CN105471982B - 物联网网关与云平台的交互方法及系统 - Google Patents

物联网网关与云平台的交互方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种物联网网关与云平台的交互方法及系统，属于物联网技术领域，通过中间件方式解决网关与云平台之间信息交互问题。本发明实施例提供的交互方法包括：云平台接收用户输入的网关身份信息，以及用户在云平台为所述网关选择的目标功能；所述目标功能至少包括数据配置、ISO/IEC/IEEE 18880协议栈驱动、数据转换驱动；云平台生成携带所述网关身份信息以及目标功能的中间件安装包；网关下载并安装所述中间件安装包，运行所述中间件；云平台通过所述数据配置功能配置网关待上报数据；网关按照配置云平台的配置将用户侧设备上报数据的格式转换为ISO/IEC/IEEE 18880协议格式并上报至云平台。

Description

物联网网关与云平台的交互方法及系统
技术领域
本发明涉及五联网技术领域，尤其涉及一种物联网网关与云平台的交互方法及系统。
背景技术
企业能源管理方式经历了传统管理到现代高科技管理的演变过程。随着时代的发展，现代的能源管理系统也面临着一系列的难题和挑战。
例如：(1)高成本的硬件设备和软件。现代能源管理系统需要用户购买服务器、实时数据库、采集工具等设备，IT系统投资大，建设周期长。很多中小型企业的资金比较紧张，很难承担这些成本。
(2)海量数据的处理。随着业务的扩展，数据量也会增大，在遇到大数据量时，如果采用现代的部署模式，企业需要投入大量资金购买服务器等设备，保存所有数据的成本太大，企业需要对数据进行最优删选。从长期来看，这些措施并不能彻底解决问题。
(3)现场实施和维护的复杂性。现场实施的时候不仅要安装采集工具、服务器等硬件，而且要安装各种应用软件，这些操作都需要服务供应商派专业人员到现场安装施工，而且一旦使用过程中出现问题，只能停产维护，增加了现场实施和维护的难度。
(4)多租户支持。对于节能管理公司来说，需要维护许多企业节能单位，由于能源管理涉及的范围较广，各个企业的通信设备、协议、需求可能都不一致，仅限于企业局域网使用，加大了节能公司的管理难度。
随着这些问题的出现基于云架构的能源云平台应运而生，同时也带来了新的困难。由于用户侧设备数据的方式、协议都各不相同，因此，网关与能源云平台的数据交互成了新的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种物联网网关与云平台的交互方法与系统，解决现有技术中由于用户侧设备通信协议不一致导致的网关与云平台无法互联互通的技术问题。
本发明实施例第一方面提供一种物联网网关与云平台的交互方法，可以包括：
云平台接收用户输入的网关身份信息，以及用户在云平台为所述网关选择的目标功能，以完成网关登记；
所述目标功能至少包括数据配置、ISO/IEC/IEEE 18880协议栈驱动、数据转换驱动；
云平台生成携带所述网关身份信息以及目标功能的中间件安装包；
网关下载并安装所述中间件安装包，运行所述中间件；
云平台通过所述数据配置功能配置网关待上报数据；
网关按照云平台的配置将用户侧设备上报数据的格式转换为ISO/IEC/IEEE18880协议格式并上报至云平台。
在一些实施例中，所述云平台通过所述数据配置功能配置网关待上报数据，包括：云平台基于ISO/IEC/IEEE 18880标准协议，为所述网关及对应用户侧设备管控点配置唯一标识以及具体含义。
在一些实施例中，所述方法还包括：
云平台触发网关的ISO/IEC/IEEE 18880协议栈驱动功能，以便网关自动上报数据；
接收网关上报数据，并根据该网关对应用户侧设备管控点的配置进行相应的数据展示。
在一些实施例中，所述目标功能还包括以下功能中的任一种或多种：
数据备份功能、为上报数据提供安全保障的数据安全功能、便于对网关的网络信息配置进行修改的网络管理功能、在云平台界面管理网关程序的应用程序管理功能。
在一些实施例中，网关接收的不同协议数据包括Modbus协议数据、Zigbee协议数据和/或M-bus协议数据。
本发明第二方面还提供一种物联网网关与云平台的交互系统，所述系统可以包括云平台、多个网关；所述云平台包括接收模块、中间件生成模块、配置模块；
所述接收模块，用于接收用户输入的网关身份信息，以及用户在云平台为所述网关选择的目标功能，以完成网关登记；
所述目标功能至少包括数据配置、ISO/IEC/IEEE 18880协议栈驱动、数据转换驱动；
中间件生成模块，用于生成携带所述网关身份信息以及目标功能的中间件安装包；
配置模块，用于通过所述数据配置功能配置网关待上报数据；
所述网关，用于下载并安装所述中间件安装包；运行所述中间件；按照云平台的配置将用户侧设备上报数据的格式转换为ISO/IEC/IEEE 18880协议格式并上报至云平台。
在一些实施例中，所述配置模块对待上报数据的配置信息包括网关及对应用户侧设备管控点的唯一标识以及具体含义。
在一些实施例中，所述云平台还包括触发模块、展示模块；
触发模块，用于触发网关的ISO/IEC/IEEE 18880协议栈驱动功能，以便网关自动上报数据；
展示模块，用于接收网关上报数据，并根据该网关对应用户侧设备管控点的配置进行相应的数据展示。
在一些实施例中，所述目标功能还包括以下功能中的任一种或多种：
数据备份功能、为上报数据提供安全保障的数据安全功能、便于对网关的网络信息配置进行修改的网络管理功能、在云平台界面管理网关程序的应用程序管理功能。
在一些实施例中，网关接收的不同协议数据包括Modbus协议数据、Zigbee协议数据和/或M-bus协议数据。
与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点：
本发明提供的技术方案，云平台通过中间件的功能设置，可以在平台侧实现对网关及用户侧设备的管理，为网关以及用户侧设备的管控点进行数据配置，通过该配置，网关可以屏蔽掉用户侧不同终端设备(仪器仪表或者传感器)上传数据的协议多样性，将不同协议的数据统一转换为ISO/IEC/IEEE18880标准协议的数据，实现多协议下，网关与云平台之间的互联互通。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的应用架构图；
图2为本发明提供的物联网网关与云平台的交互方法实施1的信号流图；
图3为本发明提供的中间件的功能图。
图4为本发明提供的物联网网关与云平台的交互系统实施例的结构示意图；
具体实施方式
本发明实施例提供了一种物联网网关与云平台的交互方法与系统，该方法基于新发布的18880国际标准实现仪表设备、网关、能源云平台之间的互联互通。本发明设计了物联网网关中间件，实现网关数据的自动上报，网关与云平台之间的数据交换，省去了用户二次开发的时间以及维护的费用。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
参考图1所示，为本发明实施例的应用架构图，其中电表、水表、燃气表等设备即为用户侧终端设备，电表、水表、燃气表等一系列仪表设备通过Modbus、M-bus、ZigBee等协议与网关进行数据交互，网关中安装中间件，通过中间件功能将不同协议的数据统一转换为18880(ISO/IEC/IEEE18880标准，以下简称18880标准或协议)协议的数据，网关与云平台(能源云平台)之间基于18880协议通信。
需要说明的是，图1所示的系统架构图仅用于说明本发明提供的技术方案的实施架构原理，并不是对其保护范围的限定。
基于图1所示的系统架构，具体的，参考图2所示，为本发明提供的物联网网关与云平台的交互方法实施1的信号流图，本实施例中具体可以包括如下步骤：
S21：云平台接收用户输入的网关身份信息，以及用户在云平台为所述网关选择的目标功能。
所述用户为该云平台的注册用户，用户通过注册信息验证(比如用户名和密码等)登陆云平台，在云平台进行网关的登记，网关的登记主要包括在云平台的应用界面输入网关的身份信息，例如网关名称、网关厂家、网关型号、网关负责人、网关描述等信息。进行网关登记的主要作用是便于云平台对网关的识别和管理。
云平台中为网关设置了功能库，云平台在接收网关信息时，需要同时为该网关配置用户选择的网关目标功能，该目标功能至少包括：数据配置、ISO/IEC/IEEE 18880协议栈驱动、数据转换驱动。主要目的是将网关接收的不同协议数据格式转换为ISO/IEC/IEEE18880协议格式。其中，网关接收的数据格式主要取决于用户侧设备的通信协议，包括Modbus协议数据、Zigbee协议数据和/或M-bus协议数据等。
S22：云平台生成携带所述网关身份信息以及目标功能的中间件安装包。
云平台根据接收的信息，生成携带有所述网关身份信息以及目标功能的中间件安装包。举个例子，比如对于电表设备，电表采用Modbus协议向网关上报数据，所以对应于用户侧设有电表的网关，中间件中除了该网关的身份信息，目标功能应包括Modbus协议驱动和18880协议栈驱动功能，Modbus协议驱动实现将Modbus协议数据转换为18880协议数据的功能，18880协议栈驱动实现转换后数据向云平台的上报功能。
S23：所述网关下载并安装所述中间件安装包，运行所述中间件。
所述中间件的运行可以设置为自启动，即在网关启动时默认启动中间件功能，网关第一次安装中间件时，可以通过重启网关自动启动中间件。虽然网关安装了中间件，但是还不能实现中间件中的功能，还需要云平台对其进行配置才能实现。
S24：云平台通过所述数据配置功能配置网关待上报数据；
因为中间件中携带了数据配置功能，所以云平台可以在自己的界面上对网关数据进行配置，该配置的目的主要是保证不同协议的数据可以按照配置顺利的转换为18880协议格式的数据。云平台侧对数据的配置主要包括对用户侧设备(仪表设备或传感器)的管控点配置唯一标识以及具体含义。举个例子，比如对于测量某个房间电量的电表，云平台记录给该电表测量电量的唯一标识，以及该标识对应的具体含义(即某个房间的电量)，云平台根据数据标识以及对应的具体含义，可以对数据进行分类处理。
S25：网关按照云平台的配置将用户侧设备上报数据的格式转换为ISO/IEC/IEEE18880协议格式并上报至云平台。
本实施例中，通过中间件的方式为网关配置相关功能，用来屏蔽用户侧不同终端设备(仪器仪表或者传感器)上传到网关数据的协议多样性，将不同协议的数据统一转换为ISO/IEC/IEEE18880标准协议的数据，实现多协议下，网关与云平台之间的互联互通。
基于实施例1的技术方案，本发明还提供了物联网网关与云平台的交互方法实施例2，本实施例可以看作是在实施例1基础上的一个具体实现，与实施例1相似的步骤，参考实施例1中的解释说明，这里不再赘述。
本实施例具体可以包括如下步骤：
S31：云平台接收用户输入的网关身份信息，以及用户在云平台为所述网关选择的目标功能。
参考图3所示的中间件功能示意图，本实施例中，除了实施例1中所述的必备功能外，中间件中还可以携带以下任一种或多种附加功能作为目标功能：比如数据备份功能(网关可以将用户侧设备上报的数据进行备份)、为上报数据提供安全保障的数据安全功能(比如网络安全或者数据加解密等)、便于对网关的网络信息配置进行修改的网络管理功能(比如修改配置网关的IP等网络信息)、在云平台界面管理网关程序的应用程序管理功能(可在云平台界面管理部署在网关的程序)。
S32：云平台生成携带所述网关身份信息以及目标功能的中间件安装包。
S33：网关下载并安装所述中间件安装包，运行所述中间件。
S34：云平台为所述网关及对应用户侧设备管控点配置唯一标识以及具体含义。
S35：云平台触发网关自动上报数据功能。
在中间件中携带了18880协议栈驱动功能，该功能即为实现网关数据上报功能，云平台可以通过该功能设置网关自动上报数据。
S36：接收网关上报数据，并根据该网关对应用户侧设备管控点的配置进行相应的数据展示。
相应的，对应于上述方法实施例，本发明还提供一种物联网网关与云平台的交互系统。
参考图4所示，为本发明提供的物联网网关与云平台的交互系统实施例的结构示意图，本实施例中，所述系统包括云平台400、多个网关410。
所述云平台包括接收模块401、中间件生成模块402、配置模块403。
所述接收模块401，用于接收用户输入的网关身份信息，以及用户在云平台为所述网关选择的目标功能，以完成网关登记；
所述用户为该云平台的注册用户，用户通过注册信息验证(比如用户名和密码等)登陆云平台，在云平台进行网关的登记，网关的登记主要包括在云平台的应用界面输入网关的身份信息，例如网关名称、网关厂家、网关型号、网关负责人、网关描述等信息。进行网关登记的主要作用是便于云平台对网关的识别和管理。
云平台中为网关设置了功能库，云平台在接收网关信息时，需要同时为该网关配置用户选择的网关目标功能，该目标功能至少包括：数据配置、ISO/IEC/IEEE 18880协议栈驱动、数据转换驱动。主要目的是将网关接收的不同协议数据格式转换为ISO/IEC/IEEE18880协议格式。其中，网关接收的数据格式主要取决于用户侧设备的通信协议，包括Modbus协议数据、Zigbee协议数据和/或M-bus协议数据等。
中间件生成模块402，用于生成携带所述网关身份信息以及目标功能的中间件安装包；
中间件生成模块402根据接收的信息，生成携带有所述网关身份信息以及目标功能的中间件安装包。举个例子，比如对于电表设备，电表采用Modbus协议向网关上报数据，所以对应于用户侧设有电表的网关，中间件中除了该网关的身份信息，目标功能应包括Modbus协议驱动和18880协议栈驱动功能，Modbus协议驱动实现将Modbus协议数据转换为18880协议数据的功能，18880协议栈驱动实现转换后数据向云平台的上报功能。
配置模块403，用于通过所述数据配置功能配置网关待上报数据；
所述中间件的运行可以设置为自启动，即在网关启动时默认启动中间件功能，网关第一次安装中间件时，可以通过重启网关自动启动中间件。虽然网关安装了中间件，但是还不能实现中间件中的功能，还需要配置模块403对其进行配置才能实现。
因为中间件中携带了数据配置功能，所以在云平台界面上对网关数据进行配置，该配置的目的主要是保证不同协议的数据可以按照配置顺利的转换为18880协议格式的数据。对数据的配置主要包括对用户侧设备(仪表设备或传感器)的管控点配置唯一标识以及具体含义。举个例子，比如对于测量某个房间电量的电表，云平台记录给该电表测量电量的唯一标识，以及该标识对应的具体含义(即某个房间的电量)，云平台根据数据标识以及对应的具体含义，可以对数据进行分类处理。
所述网关410，用于下载并安装所述中间件安装包；运行所述中间件；按照云平台的配置将用户侧设备上报数据的格式转换为ISO/IEC/IEEE18880协议格式并上报至云平台。
本实施例可以带来与方法实施例1相同的技术效果。
对应于方法实施例2，进一步的，所述云平台400还可以包括触发模块、展示模块。
触发模块，用于触发网关的ISO/IEC/IEEE 18880协议栈驱动功能，以便网关自动上报数据；
展示模块，用于接收网关上报数据，并根据该网关对应用户侧设备管控点的配置进行相应的数据展示。
参考图3所示的中间件功能示意图，本实施例中，除了系统实施例1中所述的必备功能外，中间件中还可以携带以下任一种或多种附加功能作为目标功能：比如数据备份功能(网关可以将用户侧设备上报的数据进行备份)、为上报数据提供安全保障的数据安全功能(比如网络安全或者数据加解密等)、便于对网关的网络信息配置进行修改的网络管理功能(比如修改配置网关的IP等网络信息)、在云平台界面管理网关程序的应用程序管理功能(可在云平台界面管理部署在网关的程序)。
本实施例中，中间件中携带了18880协议栈驱动功能，该功能即为实现网关数据上报功能，触发模块可以设置网关自动上报数据。
综上，本申请针对网关与能源云平台的交互，提出了一种新的交互方法。该方法基于目前ISO/IEC/IEEE 18880(以下简称18880)国际标准，实现多协议与能源云平台之间的互联互通。
另外，该方法也对传统的云平台数据上报方法进行了改进，传统的数据上报方法是服务器即云平台端提供统一上报的地址及上报数据的格式,用户可以选择手动上报,也可以选择自己开发程序实现自动上报，此种接入方法需要用户进行二次开发才能完成数据上报。为了方便数据的快速上报，本发明设计开发了一种网关接入云端的中间件，通过网关登记信息以及用户为网关选择的功能自动封装成针对特定需求的中间件安装包，网关下载并安装中间件，启动网关后可进行网关数据自动上报，在云平台可以查看数据和管理网关。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.物联网网关与云平台的交互方法，其特征在于，所述方法包括：
云平台接收用户输入的网关身份信息，以及用户在云平台为所述网关选择的目标功能，以完成网关登记；
所述目标功能至少包括数据配置、ISO/IEC/IEEE 18880协议栈驱动、数据转换驱动；
云平台生成携带所述网关身份信息以及目标功能的中间件安装包；
网关下载并安装所述中间件安装包，运行所述中间件；
云平台通过所述数据配置功能配置网关待上报数据；
网关按照云平台的配置将用户侧设备上报数据的格式统一转换为ISO/IEC/IEEE18880协议格式并上报至云平台，实现多协议下，网关与云平台之间的互联互通；
云平台触发网关的ISO/IEC/IEEE 18880协议栈驱动功能，以便网关自动上报数据；
接收网关上报数据，并根据该网关对应用户侧设备管控点的配置进行相应的数据展示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述云平台通过所述数据配置功能配置网关待上报数据，包括：云平台基于ISO/IEC/IEEE 18880标准协议，为所述网关及对应用户侧设备管控点配置唯一标识以及具体含义。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标功能还包括以下功能中的任一种或多种：
数据备份功能、为上报数据提供安全保障的数据安全功能、便于对网关的网络信息配置进行修改的网络管理功能、在云平台界面管理网关程序的应用程序管理功能。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，网关接收的不同协议数据包括Modbus协议数据、Zigbee协议数据和/或M-bus协议数据。
5.物联网网关与云平台的交互系统，其特征在于，所述系统包括云平台、多个网关；所述云平台包括接收模块、中间件生成模块、配置模块；
所述接收模块，用于接收用户输入的网关身份信息，以及用户在云平台为所述网关选择的目标功能，以完成网关登记；
所述目标功能至少包括数据配置、ISO/IEC/IEEE 18880协议栈驱动、数据转换驱动；
中间件生成模块，用于生成携带所述网关身份信息以及目标功能的中间件安装包；
配置模块，用于通过所述数据配置功能配置网关待上报数据；
所述网关，用于下载并安装所述中间件安装包；运行所述中间件；按照云平台的配置将用户侧设备上报数据的格式统一转换为ISO/IEC/IEEE18880协议格式并上报至云平台，实现多协议下，网关与云平台之间的互联互通；
所述云平台还包括触发模块、展示模块；
触发模块，用于触发网关的ISO/IEC/IEEE 18880协议栈驱动功能，以便网关自动上报数据；
展示模块，用于接收网关上报数据，并根据该网关对应用户侧设备管控点的配置进行相应的数据展示。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述配置模块对待上报数据的配置信息包括网关及对应用户侧设备管控点的唯一标识以及具体含义。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述目标功能还包括以下功能中的任一种或多种：
数据备份功能、为上报数据提供安全保障的数据安全功能、便于对网关的网络信息配置进行修改的网络管理功能、在云平台界面管理网关程序的应用程序管理功能。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，网关接收的不同协议数据包括Modbus协议数据、Zigbee协议数据和/或M-bus协议数据。
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