CN105282019B - 基于服务的数据网关可配置方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于服务的数据网关可配置方法，包括以下步骤：数据采集模块将数据源根据配置文件进行数据筛选并存放到数据存储模块中；数据存储模块将单组数据缓存发送完整数据至数据封装模块；配置存储模块存储配置参数；通过服务发布模块接收上位机的网关配置信息和数据模型；服务封装模块将数据模型进行服务化封装形成原子服务，并发送至服务发布模块接收调用；当网关配置信息变化时生成配置文件发送至数据采集模块。系统包括数据采集模块、数据存储模块、服务封装模块、配置存储模块、服务发布模块和网关配置模块。本发明中的数据网关具有多并发访问特性，能够实现单服务器到多客户端的一对多数据交互结构，提高硬件设备的并发访问能力。

Description

基于服务的数据网关可配置方法和系统

技术领域

本发明涉及一种服务化数据网关配置方法和系统，具体说是一种应用于通过调用服务进行数据网关的配置的方法和系统。

背景技术

目前在市场中存在多种数据网关，其主要用于通过网络技术实现远距离数据采集和存储。

现有数据网关主要是用于在网络中按照特定周期对网络节点中的数据进行采样并存储。目前信息的采样将使用模块进行本地存储。为上层应用提供稳定的数据支持。目前数据网关的接入方式主要包括wifi、ZigBee等无线接入方式和有线网口接入方式。目前数据网关中的数据传输主要是基于TCP/IP协议和Modbus协议等。通过网络传输层的协议可以实现数据网关的被动访问，基本上可以满足用户对于该功能的需求。

数据网关中运行的数据采集模块和数据存储模块往往是需要预先指定并烧写在数据网关，通过配套的上位机配置系统进行修改。而另一方面由于数据网关是基于网络其应用环境为远距离数据采集，其配置维护成本较大，这就大大降低了数据网关使用的灵活性。另一方面由于数据网关中数据的存储采用数据存储模块，因此数据的传输无法做到自发现自配置。

另外，随着SOA的普及，硬件设备级的服务化已经成为趋势，因此通过SOA技术中的自发现功能。在数据网关中添加Service可以使得硬件设备在网络中可以具备自发现特性。另一方面基于服务的硬件设备可以通过标准服务接口与应用层直接对接。所以数据网关可以通过服务化的方法进行灵活配置，提出一种基于服务的数据网关可配置方法具有重大的意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明设计一种基于服务的数据网关可配置方法，能够采用服务调用的方式进行数据网关配置。该套方法是基于SOA技术，在不影响数据网关原有功能的情况下，使用服务化的方式对数据网关进行配置。基于网络技术，通过可自发现的服务化封装可以实现网关配置的简单化，有利用用户更好地读取和配置数据网关。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：基于服务的数据网关可配置方法，包括以下步骤：

数据采集模块将数据源根据网关配置模块发来的配置文件进行数据筛选并存放到数据存储模块中；

数据存储模块将数据存储模块发来的单组数据进行缓存，发送完整数据至数据封装模块；

配置存储模块存储数据网关初始化配置参数；通过服务发布模块接收上位机的网关配置信息和数据模型；

服务封装模块将数据存储模块的完整数据根据调用配置存储模块的数据模型进行服务化封装形成原子服务，并发送至服务发布模块；

服务发布模块将原子服务列表注册到上位机，并接收上位机的调用请求；

网关配置模块监听配置存储模块中的网关配置信息，当网关配置信息变化时生成配置文件发送至数据采集模块。

所述数据存储模块的完成数据根据调用配置存储模块的数据模型进行服务化封装形成原子服务包括以下步骤：

数据建模模块调用配置存储模块的数据模型根据服务协议生成服务模型；

服务定义模块读取数据存储模块的完整数据，并接收数据建模模块的服务模型定义原子服务。

所述监听配置存储模块中的网关配置信息，当网关配置信息变化时生成配置文件发送至数据采集模块包括以下步骤：

配置解析模块监听配置存储模块中的网关配置信息；当网关配置信息发生变化时，将网关配置信息生成配置文件发送至配置重置模块；

配置重置模块将配置文件发送至数据采集模块，并重置数据网关。

基于服务的数据网关可配置系统，包括：

数据采集模块用于将数据源根据网关配置模块发来的配置文件进行数据筛选并存放到数据存储模块中；

数据存储模块用于将数据存储模块发来的单组数据进行缓存，发送完整数据至数据封装模块；

配置存储模块用于存储数据网关初始化配置参数；通过服务发布模块接收上位机的网关配置信息和数据模型；

服务封装模块用于将数据存储模块的完整数据根据调用配置存储模块的数据模型进行服务化封装形成原子服务，并发送至服务发布模块；

服务发布模块用于将原子服务列表注册到上位机，并接收上位机的调用请求；

网关配置模块用于监听配置存储模块中的网关配置信息，当网关配置信息变化时生成配置文件发送至数据采集模块。

所述服务封装模块包括：

数据建模模块调用配置存储模块的数据模型根据服务协议生成服务模型；

服务定义模块读取数据存储模块的完整数据，并接收数据建模模块的服务模型定义原子服务。

所述网关配置模块包括：

配置解析模块监听配置存储模块中的网关配置信息；当网关配置信息发生变化时，将网关配置信息生成配置文件发送至配置重置模块；

配置重置模块将配置文件发送至数据采集模块，并重置数据网关。

本发明的有益效果：

1.本发明通过对数据网关的服务化封装，通过服务调用的方法来实现数据网关的基本功能。

2.同时提出了一种基于服务的数据网管配置方法，同时能够使得配置功能可以通过网络环境进行参数设定，进而形成一套基于服务的可配置，可读写的SOA级网关。

3.基于服务的数据网关具备远距离信息交互能力，同时利用服务的安全机制，可以保证数据的安全性。

4.本发明中的数据网关具有多并发访问特性，能够实现单服务器到多客户端的一对多数据交互结构，提高硬件设备的并发访问能力。

附图说明

图1是基于服务的数据网关可配置方法原理框图；

图2是基于服务的数据网关可配置方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及有点更加清楚、明确，一下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

为了解决当前存在的问题，本文提出了一种服务化数据网关配置方法。其实现原理为：通过服务化封装将传统的数据网关具备的数据功能转化为数据服务，另一方面将数据网关的配置过程转化为配置服务。利用基于网络的服务化封装，将数据网关的应用场景进行了进一步拓展。

参见图1，本发明提供的服务化数据网关配制方法，在数据网关内部主要包括数据采集模块、服务封装模块、服务发布模块和网关配置模块。

所述的数据采集中，包括无线采集模块、有线采集模块和数据存储模块。

所述的无线采集模块，包括wifi采集模块或ZigBee采集模块。

所述的有线采集模块，包括网口采集模块和串口采集模块。

所述的数据存储模块，是指通过Modbus协议将数据保存在数据网关模块中。

所述的服务封装中，包括数据建模模块和服务定义模块。

所述的数据建模模块是负责根据数据网关存放的数据结构建立服务所需要的数据模型。

所述的服务定义模块是在数据建模后根据数据模型对服务进行描述。

所述的服务发布中，包括服务注册和服务调用。

所述的服务注册是指服务需要在网段内服务器上进行注册，使得服务能够在网段内进行调用。

所述的服务调用是指通过服务器内的客户端能够进行服务调用，获取数据网关数据，并能够向数据网关进行数据传递。

所述的网关配置中，包括配置解析模块和配置重置模块。

所述的配置解析模块是指解析通过所述的服务调用模块传递入数据网关配置参数，并存放在网关初始化过程中读取配置信息的指定地址中。

所述的配置重置模块是指将数据网关按照所述的配置解析模块获得的配置信息进行重新配置。

参见图1，本发明提供的服务化数据网关配制系统，在数据网关内部主要包括数据采集模块、服务封装模块、服务发布模块和网关配置模块。

所述的数据采集模块包括有线数据采集和无线数据采集两种接入方式，同时在初始化时调用网关配置参数，执行制定的数据采集任务。

所述的服务封装模块包括数据建模模块和服务定义模块。所述的数据建模是指针对网关中的数据进行分类，其中数据是通过数据网关中的数据存储模块和配置存储模块获取数据。然后根据数据网关对外输出数据需要满足实际需求，建立数据模型。最后根据数据采集所需配置信息建立配置模型，使用标准的web服务描述语言对数据网关内模型进行统一描述，生成原子性服务。

所述的服务发布模块包括服务注册模块和服务调用模块。其中，服务调用部分包括数据服务调用和配置服务调用，具体实现过程描述如下：在数据网关定义的服务中，具有自发现能力。在上位机中可以根据数据网关地址获取数据网关内数据服务列表。根据所述的服务列表判定指定获取数据的所在服务，再调用该服务获取数据网关中指定数据。

所述的网关配置中，包括配置解析模块和配置重置模块。所述的配置解析模块是指解析通过所述的服务调用模块传递入数据网关配置参数，并存放在网关初始化过程中读取配置信息的指定地址中。所述的配置重置模块是指将数据网关按照所述的配置解析模块获得的配置信息进行重新配置。

参见图2，本发明提供的一种基于服务的数据网关配置方法包括一下步骤：

步骤S1：数据网关采集底层数据，并保存在数据存储模块；

步骤S2：对数据进行建模并封装成数据交互服务和网关配置服务；

步骤S3：发布封装的数据交互服务和网关配置服务；

步骤S4：待上位机调取数据读取服务进行传统数据网关功能，并调用配置服务；

步骤S5：网关配置，解析配置信息，重置数据采集方式；

步骤S6：重复步骤S1。

所述的基于服务的数据网关配置方法，其中服务封装的具体方法为：

1.通过数据网关中的数据存储模块和配置存储模块获取数据；

2.根据数据网关对外数据输出需求，建立数据模型；

3.根据数据采集所需配置信息，建立配置模型；

4.使用标准的web服务描述语言对数据网关内模型进行统一描述，生成原子性服务。

所述的基于服务的数据网关配置方法，其中网关配置的具体方法为：

1.监听配置存储模块是否变更；

2.若配置存储模块没有变化则重复第1步操作，若配置存储模块发生改变则变更数据采集配置参数；

3.重置数据采集模块，并按照新的配置参数进行采集。

所述的基于服务的数据网关配置方法，其中服务调用部分包括数据服务调用和配置服务调用，具体实现过程描述如下：在数据网关定义的服务中，具有自发现能力。在上位机中可以根据数据网关地址获取数据网关内数据服务列表。根据所述的服务列表判定指定获取数据的所在服务，再调用该服务获取数据网关中指定数据。

所述的基于服务的数据网关配置方法，其中数据采集的具体方法为数据读取配置存储模块中的配置参数，根据参数列表进行设备初始化，从而确定数据网关采集数据来源与数据存储地址。

下面就本发明的工作原理具体实施方式做进一步详细说明。

当用户在使用基于服务的数据网关时，数据网关利用数据采集模块采集下层网络设备中的指定数据，如PLC连接数据，并存储在数据网关中的数据存储模块中。在本实施例中，数据网关为指定数据源PLC方式接入，数据服务类型为OPC UA服务。本实施例中，针对每一组接入PLC设立独立的数据存储模块按照Modbus协议进行存储。然后通过服务封装模块，对该部分数据进行分析建模，每次用户在调用OPC UA服务的时候将遵循现有的服务模型，本实施例中，该模型将按照工业级服务OPC UA标准进行建立。在OPC UA模型建立后，数据网关中服务发布模块进行服务发布。通过服务发布模块发布的OPC UA服务具有自发现能力，方便用户进行服务调用。在数据网关定义OPC UA服务的同时，服务发布模块将按照配置存储模块中的配置参数进行服务化设置。

在实现数据网关服务化后，用户通过OPC UA服务客户端调用可以实现基本的数据网关功能，另一方面用户还可以通过服务调用传递配置参数。通过配置服务，用户可以实现对数据网关内配置存储模块进行设置。配置存储模块中的数据参数用于指定数据采集模块的执行参数。本发明设计了一种基于服务的数据网关配置方法，使得用户调用数据网关服务时，基于网络环境可以实现远程数据网关配置，提供更加灵活的数据网关配置。基于服务的数据网关具备远距离信息交互能力，同时利用服务的安全机制，可以保证数据的安全性。本发明中的数据网关具有多并发访问特性，能够实现单服务器到多客户端的一对多数据交互结构，提高硬件设备的并发访问能力。

Claims (6)

1.基于服务的数据网关可配置方法，其特征在于包括以下步骤：

数据采集模块将数据源根据网关配置模块发来的配置文件进行数据筛选并存放到数据存储模块中；

数据存储模块将数据采集模块发来的单组数据进行缓存，发送完整数据至数据封装模块；

配置存储模块存储数据网关初始化配置参数；通过服务发布模块接收上位机的网关配置信息和数据模型；

服务封装模块将数据存储模块的完整数据根据调用配置存储模块的数据模型进行服务化封装形成原子服务，并发送至服务发布模块；

服务发布模块将原子服务列表注册到上位机，并接收上位机的调用请求；

网关配置模块监听配置存储模块中的网关配置信息，当网关配置信息变化时生成配置文件发送至数据采集模块。

2.根据权利要求1所述的基于服务的数据网关可配置方法，其特征在于，所述数据存储模块的完成数据根据调用配置存储模块的数据模型进行服务化封装形成原子服务包括以下步骤：

数据建模模块调用配置存储模块的数据模型根据服务协议生成服务模型；

服务定义模块读取数据存储模块的完整数据，并接收数据建模模块的服务模型定义原子服务。

3.根据权利要求1所述的基于服务的数据网关可配置方法，其特征在于，所述监听配置存储模块中的网关配置信息，当网关配置信息变化时生成配置文件发送至数据采集模块包括以下步骤：

配置解析模块监听配置存储模块中的网关配置信息；当网关配置信息发生变化时，将网关配置信息生成配置文件发送至配置重置模块；

配置重置模块将配置文件发送至数据采集模块，并重置数据网关。

4.基于服务的数据网关可配置系统，其特征在于包括：

数据采集模块用于将数据源根据网关配置模块发来的配置文件进行数据筛选并存放到数据存储模块中；

数据存储模块用于将数据采集模块发来的单组数据进行缓存，发送完整数据至数据封装模块；

配置存储模块用于存储数据网关初始化配置参数；通过服务发布模块接收上位机的网关配置信息和数据模型；

服务封装模块用于将数据存储模块的完整数据根据调用配置存储模块的数据模型进行服务化封装形成原子服务，并发送至服务发布模块；

服务发布模块用于将原子服务列表注册到上位机，并接收上位机的调用请求；

网关配置模块用于监听配置存储模块中的网关配置信息，当网关配置信息变化时生成配置文件发送至数据采集模块。

5.根据权利要求4所述的基于服务的数据网关可配置系统，其特征在于所述服务封装模块包括：

数据建模模块调用配置存储模块的数据模型根据服务协议生成服务模型；

服务定义模块读取数据存储模块的完整数据，并接收数据建模模块的服务模型定义原子服务。

6.根据权利要求4所述的基于服务的数据网关可配置系统，其特征在于，所述网关配置模块包括：

配置解析模块监听配置存储模块中的网关配置信息；当网关配置信息发生变化时，将网关配置信息生成配置文件发送至配置重置模块；

配置重置模块将配置文件发送至数据采集模块，并重置数据网关。