象属性中的键值对替换为报文中URI的第二发送对象属性的键值对；将通用报文中的第一操作动作属性中的键值对替换为报文中URI的第二发送对象属性的键值对；将通用报文中的操作类型属性中的键值对替换为报文中URI的操作动作属性的键值对。

本发明实施例1的一种轻量级的硬件通信方法通过在通信硬件的传输过程中转换报文格式，使得传输过程中无需使用网关进行协议转换，并且在全程数据交换过程中使用轻量级数据交换方式，解决了传统智能设备通信之间的通信协议需要网关设备支持，以及传统使用XML或其他的数据解析方式时比较重型，在数据解析时需要消耗大量的性能的问题。此外，由于采用轻量级数据结构,可用选用较为便宜的芯片，部分产品CPU只有80MHZ,可用内存仅为13K，当芯片方案对某种通讯方式支持不好的情况下,可用提供备选方案。在采用TCP或UDP长连接的方案中,从客户端发起控制指令到执行完成并返回,整个流程仅需90ms，由于该方案无需网关支持，设备端采用TCP建立的可靠连接、或UDP建立的不可靠连接等方式与服务器建立链路,由网关产品进行NAT转换。

实施例2

参照图2，在本发明的实施例2中，一种轻量级的硬件通信系统，所述系统包括客户端1、服务器2和设备端3；

所述客户端1包括：

第一发送模块100，用于发送第一控制请求,所述第一控制请求的数据信息采用资源的格式存储到报文中；

所述服务器2包括：

第一接收模块200，用于接收所述第一控制请求,通过一转换逻辑将所述资源的格式转换成通用报文的格式,以形成第二控制请求,所述第一控制请求和所述第二控制请求全程采用JSON格式进行数据交换；

请求建立模块201，用于根据所述第二控制请求中的发送对象这一属性名称的键值对,与所述键键值中的值对对应的设备端建立通信连接；

第二发送模块202，用于发送所述第二控制请求至所述设备端3；

所述设备端3包括：

操作处理模块300，用于根据所述第二控制请求的操作动作这一属性名称的值对,进行相应的操作；

建立模块302，用于与服务器2建立通信连接。

在本发明的实施例2中，所述服务器2还包括：

校验模块203，用于接收所述第一控制请求后，对第一控制请求的报文进行逻辑校验。

在本发明的实施例2中，所述校验模块203包括：

接收单元，用于接收认证请求；

判断单元，用于判断报文的合法性；

通过单元，用于当判断报文为合法，对所述第一控制请求通过校验；

回复单元，用于当判断报文为不合法，回复错误码。

所述设备端3还包括：

上电模块303，用于对设备端进行上电；

连接链路模块304，用于当网络可用时，与服务器建立连接链路。

在本发明的实施例2中，所述建立模块302包括：

发起单元，用于发起到服务器2的链接,建立加密链路；

建立单元，用于向服务器2发起认证请求,并在服务器2认证后将所述加密链路的信息与所述认证的信息建立关联关系。

在本发明的实施例2中，设备端3还包括：

第三发送模块，用于在所述设备端3根据所述第二控制请求的操作动作这一属性名称的键值对,进行相应的操作后，发送第一回复到服务器2；

服务器2还包括：

形成模块205，用于根据所述转换逻辑，将所述第一回复的报文进行转换，以形成第二回复；

第四发送模块204，用于将所述第二回复发送到客户端3。

在本发明的实施例2中,所述资源采用URI协议和HTTP协议。

在本发明的实施例2中,所述资源通过至少一组URI指定,所述资源通过HTTP协议提供的多个方法进行相应操作,通过传参的方式描述所述操作的具体内容。

在本发明的实施例2中,所述通用报文的报头包括报文ID、功能、操作动作、发送对象和报文长度这五个属性，所述通用报文的报文正文存储所述属性名称的键值对。

在本发明的实施例2中，所述转换逻辑包括：第一替换模块，用于将通用报文中的第一发送对象属性中的键值对替换为报文中URI的第二发送对象属性的键值对；第二替换模块，用于将通用报文中的第一操作动作属性中的键值对替换为报文中URI的第二发送对象属性的键值对；第三替换模块，用于将通用报文中的操作类型属性中的键值对替换为报文中URI的操作动作属性的键值对。本发明的实施例2的一种轻量级的硬件通信系统通过在通信硬件的传输过程中转换报文格式，使得传输过程中无需使用网关进行协议转换，并且在全程数据交换过程中使用轻量级数据交换方式，解决了传统智能设备通信之间的通信协议需要网关设备支持，以及传统使用XML或其他的数据解析方式时比较重型，在数据解析时需要消耗大量的性能的问题。

本领域技术人员可以理解为本发明实施例提供的系统所包括的各功能模块或单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能模块和单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于计算机可读取存储介质中的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轻量级的硬件通信方法,其特征在于,所述方法包括:

客户端发送第一控制请求,所述第一控制请求的数据信息采用资源的格式存储到报文中；

服务器接收所述第一控制请求,通过转换逻辑将所述资源的格式转换成通用报文的格式以形成第二控制请求,所述第一控制请求和所述第二控制请求全程采用JSON格式进行数据交换；

服务器根据所述第二控制请求中的发送对象这一属性名称的键值对,请求与所述键值对中的值对对应的设备端建立通信连接；

设备端与服务器建立通信连接；

服务器发送所述第二控制请求至所述设备端；

设备端根据所述第二控制请求的操作动作这一属性名称的值对,进行相应的操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述服务器接收所述第一控制请求后，所述方法还包括：服务器对包含第一控制请求的报文进行逻辑校验；

所述服务器对包含第一控制请求的报文进行逻辑校验包括：

接收认证请求；

判断报文的合法性；

若判断报文为合法，则所述第一控制请求通过校验；

若判断报文为不合法，则回复错误码。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述服务器根据所述第二控制请求中的发送对象这一属性名称的键值对,请求与所述键值对中的值对对应的设备端建立通信连接前，所述方法还包括：

设备端进行上电；

若网络可用，则设备端与服务器建立连接链路；

所述设备端与服务器建立连接链路包括：

设备端发起到服务器的链接,建立加密链路；

设备端向服务器发起认证请求,并在服务器认证后将所述加密链路的信息与所述认证的信息建立关联关系。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备端根据所述第二控制请求的操作动作这一属性名称的值对,进行相应的操作后，所述方法还包括：

设备端发送第一回复到服务器；

服务器根据所述转换逻辑，将所述第一回复的报文进行转换以形成第二回复；

服务器将所述第二回复发送到客户端。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通用报文的报头包括报文ID、功能、操作动作、发送对象和报文长度这五个属性，所述通用报文的报文正文存储所述属性名称的键值对；

所述转换逻辑的表示方法包括：

将通用报文中的第一发送对象属性中的键值对替换为报文中的URI的第二发送对象属性的键值对；

将通用报文中的第一操作动作属性中的键值对替换为报文中的URI第二发送对象属性的键值对；

将通用报文中的操作类型属性中的键值对替换为报文中的URI操作动作属性的键值对。

6.一种轻量级的硬件通信系统，其特征在于，所述系统包括客户端、服务器和设备端；

所述客户端包括：

第一发送模块，用于发送第一控制请求,所述第一控制请求的数据信息采用资源的格式存储到报文中；

所述服务器包括：

第一接收模块，用于接收所述第一控制请求,通过一转换逻辑将所述资源的格式转换成通用报文的格式,以形成第二控制请求,所述第一控制请求和所述第二控制请求全程采用JSON格式进行数据交换；

请求建立模块，用于根据所述第二控制请求中的发送对象这一属性名称的键值对,与所述键键值中的值对对应的设备端建立通信连接；

第二发送模块，用于发送所述第二控制请求至所述设备端；

所述设备端包括：

操作处理模块，用于根据所述第二控制请求的操作动作这一属性名称的值对,进行相应的操作；

建立模块，用于与服务器建立通信连接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述服务器还包括：校验模块，用于接收所述第一控制请求后，对第一控制请求的报文进行逻辑校验；

所述校验模块包括：

接收单元，用于接收认证请求；

判断单元，用于判断报文的合法性；

通过单元，用于当判断报文为合法，对所述第一控制请求通过校验；

回复单元，用于当判断报文为不合法，回复错误码。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述设备端还包括：

上电模块，用于对设备端进行上电；

连接链路模块，用于当网络可用时，与服务器建立连接链路；

所述连接链路模块包括：

发起单元，用于发起到服务器的链接,建立加密链路；

建立单元，用于向服务器发起认证请求,并在服务器认证后将所述加密链路的信息与所述认证的信息建立关联关系。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

设备端还包括：

第三发送模块，用于在所述设备端根据所述第二控制请求的操作动作这一属性名称的值对,进行相应的操作后，发送第一回复到服务器；

服务器还包括：

形成模块，用于根据所述转换逻辑，将所述第一回复的报文进行转换，以形成第二回复；

第四发送模块，用于将所述第二回复发送到客户端。

10.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述通用报文的报头包括报文ID、功能、操作动作、发送对象和报文长度这五个属性，所述通用报文的报文正文存储所述属性名称的键值对；

所述转换逻辑包括：

第一替换模块，用于将通用报文中的第一发送对象属性中的键值对替换为报文中URI的第二发送对象属性的键值对；

第二替换模块，用于将通用报文中的第一操作动作属性中的键值对替换为报文中URI的第二发送对象属性的键值对；

第三替换模块，用于将通用报文中的操作类型属性中的键值对替换为报文中URI的操作动作属性的键值对。