CN109495572A - 一种物联网系统及其网络通信方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种物联网系统中的网络通信方法，应用于物联网云服务器，包括：接收网关透传的节点设备的上发数据包；获取预先配置的节点设备的通信协议；根据通信协议对上发数据包进行解析；获取上发数据包中携带的目标状态数据。由于本申请中不再由网关进行协议解析，因此无需为适应各种通信协议而对网关进行针对性开发和部署，极大地提高了物联网系统的扩展灵活性和部署效率，并同时有效降低了设备接入成本。本申请还公开了一种物联网系统及其网络通信装置及计算机可读存储介质，同样具有上述有益效果。

Description

一种物联网系统及其网络通信方法、装置及存储介质

技术领域

本申请涉及物联网技术领域，特别涉及一种物联网系统及其网络通信方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

近些年来，随着物联网技术的快速发展，其应用领域也不断扩展，衍生出来的物联网节点设备的种类也越来越丰富。

由于各个厂家生产的节点设备所采用的通信协议多是私有的，并且不同种类节点设备的通信要求也并不完全一致，因此，许多节点设备所支持的通信协议是各不相同的。所以，在现有技术中需要根据节点设备各种不同的通信协议针对性地开发相对应的网关，以便由网关对节点设备发送的协议数据包进行协议转换，并发送至物联网云服务器。由此，在现有技术中，当有新型节点设备入网时，便需要同时配备对应的网关，这无疑降低了物联网系统的扩展灵活性，并增大了网关的部署工作量和设备接入成本。

可见，采用何种物联网系统中的网络通信技术，以便有效提高物联网系统的扩展灵活性和部署效率，并有效降低设备接入成本，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种物联网系统及其网络通信方法、装置和计算机可读存储介质，以便有效提高物联网系统的扩展灵活性和部署效率，并有效降低设备接入成本。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请提供了一种物联网系统中的网络通信方法，应用于物联网云服务器，包括：

接收网关透传的节点设备的上发数据包；

获取预先配置的所述节点设备的通信协议；

根据所述通信协议对所述上发数据包进行解析；

获取所述上发数据包中携带的目标状态数据。

可选地，在所述节点设备生成所述上发数据包之前，还包括：

所述节点设备对所述目标状态数据进行编码；

在所述获取所述上发数据包中携带的目标状态数据后，还包括：

调用预设的解码器对所述目标状态数据进行解码。

可选地，所述节点设备具体为RS485设备，所述网关具体为RS485数据集控器。

可选地，所述节点设备具体为SNMP设备，所述网关具体为SNMP透传器。

可选地，还包括：

生成对所述节点设备的命令数据；

获取预先配置的所述节点设备的所述通信协议；

根据所述通信协议将所述命令数据封装为下发数据包；

通过所述网关将所述下发数据包透传至所述节点设备。

可选地，所述节点设备的所述通信协议具体通过以下步骤而预先配置生成：

在所述节点设备入网时调用预先生成的通信协议配置模板；

根据用户输入的配置参数生成所述节点设备的所述通信协议。

第二方面，本申请还提供了一种物联网系统中的网络通信装置，应用于物联网云服务器，包括：

数据接收模块，用于接收网关透传的节点设备的上发数据包；

协议配置模块，用于预先配置生成所述节点设备的通信协议；

协议获取模块，用于获取所述通信协议；

协议解析模块，用于根据所述通信协议对所述上发数据包进行解析；

数据获取模块，用于获取所述上发数据包中携带的目标状态数据。

可选地，所述节点设备还用于：

在生成所述上发数据包之前，对所述目标状态数据进行编码；

所述网络通信装置还包括：

数据解码模块，用于在所述数据获取模块获取所述目标状态数据之后，调用预设的解码器对所述目标状态数据进行解码。

第三方面，本申请还提供了一种物联网系统，包括节点设备、网关和物联网云服务器；所述物联网云服务器用于实现如上所述的任一种物联网系统中的网络通信方法的步骤。

第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用以实现如上所述的任一种物联网系统中的网络通信方法的步骤。

本申请所提供的物联网系统中的网络通信方法，应用于物联网云服务器，包括接收网关透传的节点设备的上发数据包；获取预先配置的所述节点设备的通信协议；根据所述通信协议对所述上发数据包进行解析；获取所述上发数据包中携带的目标状态数据。

可见，相比于现有技术，本申请所提供的物联网系统中的网络通信方法，预先在物联网云服务器上配置各种节点设备具体的通信协议，进而由物联网云服务器对网关透传的上发数据包进行解析，从而获取目标状态数据。由于本申请中不再由网关进行协议解析，因此无需为适应各种通信协议而对网关进行针对性开发和部署，在新型节点设备入网时无需对网关进行更改和更换，从而极大地提高了物联网系统的扩展灵活性和部署效率，并同时有效降低了设备接入成本。本申请所提供的物联网系统及其网络通信装置及计算机可读存储介质可以实现上述物联网系统中的网络通信方法，同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。

图1为本申请所提供的物联网系统中网络通信方法的一种应用场景图；

图2为本申请所提供的物联网系统中网络通信方法的又一种应用场景图；

图3为本申请所提供的一种物联网系统中的网络通信方法的流程图；

图4为本申请所提供的一种物联网系统中的网络通信装置的结构框图；

图5为本申请所提供的一种物联网系统的结构框图。

具体实施方式

本申请的核心在于提供一种物联网系统及其网络通信方法、装置和计算机可读存储介质，以便有效提高物联网系统的扩展灵活性和部署效率，并有效降低设备接入成本。

为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行介绍。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的发明内容具体可应用于各类物联网系统中。物联网系统是物理设备与互联网相连接而进行信息交换和通信以实现智能化识别、定位、跟踪、监控、管理等目的的一种网络系统，通常包括有各类节点设备、网关和物联网云服务器。

请参考图1，图1为本申请所提供的物联网系统中的网络通信方法的一种应用场景图。在图1所示的应用场景中，所说的节点设备具体为基于RS485通信标准的传感器等终端设备，如图1中的RS485传感器1、RS485传感器2等。它与网关之间具体进行RS485串行通信，所说的网关即为图1中的RS485数据集控器。在实际应用中，许多种类的终端设备都是采用基于RS485串口通信标准的私有通信协议进行通信的，例如RS485流量计、RS485烟雾传感器等，此类设备统称为RS485设备。相对应地，此时应当采用同样支持RS485串口通信标准的RS485数据集控器作为网关进行数据采集。

请参考图2，图2为本申请所提供的物联网系统中的网络通信方法的又一种应用场景图。在图2所示的应用场景中，节点设备具体为基于SNMP(Simple Network ManagementProtocol，简单网络管理协议)进行通信的网络设备。其中，SNMP是基于TCP/IP协议族、用来对通信线路进行管理的网络管理标准，各类不同的SNMP设备的生产厂商在SNMP标准的基础上都有具体的专用的私有通信协议。所说的网关即图2中的SNMP透传器，所说的节点设备包括图2中的SNMP设备1、SNMP设备2等。

请参考图3，图3为本申请所提供的一种物联网系统中的网络通信方法的流程图，应用于物联网云服务器，主要包括以下步骤：

步骤1：接收网关透传的节点设备的上发数据包。

在不同的应用领域或者行业的物联网系统中，各种各样的物联网节点设备都可以接入物联网系统，以便将采集到的各种目标状态数据发送至物联网云服务器进行存储、分析、监控等，帮助企业用户更加便捷地实现管理和维护。容易理解的是，对于如电表、流量计、温度计、烟雾传感器等RS485终端设备，目标状态数据即为其所采集的电量、流量、温度、烟雾浓度等数据，而对于路由器等SNMP网络设备，目标状态数据即为其所采集的网络流量或者带宽等数据。

虽然节点设备与网关间的通信都是基于一定的通用标准，例如RS485串口通信标准、SNMP通信标准等，但是，在通用标准的基础上，不同应用领域中的不同节点设备针对其所传输的内容都设置有具体的私有通信协议，因此，现有技术中也需要根据不同的私有通信协议对网关进行针对性开发和配置。而为了避免该弊端，本申请所提供的物联网系统中的网络通信方法，网关无需对节点设备发送的上发数据包进行私有通信协议的解析，而仅仅是通过LoRa、3G或者4G网络将上发数据包透传至物联网云服务器，即，本申请中的网关只需执行数据透传的操作，而无需再执行协议解析的操作。所说的透传即透明传输(pass-through)，是指在通讯中只负责将传输的内容由源地址传输到目的地址，而不对业务数据内容做任何改变。由此，本申请无需对网关进行各种私有通信协议的配置开发，便可以使网关适用于各种私有协议的节点设备，为各类节点设备透传数据。

步骤2：获取预先配置的节点设备的通信协议。

步骤3：根据通信协议对上发数据包进行解析。

具体地，本申请所提供的物联网系统中的网络通信方法，对上发数据包的协议解析是由物联网云服务器完成的。当然，物联网云服务器需要预先配置完成该节点设备的通信协议，以便根据该通信协议对上发数据包进行解析。

其中，作为一种优选实施例，节点设备的通信协议具体可通过以下步骤而预先配置生成：

在节点设备入网时调用预先生成的通信协议配置模板；

根据用户输入的配置参数生成节点设备的通信协议。

具体地，在该节点设备入网时，物联网云服务器便可以根据用户输入的配置指令对该节点设备的通信协议的进行定义配置。优选地，本领域技术人员可预先根据各类通信协议的共性生成一套通用的通信协议配置模板，当需要为某一特定类型的节点设备配置其私有的通信协议时，只需调用该通信协议配置模板，设置与该节点设备对应的配置参数即可极大地提高配置效率。

当某一节点设备入网时，若物联网云服务器中已经定义了同类型甚至同一型号节点设备私有的通信协议，而此时便可直接使用该定义好的通信协议，用于物联网云服务器与该新增节点设备间的通信过程。

容易理解的是，在调用通信协议配置模板为节点设备配置其私有通信协议时，为了增强交互性和直观性，可采用图形化的配置界面，辅以指针选中和拖拽等方式为新增节点设备设置通信协议，本领域技术人员可以自行选择并设置。

具体地，通信协议中规定了上发数据包的具体格式，包括每一帧数据中各个字段的具体含义、字段长度、字段重复次数等。这些均取决于节点设备的具体种类、型号、参数、性能要求和应用场所等，本领域技术人员可以根据实际应用情况自行设定。

例如，根据某个温度传感器的通信协议规定，数据帧中第1个和第2个字段分别为0xAA和0x75，表示起始字段；第3个字段为HEX，表示命令字段；第4个和第5个字段均为HEX，表示数据块长度字段；第6个字段为0x00，表示备用字段。

又如，对于某个智能电表，根据其通信协议，其数据帧中的字节依次为：68H，即起始字段；A0/A1/A2/A3/A4/A5，即地址域字段；68H，即起始字段；C，即控制字段；L，即数据域长度字段；DATA，即数据域字段CS，即校验字段；16H，即结束字段。

步骤4：获取上发数据包中携带的目标状态数据。

当物联网云服务器获取了预先配置的通信协议之后，便可以根据该通信协议对上发数据包进行解析，从解析结果中获取目标状态数据,以便实现智能化监控、管理等目的。

可见，本申请所提供的物联网系统中的网络通信方法，预先在物联网云服务器上配置各种节点设备私有的通信协议，进而由物联网云服务器对网关透传的上发数据包进行解析，从而获取目标状态数据。由于本申请中不再由网关进行协议解析，因此无需为适应各种通信协议而对网关进行针对性开发和部署，在新型节点设备入网时无需对网关进行更改和更换，从而极大地提高了物联网系统的扩展灵活性和部署效率，并同时有效降低了设备接入成本。

本申请所提供的物联网系统中的网络通信方法，在上述实施例的基础上，作为一种优选实施例，在节点设备生成上发数据包之前，还包括：

节点设备对目标状态数据进行编码；

在获取上发数据包中携带的目标状态数据后，还包括：

调用预设的解码器对目标状态数据进行解码。

具体地，出于保障通信安全的目的，许多节点设备都采用了加密技术进行通信，所以节点设备所采集到的目标状态数据往往都会在编码之后才生成上发数据包进行发送。因此，本申请还可以预先为物联网云服务器设置对应的解码器，当经过协议解析而获取到编码后的目标状态数据之后，便可以利用解码器对其进行解码，以便获取解码后的目标状态数据。本领域技术人员可根据实际应用情况编写对应的lua脚本文件作为所说的解码器。当然，为了便于用户查看，可继而将解码后的目标状态数据在Web页面进行显示。

本申请所提供的物联网系统中的网络通信方法，在上述实施例的基础上，作为一种优选实施例，节点设备具体为RS485设备，网关具体为RS485数据集控器。

如前所述，许多种类的节点设备都是采用基于RS485串口通信标准的私有通信协议进行通信的，针对各厂家所依据RS485标准而制定的各类节点设备，采用本申请所提供的网络通信方法，可高效地在物联网云服务器上配置出对应的私有通信协议，而无需开发对应的各类数据集控器，极大地提高了通信效率并节省了设备成本。

本申请所提供的物联网系统中的网络通信方法，在上述实施例的基础上，作为一种优选实施例，节点设备具体为SNMP设备，网关具体为SNMP透传器。

如前所述，SNMP是基于TCP/IP协议族、用来对通信线路进行管理的网络管理标准，常用于接收系统中的通知消息和告警事件消息等，以便及时发现网络中的故障情况，提高对网络节点(如工作站、服务器、路由器、交换机等)的网络管理效率。SNMP节点设备常基于管理信息库(MIB，Management Information Base)进行状态数据的描述和存储，各大网络设备厂商所生产的SNMP网络设备一般都配置有各自的私有MIB通信标准。这使得在现有技术中需要开发支持各种私有通信标准的SNMP解析器对SNMP设备的状态数据进行解析，工作量巨大，并且还一般严格要求设置在SNMP设备的同二层网络中。

而在本申请所提供的网络通信方法中，状态数据的解析工作由物联网云服务器依据预先配置好的通信协议进行，在物联网云服务器上对各类SNMP设备私有通信协议的配置操作有力地省去了对SNMP解析器的开发和配置，提高了通信效率并降低了设备成本。SNMP设备私有通信协议的配置具体可包括有协议版本、用户名、密码、认证方式、设备ID等。本领域技术人员可以根据实际使用情况而自行选择并设计实现。

需要说明的是，在以SNMP网络设备为节点设备的应用场景中，一般地，为了确保网络通信的安全，SNMP网络设备一般只向与其存在有消息订阅关系的物联网云服务器发送携带有目标状态数据的上发数据包，所说的消息订阅关系即该物联网云服务器向其发送过数据请求消息。此外，SNMP网络设备一般具体是在接收到物联网云服务器的轮询指令后发送上发数据包的，并且可利用前文所述的用户名、密码、设备ID等由物联网云服务器进行认证，本领域技术人员可自行设计实现，本申请对此并不进行限定。

由此，在本实施例中，所说的网关实际上同样只是起到数据透传的作用，即所说的SNMP透传器。可见，针对于SNMP网络设备的通信过程，本实施例采用了SNMP数据透传和SNMP数据解析相分离的方案，SNMP数据透传由独立于物联网云服务器的SNMP透传器执行，而SNMP数据解析则由物联网云服务器依据预先配置的通信协议执行，达到便于SNMP设备快速接入的目的。

在上述内容的基础上，作为一种优选实施例，本申请所提供的物联网系统中的网络通信方法还包括：

生成对节点设备的命令数据；

获取通信协议；

根据通信协议将命令数据封装为下发数据包；

通过网关将下发数据包透传至节点设备。

具体地，在物联网系统中，物联网云服务器除了需要获取节点设备所采集的目标状态数据以外，还可以向节点设备发送一些命令，一般地，可包括控制命令(如功能开启命令、功能暂停命令、功能关闭命令等)和查询命令(如状态数据查询命令、工作时长查询命令、故障状态查询命令等)。其中，由于各个节点设备一般是定时向物联网云服务器上报状态数据的，有可能会存在上报不及时的情况，而通过查询命令，可便于物联网云服务器随时获取节点设备的各种状态信息，以满足用户的即时查看需求。

容易理解的是，物联网云服务器发送至节点设备的(下发数据包中的)命令数据与节点设备发送至物联网云服务器的(上发数据包中的)目标状态数据都是需要按照一定标准进行封装和解析的，当然，这两种数据的属性不同，具体所使用的私有通信协议的标准和相关参数也会有所差异。因此，在本实施例中，可在物联网云服务器中预先配置出分别适用于上发数据包和下发数据包的通信协议，以便物联网云服务器利用适用于上发数据包的通信协议对接收到的上发数据包进行解析，以获取节点设备的目标状态数据；并利用适用于下发数据包的通信协议将命令数据封装为下发数据包，以实现对节点设备的控制、查询等操作。

下面对本申请所提供的物联网系统中的网络通信装置进行介绍。

请参阅图4，图4为本申请所提供的一种物联网系统中的网络通信装置的结构框图，应用于物联网云服务器，包括数据接收模块41、协议配置模块42、协议获取模块43、协议解析模块44和数据获取模块45；

数据接收模块41用于接收网关透传的节点设备的上发数据包；

协议配置模块42用于预先配置生成节点设备的通信协议；

协议获取模块43用于获取通信协议；

协议解析模块44用于根据通信协议对上发数据包进行解析；

数据获取模块45用于获取上发数据包中携带的目标状态数据。

可见，本申请所提供的物联网系统中的网络通信装置，预先在物联网云服务器上配置各种节点设备私有的通信协议，进而由物联网云服务器对网关透传的上发数据包进行解析，从而获取目标状态数据。由于本申请中不再由网关进行协议解析，因此无需为适应各种通信协议而对网关进行针对性开发和部署，在新型节点设备入网时无需对网关进行更改和更换，从而极大地提高了物联网系统的扩展灵活性和部署效率，并同时有效降低了设备接入成本。

本申请所提供的物联网系统中的网络通信装置，在上述实施例的基础上，作为一种优选实施例，节点设备还用于：

在生成上发数据包之前，对目标状态数据进行编码；

网络通信装置还包括数据解码模块；

数据解码模块用于在数据获取模块4获取目标状态数据之后，调用预设的解码器对目标状态数据进行解码。

在上述内容的基础上，本申请所提供的物联网系统中的网络通信装置，作为一种优选实施例，还包括命令生成模块、协议封装模块和数据发送模块；

命令生成模块用于生成对节点设备的命令数据；

协议封装模块用于根据通信协议将命令数据封装为下发数据包；

数据发送模块用于通过网关将下发数据包透传至节点设备。

在上述内容的基础上，本申请所提供的物联网系统中的网络通信装置，作为一种具体实施例，节点设备具体为RS485设备，网关具体为RS485数据集控器。

作为又一种具体实施例，节点设备具体为SNMP设备，网关具体为SNMP透传器。

在上述内容的基础上，本申请所提供的物联网系统中的网络通信装置，作为一种具体实施例，协议配置模块42包括调用单元和配置单元；

调用单元用于在节点设备入网时调用预先生成的通信协议配置模板；

配置单元用于根据用户输入的配置参数生成节点设备的通信协议。

本申请还提供了一种物联网系统，请参阅图5，图5为本申请所提供的一种物联网系统的结构框图，包括节点设备51、网关52和物联网云服务器53；物联网云服务器53用于实现如上所述的任一种物联网系统中的网络通信方法的步骤。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用以实现如上所述的任一种物联网系统中的网络通信方法的步骤。

本申请所提供的物联网系统及其网络通信装置和计算机可读存储介质的具体实施方式与上文所描述的物联网系统中的网络通信方法可相互对应参照，这里就不再赘述。

本申请中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需说明的是，在本申请文件中，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语，仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种物联网系统中的网络通信方法，其特征在于，应用于物联网云服务器，包括：

接收网关透传的节点设备的上发数据包；

获取预先配置的所述节点设备的通信协议；

根据所述通信协议对所述上发数据包进行解析；

获取所述上发数据包中携带的目标状态数据。

2.根据权利要求1所述的网络通信方法，其特征在于，

在所述节点设备生成所述上发数据包之前，还包括：

所述节点设备对所述目标状态数据进行编码；

在所述获取所述上发数据包中携带的目标状态数据后，还包括：

调用预设的解码器对所述目标状态数据进行解码。

3.根据权利要求1所述的网络通信方法，其特征在于，

所述节点设备具体为RS485设备，所述网关具体为RS485数据集控器。

4.根据权利要求1所述的网络通信方法，其特征在于，

所述节点设备具体为SNMP设备，所述网关具体为SNMP透传器。

5.根据权利要求1至4任一项所述的网络通信方法，其特征在于，还包括：

生成对所述节点设备的命令数据；

获取预先配置的所述节点设备的所述通信协议；

根据所述通信协议将所述命令数据封装为下发数据包；

通过所述网关将所述下发数据包透传至所述节点设备。

6.根据权利要求5所述的网络通信方法，其特征在于，所述节点设备的所述通信协议具体通过以下步骤而预先配置生成：

在所述节点设备入网时调用预先生成的通信协议配置模板；

根据用户输入的配置参数生成所述节点设备的所述通信协议。

7.一种物联网系统中的网络通信装置，其特征在于，应用于物联网云服务器，包括：

数据接收模块，用于接收网关透传的节点设备的上发数据包；

协议配置模块，用于预先配置生成所述节点设备的通信协议；

协议获取模块，用于获取所述通信协议；

协议解析模块，用于根据所述通信协议对所述上发数据包进行解析；

数据获取模块，用于获取所述上发数据包中携带的目标状态数据。

8.根据权利要求7所述的网络通信装置，其特征在于，

所述节点设备还用于：

在生成所述上发数据包之前，对所述目标状态数据进行编码；

所述网络通信装置还包括：

数据解码模块，用于在所述数据获取模块获取所述目标状态数据之后，调用预设的解码器对所述目标状态数据进行解码。

9.一种物联网系统，其特征在于，包括节点设备、网关和物联网云服务器；所述物联网云服务器用于实现如权利要求1至6任一项所述的物联网系统中的网络通信方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用以实现如权利要求1至6任一项所述的物联网系统中的网络通信方法的步骤。