CN108134698A - 一种工业多协议物联网关的图形化配置平台 - Google Patents
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Abstract
一种工业多协议物联网关的图形化配置平台，属于物联网关技术领域。包括网关APP功能及平台布局的原模型java类、Ecore模型、Ecore模型派生的图形化模型及工具模型、映射模型、模型生成器。其中，平台的原模型指的是对网关APP功能块进行建模，包括各种不同协议接入设备模型、数据处理模块模型、数据发布模型，建模的过程是根据网关A‑P‑P功能需求编写java类。Ecore模型是由Eclipse平台提供的EMF插件生成的Ecore模型，而图形化模型和工具模型是由Eclipse平台提供的GMF插件根据Ecore模型派生出来的模型。该平台包括工程区、画布区、模型属性及模型工具。优点在于，解决了现在市面上网关管理配置过程繁琐、软件不易用等问题。
Description
技术领域
本发明属于物联网关技术领域，特别是涉及一种工业多协议物联网关的配置平台。
背景技术
工业多协议物联网关主要用于工业数据采集、数据分析与处理、数据转发，是智能制造实现的基础和桥梁，向下对接各种不同类型设备，向上对接各类工业云平台。在进行实际现场应用时，需要根据底层各类感知设备和上层数据访问平台对网关设备进行配置才能够使用。市面上的网关厂商都会为其网关开发出相应的配置管理系统，一般是通过客户端软件根据实际需求配置网关功能，目前这种配置管理方式存在着配置软件不易用、配置过程繁琐、配置功能不明了等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工业多协议物联网关的配置平台，解决了现在市面上网关管理配置过程繁琐、软件不易用等问题。
本发明的平台是基于Eclipse开发平台提供的Graphical Modeling Framework(GMF)、Eclipse Modeling Framework(EMF)和Graphical Editor Framework(GEF)三种插件，针对工业网关的协议接入(Acquisition)、数据处理(Processing)、数据发布(Publishing)，简称APP，进行图形化建模，开发一套网关图形化配置平台，实现一种通过拖拽图形化模型即可实现网关配置的方法。
1、本发明的平台包括：网关APP功能及平台布局的原模型(java类)、Ecore模型(Domain Model)、Ecore模型派生的图形化模型(Graphical Def Model)及工具模型(Tooling Def Model)、映射模型(Mapping Model)、模型生成器。其中，平台的原模型指的是对网关APP功能块进行建模，包括各种不同协议接入设备模型(通信参数)、数据处理模块模型(数据组包及分包等操作)、数据发布模型，建模的过程是根据网关A-P-P功能需求编写java类。Ecore模型是由Eclipse平台提供的EMF插件生成的Ecore模型，而图形化模型和工具模型是由Eclipse平台提供的GMF插件根据Ecore模型派生出来的模型，最后三种模型，即Ecore模型、图形化模型、工具模型，生成一个映射模型，这个模型是网关各个功能块的总模型。最后由模型生成器根据映射模型生成最终可运行的平台应用程序。该平台主要包括工程区、画布区、模型属性及模型工具四部分。
2、根据1可知，图形化配置平台的开发是基于java类实现的，主要包括网关APP功能java类。网关APP功能块中的A，即不同协议接入设备模型，包括工业领域中常用的ModBus类、OPC类。数据处理类模型P，包括数据的组包和分包，这部分功能作为预留模型。数据发布P模型，指的是数据分发的策略，包括MQTT、HTPP、ModBus-TCP。平台布局模型是由Eclipse的运行时插件自动生成。
3、根据1可知，图形化配置平台包括由Eclipse插件EMF根据原类生成的Ecore模型。该模型实际上是一个XML文件，每个节点对应一个基础模型信息。
4、根据1可知，图形化配置平台包括由Eclipse插件GMF根据Ecore模型派生的图形化模型(Graphical Def Model)及工具模型(Tooling Def Model)。工具模型是在工具栏中的模型信息，图形化模型是用来在画布上展示从工具栏中拖拽过来的模型形状。
5、根据1可知，图形化配置平台包括由Eclipse插件GMF根据Ecore模型、图形化模型及工具模型合成的映射模型(Mapping Model)。
6、该网关配置平台提供一种通过图形化拖拽方式实现网关配置的方法。根据技术方案1可知，该平台提供网关配置映射模型，映射模型包含Ecore模型、图形化模型和工具模型的映射关系，通过在平台工具栏拖拽模型到画布，映射模型会找到对应的Ecore模型和图形化模型，并且在画布中对具体模型进行属性设置，设置完成后平台自动生成对应的XML配置文件，下载XML文件到网关，进而实现图形化的网关配置方法。
附图说明
图1为图形化网关配置平台系统结构图。
图2为基于Eclipse插件的网关图形化模型生成图。
图3为网关图形化配置平台界面示意图。
图4为网关的图形化配置实例图。
图5为平台新建工程示意图。
图6为平台模型工具栏示意图。
图7为图形化拖拽实现网关配置示意图。
图8为除湿机模型属性设置示意图。
图9为MQTT模型属性设置示意图。
具体实施方式
结合附图详细说明本发明的具体实施方式。图1为平台整体结构示意图，图2为基于Eclipse插件的网关图形化模型生成图，图3为网关图形化配置平台界面示意图，图4为网关的图形化配置实例图，图5为平台新建工程示意图，图6为平台模型工具栏示意图，图7为图形化拖拽实现网关配置示意图，图8为除湿机模型属性设置示意图，图为MQTT模型属性设置示意图。
一种工业多协议物联网关的图形化配置平台及方法，其结构示意图如图1所示。该平台基于Eclipse平台的EMF、GEF及GMF插件，实现网关的图形化配置平台。其中，EMF定义了Ecore模型，用Ecore定义的模型都可以被EMF转换为java代码。GEF具有标准的MVC(Model-View-Control)结构，可以用于快速开发图形化的应用程序。GMF是沟通EMF和GEF的桥梁，可以整合两者的特点，进而生成图形化平台的应用程序。该平台软件主要包括四部分：模型工具栏、模型属性、工程区及画布，模型开发是平台实现的主要部分。平台图形化模型的生成过程如图2所示，具体实现如下：
(1)建立connector和数据处理模块的模型(java类)。各个部分都以ModBus连接器为例进行说明。新建一个名为connector的package，手动建立的java文件都放在这里面。新建一个名为ModBus的Interface文件，文件中添加ModBus的属性，如Baudrate，Parity，DeviceName，DataName等。
(2)选中名为connector的package，通过GMF自动生成Ecore模型(Domain Model)。在图3中点击Domain Model中的select按钮，选择Ecore模型。
(3)点击Domain Gen Model上方的Derive按钮，自动派生出Domain Gen model。右键使用genmodel提供的功能，生成Model Code，Edit Code和Editor Code。
(4)点击Tooling Def Model左侧Derive按钮，自动生成Tooling Def Modeling。Tool Group Nodes列表下存放节点Mqtt，Modbus，Opc，Module，Tool Group Links列表下存放节点MqttLink，OpcLink，ModbusLink。
(5)点击Graphical Def Model左侧Derive按钮，通过GMF生成Graphical Model，并根据需要设置。对于Modbus，在属性页上配置所有属性，图形上只需要看到ModbusName，DeviceName和DataName。在Figure Descriptor ModbusFIgure下添加一个矩形，添加上三个属性标签，再添加一个布局管理器，让三个属性按行排列。
(6)点击Mapping Model左侧Combine按钮，GMF使用Domain Model，Tooling DefModeling和Graphical Def Model生成Mapping Model，并根据需要设置。对于Modbus，在Modbus Node Mapping下添加三个Feature Label Mapping，分别对应Graphical DefModel中的三个属性标签。
(7)点击Mapping Model右侧Transsform按钮，GMF使用配置好的Mapping Model生成Diagram Editor Gen Model，最后使用Diagram Editor Gen Model生成应用程序。
结合图3、图4详细说明本发明网关图形化配置平台的具体使用方法。
以网关设备采集除湿机设备数据并将其发送至云端MQTT Broker为例，对网关图形化配置过程进行说明。除湿机设备通过串口连接到网关，两者的通信协议为ModBus-RTU，网关通过网口将网关处理后的数据通过MQTT协议发布到MQTT代理服务器Broker。根据这个网关业务应用场景，配置网关的数据接入模型、数据处理模型和数据发布模型，并将模型通过连线建立关系。配置步骤如下：
(1)在左侧工程区新建工程，并新建一个default.connector_diagram文件，如图5所示。
(2)从右侧模型工具栏拖出需要模型，除湿机属于ModBus类设备，所以拖拽Modbus模型、MQTT模型、数据处理模型到中间画布，并对模型的属性进行设置，如除湿机的通信参数：串口名称、通信速率、数据位、停止位、校验位、寄存器地址等等，而MQTT模型需要设置端口号、IP地址等等。如图6、7、8、9所示。
(3)配置完成后系统会生成生成XML配置文件，具体文件格式如下：
Claims (1)
1.一种工业多协议物联网关的图形化配置平台，其特征在于，包括：网关APP功能及平台布局的原模型java类、Ecore模型Domain Model、Ecore模型派生的图形化模型GraphicalDef Model及工具模型Tooling Def Model、映射模型Mapping Model、模型生成器；其中，平台的原模型指的是对网关APP功能块进行建模，包括不同协议接入设备模型通信参数、数据处理模块模型、数据发布模型，建模的过程是根据网关APP功能需求编写原模型java类；Ecore模型是由Eclipse平台提供的EMF插件生成的Ecore模型，而图形化模型和工具模型是由Eclipse平台提供的GMF插件根据Ecore模型派生出来的模型，最后三种模型，即Ecore模型、图形化模型、工具模型，生成一个映射模型，这个模型是网关各个功能块的总模型；最后由模型生成器根据映射模型生成最终运行的平台应用程序；该平台包括工程区、画布区、模型属性及模型工具四部分；
图形化配置平台的开发是基于网关APP功能及平台布局的原模型java类实现的，包括网关APP功能java类，网关APP功能块中的A，即不同协议接入设备模型，包括工业领域中常用的ModBus类、OPC类；数据处理类模型P，包括数据的组包和分包，这部分功能作为预留模型；数据发布P模型，指的是数据分发的策略，包括MQTT、HTPP、ModBus-TCP；平台布局模型是由Eclipse的运行时插件自动生成；
图形化配置平台包括由Eclipse插件EMF根据原类生成的Ecore模型，该模型实际上是一个XML文件，每个节点对应一个基础模型信息；
图形化配置平台包括由Eclipse插件GMF根据Ecore模型派生的图形化模型及工具模型；工具模型是在工具栏中的模型信息，图形化模型是用来在画布上展示从工具栏中拖拽过来的模型形状；
图形化配置平台包括由Eclipse插件GMF根据Ecore模型、图形化模型及工具模型合成的映射模型；
该网关配置平台提供一种通过图形化拖拽方式实现网关配置的方法。该平台提供网关配置映射模型，映射模型包含Ecore模型、图形化模型和工具模型的映射关系，通过在平台工具栏拖拽模型到画布，映射模型会找到对应的Ecore模型和图形化模型，并且在画布中对具体模型进行属性设置，设置完成后平台自动生成对应的XML配置文件，下载XML文件到网关，进而实现图形化的网关配置。
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