CN109005166A - 一种物联网中间件系统及其多协议转换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种物联网中间件系统，包括基于MQTT通信协议的相互连通的云平台和物联网网关，其中，物联网网关与远端设备基于多协议连通，而云平台则和用户端连通。本发明同时公开了基于上述物联网中间件系统的多协议转换方法。本发明有效解决了物联网网关支持新协议时需要升级改造的问题、设备或传感入网需要二次开发的问题、大部分物联网网关不支持MQTT等专业物联网协议的问题、设备入网的稳定性问题和设备管理问题，以及解决了设备入网后物联网应用软件开发的周期长、投入成本高的问题。

Description

一种物联网中间件系统及其多协议转换方法
技术领域
本发明涉及一种物联网系统，具体涉及一种物联网中间件系统及其多协议转换方法，属于物联网技术领域。
背景技术
物联网目前已经得到了越来越广发的应用，而由于其高效和便捷的性质，也越来越受用户的青睐。但目前的应用中，由于物联网网关支持新的协议转换时，需要二次开发，投入成本高，现场升级也非常麻烦，大部分物联网网关通过专业的物联网协议（MQTT-消息排队遥测传输）接入云端，导致设备接入不稳定。且大部分物联网只是完成了数据透传，没有与云端密切协同，设备虽然接入网络，但缺少专业的设备管理能力，以及缺少对物联网应用软件开发的支撑能力。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种投入成本低、入网容易、且设备入网稳定的物联网中间件系统及其多协议转换方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
本发明首先提供了一种物联网中间件系统，包括基于MQTT通信协议的相互连通的云平台和物联网网关，其中，物联网网关与远端设备基于多协议连通，而云平台则和用户端连通。
其中，上述的云平台包括协议配置模块、数据配置模块、MQTT通信模块、设备管理模块和API接口模块，而上述的物联网网关则包括协议配置解析模块、数据配置解析模块、多协议适配与转换模块、MQTT通信模块和入网方式适配模块。
且上述的多协议可以为Modubs RTU、Modubs TCP和CAN。而上述的入网适配模块的入网方式则为GPRS、2G/3G/4G、Wifi、EtherNet、NB-IoT中的任一种。
本发明还提供了一种基于上述的物联网中间件系统的多协议转换方法，主要包括以下步骤：
（1）用户端输出用户端数据，；
（2）云平台接收用户端数据，并根据用户端数据分别进行协议配置和数据配置，生成协议配置文件和数据配置文件，最终将数据配置文件和协议配置文件基于MQTT通信协议下发到物联网网关；
（3）物联网网关接收数据配置文件和协议配置文件，并进行协议和数据的配置解析，形成某种具体的协议格式和数据信息，数据信息基于某种具体的协议格式输出到远端设备；
（4）远端设备接收网联网网关输出的数据信息，进行相应的业务数据采集，得到业务数据；
（5）远端设备的采集数据基于某种具体的协议格式上传到物联网网关；
（6）物联网网关接收业务数据，首先与数据配置文件进行对比分析，提取业务数据信息，再与协议配置文件进行对比分析，然后进行多协议适配和转换后基于MQTT通信协议上传至云平台；
（7）云平台接收业务数据信息，并进行相应的协议配置和数据配置后，转发至用户端。
在上述的一种基于物联网中间件系统的多协议转换方法中，云平台可以包括：协议配置模块、数据配置模块、MQTT通信模块、设备管理模块和API接口模块，而所述的物联网网关则可以包括协议配置解析模块、数据配置解析模块、多协议适配与转换模块、MQTT通信模块和入网适配模块。
且同样，上述的多协议可以为Modubs RTU、Modubs TCP和CAN。上述的入网适配模块的入网方式可以为GPRS、2G/3G/4G、Wifi、EtherNet、NB-IoT中的任一种。
此外，在上述的步骤（3）中，还包括在物联网网关中存储协议配置文件和数据配置文件的步骤。
本发明的有益之处在于：本发明有效解决了物联网网关支持新协议时需要升级改造的问题、设备或传感入网需要二次开发的问题、大部分物联网网关不支持MQTT等专业物联网协议的问题、设备入网的稳定性问题和设备管理问题，以及解决了设备入网后物联网应用软件开发的周期长、投入成本高的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图。
图中主要附图标记含义为：
1、用户端 2、云平台 3、物联网网关 4、远端设备。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
实施例
参见图1，物联网中间件系统，包括基于MQTT通信协议的相互连通的云平台2和物联网网关3，其中，物联网网关3与远端设备4基于多协议连通，而云平台2则和用户端1连通。
具体为：云平台2包括协议配置模块、数据配置模块、MQTT通信模块、设备管理模块和API接口模块，而物联网网关3则包括协议配置解析模块、数据配置解析模块、多协议适配与转换模块、MQTT通信模块和入网方式适配模块，云平台2的MQTT通信模块和物联网网关3的MQTT通信模块对接后形成云平台2和物联网网关3之间基于MQTT通信协议的连通，当然，入网方式可以为GPRS、2G/3G/4G、Wifi、EtherNet、NB-IoT中的任一种，本发明采用的是2G/3G/4G。物联网网关3与远端设备4之间的多协议为Modubs RTU、Modubs TCP和CAN，其入网方式可以为GPRS、2G/3G/4G、Wifi、EtherNet、NB-IoT中的任一种，本发明采用的是2G/3G/4G，保持与云平台2和物联网网关3之间的入网方式的一致性，当然，也可以根据实际需要不一致。
而利用上述的物联网中间件系统的多协议转换方法，具体步骤如下：用户端1输出用户端数据，即用户端1发出指令，如需要温度传感器测量温度，控制某一开关开启或关闭等等，以上用户端协议通过API接口模块下发到云平台2；云平台2接收用户端数据，此时，用户端数据可以为用户端发出的指令数据，并根据用户端数据分别通过云平台的协议配置模块进行协议配置和数据配置模块进行数据配置，并最终生成协议配置文件和数据配置文件，最后将数据配置文件和协议配置文件基于MQTT通信协议以2G/3G/4G的网络方式下发到物联网网3关。在本发明中，用户端数据也可以为物联网中间件系统所能实现的所有功能的数据，包括协议类型、数据类型（从远端设备4采集的数据或输出到远端设备4的数据）、以及数据地址（云平台2与物联网网关3之间预定的数据地址）等广义数据，如果为广义数据，可预先配置完成，并存储在云平台2和物联网网关3中；物联网网关3接收数据配置文件和协议配置文件，并通过物联网网关3的协议配置解析模块进行协议配置解析，通过数据配置解析模块进行数据的配置解析，形成某种具体的协议格式（如Modubs RTU、Modubs TCP或CAN等）和数据信息，数据信息基于某种具体的协议格式输出到远端设备4；（4）远端设备4接收网联网网关3输出的数据信息，进行相应的业务数据采集（如上述的温度数据或开关的开启或闭合的数据信息），得到最终的业务数据，此业务数据可以是单一内容的数据，也可以是组合形式的数据，根据用户端的具体指令，以及连接的远端设备的种类确定；远端设备4的采集数据基于和其匹配的具体的协议格式上传到物联网网关3；物联网网关3接收业务数据，首先与数据配置文件进行对比分析，提取业务数据信息（包括数据地址、数据值信息等），再与协议配置文件进行对比分析，然后通过多协议适配与转换模块进行多协议适配和转换后基于MQTT通信协议通过2G/3G/4G的入网方式上传至云平台2；云平台2接收业务数据信息，并进行相应的协议配置和数据配置后，通过API接口转发至用户端，进行输出显示。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种物联网中间件系统，其特征在于，包括基于MQTT通信协议的相互连通的云平台和物联网网关，其中，物联网网关与远端设备基于多协议连通，而云平台则和用户端连通。
2.根据权利要求1所述的一种物联网中间件系统，其特征在于，所述的云平台包括协议配置模块、数据配置模块、MQTT通信模块、设备管理模块和API接口模块，而所述的物联网网关则包括协议配置解析模块、数据配置解析模块、多协议适配与转换模块、MQTT通信模块和入网方式适配模块。
3.根据权利要求1或2所述的一种物联网中间件系统，其特征在于，所述的多协议为Modubs RTU、Modubs TCP和CAN。
4.根据权利要求2所述的一种物联网中间件系统，其特征在于，所述的入网适配模块的入网方式为GPRS、2G/3G/4G、Wifi、EtherNet、NB-IoT中的任一种。
5.一种基于权利要求1所述的物联网中间件系统的多协议转换方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）用户端输出用户端数据，；
（2）云平台接收用户端数据，并根据用户端数据分别进行协议配置和数据配置，生成协议配置文件和数据配置文件，最终将数据配置文件和协议配置文件基于MQTT通信协议下发到物联网网关；
（3）物联网网关接收数据配置文件和协议配置文件，并进行协议和数据的配置解析，形成某种具体的协议格式和数据信息，数据信息基于某种具体的协议格式输出到远端设备；
（4）远端设备接收网联网网关输出的数据信息，进行相应的业务数据采集，得到业务数据；
（5）远端设备的采集数据基于某种具体的协议格式上传到物联网网关；
（6）物联网网关接收业务数据，首先与数据配置文件进行对比分析，提取业务数据信息，再与协议配置文件进行对比分析，然后进行多协议适配和转换后基于MQTT通信协议上传至云平台；
（7）云平台接收业务数据信息，并进行相应的协议配置和数据配置后，转发至用户端。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网中间件系统的多协议转换方法，其特征在于，所述的云平台包括：协议配置模块、数据配置模块、MQTT通信模块、设备管理模块和API接口模块，而所述的物联网网关则包括协议配置解析模块、数据配置解析模块、多协议适配与转换模块、MQTT通信模块和入网方式适配模块。
7.根据权利要求6所述的一种基于物联网中间件系统的多协议转换方法，其特征在于，所述的多协议为Modubs RTU、Modubs TCP和CAN。
8.根据权利要求6所述的一种基于物联网中间件系统的多协议转换方法，其特征在于，所述的入网适配模块的入网方式为GPRS、2G/3G/4G、Wifi、EtherNet、NB-IoT中的任一种。
9.根据权利要求5或6所述的一种基于物联网中间件系统的多协议转换方法，其特征在于，在步骤（3）中，还包括在物联网网关中存储协议配置文件和数据配置文件的步骤。
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