CN109104300A - 一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统及方法 - Google Patents

一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109104300A
CN109104300A CN201810763883.XA CN201810763883A CN109104300A CN 109104300 A CN109104300 A CN 109104300A CN 201810763883 A CN201810763883 A CN 201810763883A CN 109104300 A CN109104300 A CN 109104300A
Authority
CN
China
Prior art keywords
spl
data
sensing
sensor
things
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810763883.XA
Other languages
English (en)
Inventor
李彦民
王海亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaqing Hui Shang (beijing) Technology Co Ltd
Original Assignee
Huaqing Hui Shang (beijing) Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaqing Hui Shang (beijing) Technology Co Ltd filed Critical Huaqing Hui Shang (beijing) Technology Co Ltd
Priority to CN201810763883.XA priority Critical patent/CN109104300A/zh
Publication of CN109104300A publication Critical patent/CN109104300A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/08—Configuration management of networks or network elements
    • H04L41/0803—Configuration setting
    • H04L41/0823—Configuration setting characterised by the purposes of a change of settings, e.g. optimising configuration for enhancing reliability
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/08—Configuration management of networks or network elements
    • H04L41/0803—Configuration setting
    • H04L41/0813—Configuration setting characterised by the conditions triggering a change of settings
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/02—Protocols based on web technology, e.g. hypertext transfer protocol [HTTP]
    • H04L67/025—Protocols based on web technology, e.g. hypertext transfer protocol [HTTP] for remote control or remote monitoring of applications
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/22—Parsing or analysis of headers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统及方法，包括若干传感器，各传感器连接到传感采集设备，传感采集设备连接物联网平台，传感采集设备包括SPL描述模块、通用传感器数据协议解析器模块、设备SPL管理模块及传感数据上报模块，物联网平台包括不同传感器SPL描述库、平台SPL管理模块及传感数据接收模块。本发明的有益效果：通过对SPL描述、通用传感器数据协议解析器模块和SPL管理功能实现，赋予采集设备动态配置所连接传感器和动态解析传感器数据的能力，使相同硬件设备适应不同场景下的传感器连接，采集设备通用化，降低开发成本。

Description

一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统及方法
技术领域
本发明涉及物联网信息采集技术领域，具体来说涉及一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统及方法。
背景技术
在物联网应用中，传感采集设备必不可少，主要功能是根据实际应用，连接需要的传感器或专门的测量仪器，并采集解析传感器数据，然后上报到物联网平台。传感器通常把感知转化为电信号输出，这种信号要么以模拟信号直接或间接(如放大、调制处理)使用，如0-5V/10V的电压信号，以及通常远距离使用的4-20mA电流信号；要么会转化为数字信号，其优点是集成简单、便于传输和抗干扰强。因此，越来越多传感器模块采用数字输出，使用的硬件接口一般包括：常用于设备间通信的RS-232、RS-422、RS-485、Ethernet和CAN等硬件接口；和常用于设备内硬件模块集成的UART，I2C，SPI等硬件接口。在这些硬件接口上传输的数据，从格式上分，无外乎二进制格式和文本格式(ASCII为主)两种，但具体的数据传输协议，不同厂家、不同传感器会千差万别。
所以，采集设备在针对不同的应用场景选用不同的传感器时，除了匹配硬件接口外，都需要根据格式和具体的数据传输协议，进行专门的开发，才能在设备侧解析出传感器指标数据。这就造成了采集设备几乎完全和传感器绑定，不能灵活适配不同的应用场景，不同的应用场景，意味着设备的软件变更，亦即采集设备的软件重新开发、烧录或安装等问题。
为了克服这个问题，在工业控制上，通常解决办法是，传感器数据使用RS-485总线传输到PLC或模态软件处进行解析。这种方法在物联网中不能广泛使用，主要原因有：其一，RS-485总线主要应用于工业控制，让所有传感器都使用RS-485输出，对于物联网应用，从成本和设备的尺寸上讲都是不现实的；其二，PLC或模态软件的引入，势必增加成本，同时在PLC或模态软件处解析时，一般是通过梯形图等在PLC编程实现(IEC 61131-3)，或在模态软件中加载相应传感器软件模块实现，严格意义来说，对于要支持一种新的传感器，还是要重新开发或加载软件；其三，不能直接支持UART、I2C和SPI等硬件接口传感器，对物联网设备，在应用中有很大限制。
为了克服这个问题，也有方案使用DTU/RTU将数据传输到服务器进行解析。这种方法也面临着和PLC解析同样的问题，就是DTU/RTU通常的硬件接口还是RS-485，最多再支持RS-232或者Ethernet，基本不支持UART、I2C和SPI等硬件接口，在物联网应用中有很大限制；另外，更严重的是，在服务器端解析，势必造成了服务器软件的复杂，即服务器端需要实现解析不同的传感器数据格式的软件，对于一个小的测控系统是可行的(如局域网测控)，但对于物联网系统而言，一般是在云端服务器，支持大量不同的采集设备，造成云端服务器复杂，以及负载过大，这是极不合理的。
这个问题给物联网应用也带来了诸多问题。首先，物联网采集设备不能通用化，适配不同的应用场景，往往涉及到在采集设备端高成本的单独开发，使用成本高，对人员素质要求高；其次，前期需求必须完全确定，否则一旦发生涉及增减传感器或更换传感器型号时，采集设备的软件需要重新开发、烧录或安装；再次，对于没有开发能力的用户和集成商，非物联网专业人员想根据自己需求，搭建自己的物联网的极其困难，必须和开发商合作，造成应用的不灵活、项目周期的增长；另外，对于开发商而言，针对不同需求带来的不同的配置，都需要开发、烧录或安装软件，也意味着人员投入带来的成本增加。
简言之，现有技术，让物联采集设备不通用、应用不灵活、使用难、对使用人员要求高、成本高等缺点。随着物联网的发展，应用场景越来越多，这个问题变得尤为突出。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统及方法，传感采集设备具有动态配置所连接传感器、动态解析传感器数据和动态上报数据的能力；设备灵活匹配实际应用场景，适用能力强。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样的：
一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统，包括：
若干传感器，其具有物理接口；
传感采集设备，其通过所述物理接口连接所述若干传感器，该传感采集设备存储有所述若干传感器的传感器数据解析描述语言SPL描述，所述传感采集设备动态加载该设备连接的传感器的SPL描述，然后打开相应物理接口接收并解析出具体传感器测量指标，并按物联网平台对应的指标进行上报；和
物联网平台，其具有存储所述SPL描述的库，所述SPL描述的信息包括所述传感采集设备连接传感器的物理接口信息、传感器数据传输协议信息以及上传到所述物联网平台对应的测量指标信息。
进一步的，所述物理接口包括UART、I2C、SPI、RS232、RS485、CAN和Ethernet接口的一种或多种。
进一步的，所述传感采集设备将所述SPL描述保存至本地SD卡、EEPROM或内存中。
进一步的，所述SPL描述采用JSON或XML编码格式。
一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联方法，包括以下步骤：
S1：定义传感器数据解析描述语言SPL，将SPL针对传感器的描述定义为SPL描述，把各行业常用传感器的SPL描述存储在物联网平台的库；
S2：物联网平台为具体设备支持的传感器配置SPL描述，在SPL描述中选定传感器上报数据时需要解析的数据；
S3：物联网平台向传感采集设备发送SPL描述更新命令，或重启传感采集设备，或使用定期检查更新机制；
S4：传感采集设备向物联网平台请求设备的SPL描述；
S5：物联网平台通过有线或无线的方式分发当前传感采集设备的SPL描述，传感采集设备将SPL描述保存至本地SD卡、EEPROM或内存中；
S6：传感采集设备内的通用传感器数据协议解析器模块加载SPL描述，构造数据解析模型，初始化并打开传感采集设备的硬件接口；
S7：若采用被动上传的传感器，此时传感采集设备向传感器发送数据请求或读取数据命令；
S8：通用传感器数据协议解析器模块接收传感器发送的数据；
S9：通用传感器数据协议解析器模块解析传感器数据并做转换处理；
S10：按物联网平台接口上报数据。
进一步的，步骤S1中所述SPL描述采用JSON或XML编码格式。
进一步的，步骤S1中所述SPL描述的信息包括设备连接传感器的接口信息、传感器数据传输协议信息及上传到特定物联网平台对应的测量指标信息。
进一步的，步骤S6中所述传感采集设备的硬件接口包括UART，I2C，SPI，RS232，RS485，CAN和Ethernet物理接口的一种或多种。
进一步的，所述传感采集设备包括SPL描述模块、通用传感器数据协议解析器模块、设备SPL管理模块及传感数据上报模块。
进一步的，所述物联网平台包括不同传感器SPL描述库、平台SPL管理模块及传感数据接收模块。
本发明的有益效果：让采集设备在不变更软件的情况下，去连接传感器的接口读取传感器数据、并能按传感器的数据传输协议解析数据和上报解析后的测量指标数据；赋予传感采集设备两种能力：动态配置所连接传感器、动态解析传感器数据和动态上报数据的能力，和即插即用及远程配置管理的能力。从而，让设备具有通用性，可以连接不同传感器，灵活适应各种应用场景，减少开发成本及降低使用门槛，同时又让使用和维护简单方便且成本降低。
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统的结构示意图；
图2是根据本发明实施例所述一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统活动交互序列流程图；
图3是根据本发明实施例所述二进制协议数据SPL解析器流程；
图4是根据本发明实施例所述文本协议数据SPL解析器流程Vis io；
图5是根据本发明实施例所述SPL管理结构图；
图6是根据本发明实施例所述SPL管理整体用例图。
具体实施方式
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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统，若干传感器，其具有物理接口；传感采集设备，其通过所述物理接口连接所述若干传感器，该传感采集设备存储有所述若干传感器的传感器数据解析描述语言SPL描述；和物联网平台，其具有存储所述SPL描述的库，所述SPL描述的信息包括所述传感采集设备连接传感器的物理接口信息、传感器数据传输协议信息以及上传到所述物联网平台对应的测量指标信息，其中，所述传感采集设备动态加载该设备连接的传感器的SPL描述，然后打开相应物理接口接收并解析出具体传感器测量指标，并按物联网平台对应的指标进行上报。
SPL描述是使用SPL对某一传感器接口和数据传输协议的描述，用于定义设备所连传感器的接收、解析、转换和上报等信息。在设备端，其连接的传感器的SPL描述可以以文件形式存储在SD或EEPROM中，或者直接存储在内存中。在平台侧，因支持众多传感器，SPL描述以库的形式存储管理，平台可以把常用传感器的SPL描述预置在库中，供用户直接选用，用户也可以自己按SPL语言定义自己传感器的SPL描述，在平台上配置给所使用的设备。
通用传感器数据协议解析器模块是运行于采集设备的软件模块，其加载SPL描述后，可以具体去进行传感器数据的接收、解析、转换和上报。
SPL管理包括平台SPL管理模块及设备SPL管理模块，是运行于物联网平台和采集设备的软件模块，实现对设备SPL描述的管理，在物联网云端平台侧对不同传感器的SPL描述进行统一管理(增、删、查、改)，并支持对设备分发相应的SPL描述；在采集设备侧，向平台请求SPL描述，并存储于本地。
如图2所示，一种软件定义的通用传感数据采集解析上报方法，包括以下步骤：
S1：定义传感器数据解析描述语言SPL，将SPL针对某传感器的描述定义为SPL描述，把各行业常用传感器的SPL描述加入物联网平台，供用户直接使用或作为模板修改后使用；
S2：物联网平台为具体设备支持的传感器配置SPL描述，在SPL描述中选定传感器上报数据时需要解析的数据；
S3：物联网平台向传感采集设备发送SPL描述更新命令，或重启传感采集设备，或使用定期检查更新机制；
S4：传感采集设备向物联网平台请求设备的SPL描述，请求消息带有当前设备ID及其它安全认证鉴权信息；
S5：物联网平台通过有线或无线的方式分发当前传感采集设备的SPL描述，传感采集设备将SPL描述保存至本地SD卡、EEPROM或内存中；
S6：传感采集设备内的通用传感器数据协议解析器模块加载SPL描述，构造数据解析模型，初始化并打开传感采集设备的硬件接口，硬件接口包括UART，I2C，SPI，RS232，RS485，CAN和Ethernet物理接口的一种或多种；
S7：若采用被动上传的传感器，此时传感采集设备向传感器发送数据请求或读取数据命令；
S8：通用传感器数据协议解析器模块接收传感器发送的数据；
S9：通用传感器数据协议解析器模块解析传感器数据并做转换处理；
S10：按物联网平台接口上报数据。
SPL描述的信息包括：1)设备连接传感器的接口信息；2)传感器数据传输协议信息；3)上传到特定物联网平台对应的测量指标信息，因为需要平台通过有线或无线分发给采集设备以及需要人工创建维护，要求其编码格式要满足描述明确、结构化、解析容易和传输快即数据量小等特点，使用JSON或XML作为编码格式。
1)设备连接传感器的接口信息主要是传感器和采集设备集成连接的硬件接口，通常为UART，I2C，SPI，RS232，RS485，CAN和Ethernet等接口的一种或多种，以及每种接口在使用时需要给定相应的配置信息或地址信息，SPL对上述接口需要覆盖的描述信息参见表一：
接口类型 配置信息或地址信息
UART 设备上对应的端口号、波特率、校验位、停止位
I2C 主从模式，起始地址
SPI 速率，数据字节序，模式
RS232 设备上对应的端口号、波特率、校验位、停止位
RS485 设备上对应的端口号、波特率、校验位、停止位，地址
Ethernet 协议(TCP或UDP等)，IP地址，及TCP或UDP端口号
CAN 速率，接收ID，发送ID
对于UART和RS232接口，一般只会连接一个传感器，其硬件接口上只传输一种数据传输协议下的一个传感器数据，亦即硬件接口与数据传输协议一一对应；但对于I2C和RS485这样的总线接口，或者像Ethernet接口的TCP/UDP传输时，同一个硬件接口可能会连接多个不同的传感器模块，不同的传感器模块通过地址区分或者通过端口号区分，可能以同一种数据传输协议传输，也可能不以同一种数据传输协议传输，亦即硬件接口与传输协议不是一一对应的，但SPL针对传感器初始协议描述时，SPL描述和相应的传输协议必须一一对应的，因此，定义协议接口，来和SPL描述一一对应。对于UART，RS232，采集设备的硬件接口和协议接口完全对应；对于I2C和RS-485，使用所连传感器在设备上的地址来区分其协议接口，协议接口与该传感器的SPL描述对应。这样通过这个协议接口，可以区分出连接在同一硬件接口下的不同传感器SPL描述。根据协议接口，采集设备可以知道如何打开或初始化相应的硬件接口，并建立连接，读取数据。
2)传感器数据传输协议信息，即传感器以何种格式和何种数据排列顺序将数据传输给采集设备，采集设备能够按约定协议正确解析和提取测量指标数据，实现数据的传输协议采用以下两种形式传输：
二进制码流形式传输：数据以二进制流的形式进行编码并传输，在数据流中，每一个字节都有其具体的含义，而数据就在这一组数据码流中。
文本格式传输：数据以文本形式编码并传输，此种传输方式内容可读性强，可直接根据文本中字符的含义获取想要的信息。
无论采用上述哪种传输形式，在使用SPL对传感器数据传输协议信息进行描述时，都需要包含三方面内容：(1)用于读取拆分数据帧和从帧中解析出元指标数据的帧结构信息；(2)用于把解析出的元指标数据转换为具有物理意义的测量指标数据的转换关系；(3)解析转换后的测量指标数据上报物联网平台时对应的指标关键字。后两方面内容可以使用相同的SPL语法和关键字描述；但对于第一方面内容即帧结构信息，需按格式定义不同的SPL语法和关键词才能分别描述，这里称为二进制协议格式SPL和文本协议格式SPL。
所述二进制协议格式SPL，用于描述二进制码流格式的协议解析。二进制码流在数据传输中，报文通常由多个字节组成，其中除了数据外，通常还包含报文保护或分割字节，如用来标识报文的起始位置、终止位置，长度信息，校验位等帧结构信息。因此，在描述二进制码流格式协议数据的帧结构时，SPL必须覆盖协议数据的以下元素：
i)报文起止标志，可能是一个字节，也可能是多字节，用来判断包的起始位置，包含起始标志在在报文中的字节起始位置和结束位置以及每一位的内容；
ii)传感器测量的指标数据所在起始位置和结束位置，用来从字节流中提取出相应的测量指标数据；
iii)报文校验信息，校验信息是校验报文是否是一个合法的报文，包含校验数据的起始位置和结束位置；
iv)报文长度，即一个合法的报文中会有多少个字节，通常，如果报文不定长，报文的长度会在协议数据的某个或某几个字节中体现。
所述二进制协议格式SPL，为了描述由元指标数据到测量指标数据的转换关系，SPL必须覆盖协议数据的以下元素：
i)指标数据的类型
ii)指标数据转换方式
iii)指标数据转换偏差
其中，指标数据的类型，是指从传感器的二进制流数据中，解析出来的指标数据在实际使用中对应的数据类型，为得到该数据类型，可能需要对从二进制流数据中直接解析出的元指标数据进行转换处理。指标数据转换方式，就是从二进制流数据中解析出对应的元指标数据后，因为涉及数据类型、单位换算、偏差校准等因素，需要对元指标数据需要进行转换处理，其体现为数学运算上的一个操作符，一般为简单的计算，即加、减、乘、除。亦即，数据转换方式定义直接解析出的元指标数据与转换偏差之间使用何种操作符进行操作。指标数据转换偏差，作为在进行数据转换处理中的操作数，将从二进制流数据中解析出来的元指标数据作为被操作数，根据指标数据转换方式对应的操作符即完成对指标数据的转换处理。
所述文本协议格式SPL，用于描述文本格式的协议解析，包括三种类型，即固定长度、一次固定分隔符和两次固定分隔格式协议。所述的固定长度文本格式协议，是指在数据传输时，内容的长度固定，当长度不足时，将会使用特定字符填充，一般填充的字符是空格或“0”；所述的一次固定分隔符文本格式协议，指的是数据长度不固定，但是格式固定，每个指标数据标识和其对应的数据之间按照固定的字符进行连接，常用的连接字符如“＝”或者“：”；在进行协议解析时，只需要进行一次固定连接字符分割，即可获取正确数据；所述的两次次固定分隔符文本格式协议，指的是数据长度不固定，但是格式固定，每个指标数据标识和其对应的数据之间按照固定的字符进行连接，常用的连接字符如“＝”或者“：”或者其他复杂的方式连接；在进行协议解析时，需要先对协议的文本内容按照第一次指定的分割字符进行分割处理，获取出每个指标第一次分割后的数据，再依次对每个指标的数据进行第二次分割处理后最终获取数据。
3)上传到特定物联网平台对应的测量指标信息，是指解析出的传感器测量指标数据，在上报给SUMIOT物联网平台时，需要指定的传感器指标标识，对于需要将数据上传到第三方平台的应用场景，考虑到不同平台协议的不同、数据安全控制的不同等因素，如果全部增加在SPL中进行管理，SPL的描述和解析器会变得非常复杂，可通过在云端平台增加插件的方式将数据上传到第三方平台；或者可通过在采集设备侧，针对第三方平台接口，定制开发相应软件模块。
所述的传感器数据解析描述语言(SPL)，除了可以描述如何解析传感数据外，还能对以下特殊情况给出相应的处理方式，主要有：(1)选取部分测量指标的处理方式；(2)合并测量指标的处理方式。
(1)关于选取部分测量指标的处理方式，主要是针对仅使用传感器的部分测量指标数据的情况，对这种情况，使用SPL对协议描述时，仅需描述出关心的测量指标即可，不关心的指标数据，在SPL描述中不给出描述即可。
(2)对于合并测量指标的处理方式，主要是针对采集设备连接的多个传感器都可给出同一个测量指标数据，但使用或上报只需使用其中之一的情况，对这种情况，使用SPL对协议描述时，在PM传感器SPL描述中，忽略其温度指标的描述，在温湿度传感器SPL描述中给出其温度指标的描述即可。
所述的传感器数据解析描述语言(SPL)，还支持描述传感器不同的上报方式，即主动上报方式和被动上报方式。主动上报方式是指，传感器上电后，直接通过连接的接口上报传感数据；被动上报方式是指，传感器上电后，必须在收到读取命令后，通过连接的接口上报数据。对于被动上报方式，SPL需要描述出读取命令。
通用传感器数据协议解析器，是运行于采集设备的软件模块，其加载传感器数据解析SPL描述后，可以具体去进行传感器数据的接收、解析、转换和上报。主要有如下5个功能：(1)加载SPL描述；(2)接收传感器数据；(3)解析传感器数据；(4)转换传感器数据；(5)上报传感器测量的指标数据到物联网平台。
(1)加载SPL描述功能，主要是从设备本地存储SD卡或内存中读取SPL描述文件，或者通过SPL管理模块从服务器请求SPL描述，然后构造数据解析模型，亦即模型对应数据结构由传感器接口信息和协议解析信息两部分组成，各自分别由SPL描述中的接口关键字数据赋值和由SPL描述中数据协议解析关键字数据赋值。
(2)接收传感器数据功能，在模型数据结构中，通过接口信息可以判断出需要初始化的接口以及配置信息，在软件中调用底层相应接口驱动进行初始化和配置，然后去该接口读取传感器数据，对于文本格式数据可以按行读取，读到的每行数据，对于二进制格式数据，可以按字节读取，把读到的数据加入到数据队列，由解析传感器数据功能模块进行拆分包并解析。
(3)解析传感器数据功能，在模型数据结构中，通过协议解析信息的数据帧结构信息，对数据队列中的数据拆分包，并提取指标数据。对于文本格式数据和二进制格式数据，解析方式不同，对应的传感器数据协议解析器也不同，分别由文本协议数据SPL解析器和二进制协议数据SPL解析器按不同流程和方式进行解析(如图3-4所示)。
(4)转换传感器数据功能，在模型数据结构中，通过协议解析信息的转换关系，对解析出的元指标数据，按数据类型、转换方式和转换偏差解析转换处理。此转换功能，对于文本协议数据SPL解析器和二进制协议数据SPL解析器，是完全相同的。
(5)上报传感器测量的指标数据到物联网平台功能，主要是对转换后得到的测量指标数据，按物联网平台定义的指标关键字通过API上报数据。此上报功能，对于文本协议数据SPL解析器和二进制协议数据SPL解析器，是完全相同的。
关于定义SPL，在上述方案实施中，给定了编码方式为JSON，也详细给出了SPL需要描述的信息，以及种信息的具体内容，以及一些特殊情况下的处理方式。根据上述方案实施规定的内容，下面给出为描述这些内容而定义的关键字，以及这些内容的组成结构。
SPL整体组成结构：
二进制SPL组成：
二进制SPL每个指标数据组成：
文本格式SPL组成：
文本SPL指标数据组成：
UART接口参数组成：
I2C接口参数组成：
I2C接口关键字 说明 类型
masterslave 主从模式，1为主；2为从 int
start 起始地址 int
SPI接口参数组成：
RS232接口参数组成：
RS485接口参数组成：
RS485接口关键字 说明 类型
Port 设备上对应的端口号 int
Baudrate 波特率 int
Checksum 校验位，1为有，0为无 int
Stop 停止位 int
Address 地址 int
Ethernet接口参数组成：
CAN接口参数组成：
CAN接口关键字 说明 类型
Rate 速率 int
Receiveid 接收ID int
Sendid 发送ID int
技术方案所述通用传感器数据协议解析器，其第1个功能，加载SPL实现流程为：
1)从内存、SD卡或其它存储介质读取SPL描述；
2)对SPL描述按JSON解析，先按协议接口区分，解析出接口信息，存储与一个列表中，InfList，；
3)解析出传感器传输协议的格式，然后根据格式，解析具体描述内容。
技术方案所述通用传感器数据协议解析器，其第2个功能，接收传感器数据，实现方法为，根据解析出的InfList，轮询每个成员，分别初始化其对应硬件，并去读取数据，具体实现时，需直接与采集设备的驱动交互，针对每种接口，可以把相同功能封装成库的形式，实现会清晰简单。
技术方案所述通用传感器数据协议解析器，其第3、4个功能，分别为解析传感器数据、转换传感器数据，按数据格式其处理流程不同，需要按格式不同分别实现二进制协议解析器和文本格式解析器(如图3-4所示)。
技术方案所述通用传感器数据协议解析器，其第5个功能，上报传感器测量的指标数据到物联网平台，实现方法为把解析出的指标，保存于本地，根据对不同平台的实现，按周期或其它规则，调用平台API上报即可。
技术方案部分所述SPL管理(如图5-6所示)，在实施中分为两部分完成，第一部分为SPL的定义管理，即对于固定厂商和固定型号的传感器将其SPL的共有部分和传感器中可以包含的指标的数据部分进行存储和管理。第二部分为设备SPL的选择与绑定，即每一款设备可以选择自己所使用的传感器的SPL，并选择本传感器中有效的指标数据的SPL，将SPL与设备的指定的协议端口绑定同时指定SPL的协议类型。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统，其特征在于，包括：
若干传感器，其具有物理接口；
传感采集设备，其通过所述物理接口连接所述若干传感器，该传感采集设备存储有所述若干传感器的传感器数据解析描述语言SPL描述，所述传感采集设备动态加载该设备连接的传感器的SPL描述，然后打开相应物理接口接收并解析出具体传感器测量指标，并按物联网平台对应的指标进行上报；和
物联网平台，其具有存储和管理所述传感器SPL描述库的功能，所述SPL描述的信息包括所述传感采集设备连接传感器的物理接口信息、传感器数据传输协议信息以及上传到所述物联网平台对应的测量指标信息。
2.根据权利要求1所述的一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统，其特征在于，所述物理接口包括UART、I2C、SPI、RS232、RS485、CAN和Ethernet接口的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统，其特征在于，所述传感采集设备将所述SPL描述保存至本地SD卡、EEPROM或内存中。
4.根据权利要求1所述的一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统，其特征在于，所述SPL描述采用JSON或XML编码格式。
5.一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：定义传感器数据解析描述语言SPL，将SPL针对传感器的描述定义为SPL描述，把各行业常用传感器的SPL描述存储在物联网平台的库；
S2：物联网平台为具体设备支持的传感器配置SPL描述，在SPL描述中选定传感器上报数据时需要解析的数据；
S3：物联网平台向传感采集设备发送SPL描述更新命令，或重启传感采集设备，或使用定期检查更新机制；
S4：传感采集设备向物联网平台请求设备的SPL描述；
S5：物联网平台通过有线或无线的方式分发当前传感采集设备的SPL描述，传感采集设备将SPL描述保存至本地SD卡、EEPROM或内存中；
S6：传感采集设备内的通用传感器数据协议解析器模块加载SPL描述，构造数据解析模型，初始化并打开传感采集设备的硬件接口；
S7：若采用被动上传的传感器，此时传感采集设备向传感器发送数据请求或读取数据命令；
S8：通用传感器数据协议解析器模块接收传感器发送的数据；
S9：通用传感器数据协议解析器模块解析传感器数据并做转换处理；
S10：按物联网平台接口上报数据。
6.根据权利要求5所述的一种软件定义的通用传感数据采集解析上报方法，其特征在于，步骤S1中所述SPL描述采用JSON或XML编码格式。
7.根据权利要求5所述的一种软件定义的通用传感数据采集解析上报方法，其特征在于，步骤S1中所述SPL描述的信息包括设备连接传感器的接口信息、传感器数据传输协议信息及上传到特定物联网平台对应的测量指标信息。
8.根据权利要求5所述的一种软件定义的通用传感数据采集解析上报方法，其特征在于，步骤S6中所述传感采集设备的硬件接口包括UART，I2C，SPI，RS232，RS485，CAN和Ethernet物理接口的一种或多种。
9.根据权利要求5所述的一种软件定义的通用传感数据采集解析上报方法，其特征在于，所述传感采集设备包括SPL描述模块、通用传感器数据协议解析器模块、设备SPL管理模块及传感数据上报模块。
10.根据权利要求5所述的一种软件定义的通用传感数据采集解析上报方法，其特征在于，所述物联网平台包括不同传感器SPL描述库、平台SPL管理模块及传感数据接收模块。
CN201810763883.XA 2018-07-12 2018-07-12 一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统及方法 Pending CN109104300A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810763883.XA CN109104300A (zh) 2018-07-12 2018-07-12 一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810763883.XA CN109104300A (zh) 2018-07-12 2018-07-12 一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109104300A true CN109104300A (zh) 2018-12-28

Family

ID=64846214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810763883.XA Pending CN109104300A (zh) 2018-07-12 2018-07-12 一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109104300A (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109714432A (zh) * 2019-01-16 2019-05-03 西安中星测控有限公司 一种物联网系统大数据处理的人工智能算法和装置
CN109981676A (zh) * 2019-04-08 2019-07-05 陈鹏 一种基于二进制解析协议自定义的物联网信息交互方法
CN111698336A (zh) * 2020-06-30 2020-09-22 深圳市华盛昌科技实业股份有限公司 一种物联网信息传输方法、装置及终端
CN112017421A (zh) * 2020-08-27 2020-12-01 武汉中地恒达科技有限公司 一种普适型rs485信号输出的传感器转换装置及级联实现方法
CN112688967A (zh) * 2021-03-11 2021-04-20 武汉慧联无限科技有限公司 一种物联网数据处理方法、装置、设备及存储介质
CN113034873A (zh) * 2019-12-25 2021-06-25 西安诺瓦星云科技股份有限公司 传感器通信方法、装置和系统
CN113495520A (zh) * 2021-07-22 2021-10-12 成都油管家科技有限公司 一种基于物联网的加油站信息监控系统
CN113542313A (zh) * 2020-04-13 2021-10-22 中国建设银行股份有限公司 一种第三方物联网平台设备对接系统及方法
CN113608509A (zh) * 2021-07-29 2021-11-05 龙南骏亚精密电路有限公司 基于电路板生产线的在线可扩展物联网平台
CN113746850A (zh) * 2021-09-07 2021-12-03 成都小步创想慧联科技有限公司 一种物联网多通道数据采集方法
WO2022110330A1 (zh) * 2020-11-26 2022-06-02 中车永济电机有限公司 风力发电机故障检测方法、数采装置、服务器及系统
CN114760345A (zh) * 2022-04-22 2022-07-15 北京和利时智能技术有限公司 多源异构数据的网络连接控制方法和装置
CN115315921A (zh) * 2021-02-26 2022-11-08 西恩泰克有限公司 支持机器间连接的物联网通信系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102571732A (zh) * 2010-12-30 2012-07-11 中国移动通信集团公司 一种处理传感器协议信息的方法、装置和系统
CN102752237A (zh) * 2012-06-28 2012-10-24 大唐移动通信设备有限公司 一种通用网关设备以及物联网系统
CN103501291A (zh) * 2013-09-24 2014-01-08 上海汉乾信息科技发展有限公司 各种设备传感器的多协议数据采集系统及方法
US20140157349A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Scott H. Robinson Verified Sensor Data Processing
CN103944813A (zh) * 2014-04-16 2014-07-23 北京大学工学院南京研究院 一种实现通用适配功能的网关及方法
CN105245445A (zh) * 2015-09-08 2016-01-13 浙江风向标科技有限公司 一种物联网网关

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102571732A (zh) * 2010-12-30 2012-07-11 中国移动通信集团公司 一种处理传感器协议信息的方法、装置和系统
CN102752237A (zh) * 2012-06-28 2012-10-24 大唐移动通信设备有限公司 一种通用网关设备以及物联网系统
US20140157349A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Scott H. Robinson Verified Sensor Data Processing
CN103501291A (zh) * 2013-09-24 2014-01-08 上海汉乾信息科技发展有限公司 各种设备传感器的多协议数据采集系统及方法
CN103944813A (zh) * 2014-04-16 2014-07-23 北京大学工学院南京研究院 一种实现通用适配功能的网关及方法
CN105245445A (zh) * 2015-09-08 2016-01-13 浙江风向标科技有限公司 一种物联网网关

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109714432A (zh) * 2019-01-16 2019-05-03 西安中星测控有限公司 一种物联网系统大数据处理的人工智能算法和装置
CN109981676A (zh) * 2019-04-08 2019-07-05 陈鹏 一种基于二进制解析协议自定义的物联网信息交互方法
CN113034873A (zh) * 2019-12-25 2021-06-25 西安诺瓦星云科技股份有限公司 传感器通信方法、装置和系统
CN113542313B (zh) * 2020-04-13 2022-11-15 中国建设银行股份有限公司 一种第三方物联网平台设备对接系统及方法
CN113542313A (zh) * 2020-04-13 2021-10-22 中国建设银行股份有限公司 一种第三方物联网平台设备对接系统及方法
CN111698336A (zh) * 2020-06-30 2020-09-22 深圳市华盛昌科技实业股份有限公司 一种物联网信息传输方法、装置及终端
CN112017421A (zh) * 2020-08-27 2020-12-01 武汉中地恒达科技有限公司 一种普适型rs485信号输出的传感器转换装置及级联实现方法
WO2022110330A1 (zh) * 2020-11-26 2022-06-02 中车永济电机有限公司 风力发电机故障检测方法、数采装置、服务器及系统
CN115315921A (zh) * 2021-02-26 2022-11-08 西恩泰克有限公司 支持机器间连接的物联网通信系统
CN112688967A (zh) * 2021-03-11 2021-04-20 武汉慧联无限科技有限公司 一种物联网数据处理方法、装置、设备及存储介质
CN112688967B (zh) * 2021-03-11 2021-06-22 武汉慧联无限科技有限公司 一种物联网数据处理方法、装置、设备及存储介质
CN113495520A (zh) * 2021-07-22 2021-10-12 成都油管家科技有限公司 一种基于物联网的加油站信息监控系统
CN113608509A (zh) * 2021-07-29 2021-11-05 龙南骏亚精密电路有限公司 基于电路板生产线的在线可扩展物联网平台
CN113746850A (zh) * 2021-09-07 2021-12-03 成都小步创想慧联科技有限公司 一种物联网多通道数据采集方法
CN113746850B (zh) * 2021-09-07 2023-08-15 成都小步创想慧联科技有限公司 一种物联网多通道数据采集方法
CN114760345A (zh) * 2022-04-22 2022-07-15 北京和利时智能技术有限公司 多源异构数据的网络连接控制方法和装置
CN114760345B (zh) * 2022-04-22 2023-10-13 北京和利时智能技术有限公司 多源异构数据的网络连接控制方法和装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109104300A (zh) 一种软件定义的通用传感数据采集解析上报物联系统及方法
CN106131164B (zh) 在云端进行协议解析的数据处理方法和装置
CN106254437B (zh) 物联网通信方法
del Rio et al. Standards-based plug & work for instruments in ocean observing systems
CN105978860B (zh) 一种电力系统软件接口适配器的实现方法
CN105279937A (zh) 物联网智能燃气表系统
CN110417783B (zh) 一种基于物联网的数据传输方法、装置、储存介质及终端
CN110417713B (zh) 一种基于物联网的设备数据传输方法及装置
CN106410972A (zh) 一种基于goose链路映射机制的在线监测系统及其方法
CN108769017A (zh) 一种数据通信方法及装置
CN101707586A (zh) 基于dnp协议的电力系统仿真器与电力系统的在线通讯方法
CN111242807A (zh) 一种变电站数据接入泛在电力物联网的方法
TW200616380A (en) Message transfer system and message transfer method
CN105389606A (zh) 一种基于开放标准的数据生成、解析方法及其装置和系统
CN115134380A (zh) 数据传输方法、装置、电子设备及存储介质
CN104881985A (zh) 应用于物联网的电子秤无线智能传输方法、系统及设备
CN105024923B (zh) 基于xmpp扩展消息的消息分类实现的方法及装置
CN107888595A (zh) 一种基于xml技术的嵌入式装置can规约解析方法
CN109698813A (zh) 一种智能抄表系统及方法
KR101375283B1 (ko) 태스크 기반 바이너리 형식의 지능형 원격검침 프로토콜 전송 시스템 및 방법
CN201450520U (zh) 基于dnp协议的电力系统仿真器与电力系统的在线通讯系统
CN212516568U (zh) 基于智慧物联网的云展厅系统
CN103840858B (zh) 数据获取方法和通用信息模型cim服务端
CN111698336A (zh) 一种物联网信息传输方法、装置及终端
CN106685078A (zh) 一种基于安卓系统的智能电网远程监控系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181228

RJ01 Rejection of invention patent application after publication