CN109803026A - 物联网通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够实现支持各种不同协议的网关或具备通信能力的智能设备都能够与云端进行通信的物联网通信系统。该物联网通信系统，应用在云端与下层通信设备的通信过程中，具有这样的特征，包括：消息包收发部，具有复数个消息收发组件，每个消息收发组件基于一种协议实现，用于与下层通信设备之间进行物联网数据包的传输；以及物联网协议处理部，运行于消息收发组件之上，用于与云端的控制中心之间进行物联网信息的传输，该物联网协议处理部还用于实现物联网数据包与物联网信息之间的封装或解封装。下层通信设备只要通过配置就可以切换与任意可用的消息收发组件相通信。

Description

物联网通信系统

技术领域

本发明属于通信领域，具体涉及一种能够实现支持各种不同协议的网关或具备通信能力的智能设备都能够与云端进行通信的物联网通信系统。

背景技术

目前，物联网的建设需很多合作方来共同完成，如设备厂家(包括智能设备、传感器、控制器)、物联网关厂家以及物联网云平台厂家。设备、物联网关、物联网云平台是多对多的关系，物联网云平台需要跟很多不同厂家的物联网关连接，物联网关需要连接很多厂家的设备。

经过调查发现：物联网关连接物联网云平台的网络都是IP网络，而且，物联网关连接物联网云平台很多都采用MQTT、HTTP、Modbus-TCP、OPC或者自定义协议。然而，MQTT只提供消息传输，HTTP只提供请求/响应交互模式，厂家还需要定义消息的格式和内容；另外，Modbus-TCP、OPC协议不经改造，无法在互联网中使用。也就是说，到目前为此，物联网关和物联网云平台之间还没有统一的接入协议。不同的物联网关连接不同的物联网云平台，需要开发不同的协议，定制化程度相当高，开发成本高，周期长。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够实现支持各种不同协议的网关或具备通信能力的智能设备都能够与云端进行通信的物联网通信系统。

本发明提供了一种物联网通信系统，应用在云端与下层通信设备的通信过程中，具有这样的特征，包括：消息包收发部，具有复数个消息收发组件，每个消息收发组件基于一种协议实现，用于与下层通信设备之间进行物联网数据包的传输；以及物联网协议处理部，运行于消息收发组件之上，用于与云端的控制中心之间进行物联网信息的传输，该物联网协议处理部还用于实现物联网数据包与物联网信息之间的封装或解封装。

在本发明提供的物联网通信系统中，还可以具有这样的特征：其中，下层通信设备为网关或具备通信能力的智能设备。

在本发明提供的物联网通信系统中，还可以具有这样的特征：其中，物联网通信系统运行在云端的通信应用层，复数个消息收发组件的实现协议至少包含MQTT协议、KAFKA协议、HTTP协议、HTTPS协议、WEBSOCKET协议、WEBSOCKET-SECURE协议、TCP/IP协议、UDP/IP协议，每个消息收发组件运行于不同的接入地址。

在本发明提供的物联网通信系统中，还可以具有这样的特征：其中，基于下层通信设备支持的通信协议，选择对应的消息收发组件与云端进行通信连接。

在本发明提供的物联网通信系统中，还可以具有这样的特征：其中，下层通信设备为网关或者智能设备，物联网通信系统运行在该网关或智能设备的通信应用层。

在本发明提供的物联网通信系统中，还可以具有这样的特征：其中，每个消息收发组件与物联网协议处理部之间通过标准的接口相连接。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的物联网通信系统，因为每个消息收发组件都对应一种协议实现，也就是说复数个消息收发组件就具有复数个协议实现，这样，任意的下层通信设备可以根据自身支持的通信协议选择匹配的消息收发组件进行通信连接，物联网协议处理部连接在所有的消息收发组件与云端的控制中心之间，这样就能够对任意的消息收发组件传输过来的物联网数据包进行解封装得到物联网信息提供给云端的控制中心，而且还能够对云端的控制中心传输过来的物联网信息进行封装得到物联网数据包提供给对应的消息收发组件，所以本发明的物联网通信系统能够让任意的下层通信设备与云端成功通信，支持多种消息层协议，方便快捷。

附图说明

图1是本发明的实施例中物联网通信系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的物联网通信系统作具体阐述。

图1是本发明的实施例中物联网通信系统的结构框图。

如图1所示，在本实施例中，物联网通信系统10应用在云端20与下层通信设备30的通信过程中。这里，下层通信设备是具有通信能力的任何设备，这里具体以网关作为下层通信设备为例进行描述。

在本实施例中，物联网通信系统10运行在云端20的通信应用层。

又如图1所示，物联网通信系统10包含：消息包收发部11和物联网协议处理部12。

消息包收发部11具有复数个消息收发组件111。

每个消息收发组件111基于一种通信协议实现，这里的通信协议可以是现有技术中的MQTT协议、KAFKA协议、HTTP协议、HTTPS协议、WEBSOCKET协议、WEBSOCKET-SECURE协议、TCP/IP协议、UDP/IP协议等等。这样，复数个消息收发组件111就具备了复数个可用的通信协议，也就是说，消息包收发部11就具备了多种协议的通信能力。

另外，每个消息收发组件111运行于一个接入地址，复数个消息收发组件111分别运行于不同的接入地址。

这样，网关30在与云端20进行通信前，只需要基于自身所支持的通信协议选择相应的接入地址并配置好，就能够与对应的消息收发组件111进行通信，从而实现与消息收发组件111之间进行物联网数据包的传输，具体指物联网数据包的发送与接收。另外，网关30可以通过配置实现消息收发组件111的切换，从而选择通过任意的消息收发组件111跟云端20连接。

在本实施例中，所有的消息收发组件111与物联网协议处理部12之间都是通过标准的接口相连接。也就是说，消息包收发部11为物联网协议处理部12提供了标准的消息传送服务接口。

物联网协议处理部12运行在所有的消息收发组件111之上，并能够与每个消息收发组件111进行通信连接，也就是说物联网协议处理部12运行于所有的消息收发组件111的上层，这样，物联网协议处理部12利用对应的消息收发组件111提供的服务实现了物联网数据包的交互流程。另外，物联网协议处理部12的上层与云端20的控制中心相连接，从而与控制中心之间进行物联网信息的传输，具体是指物联网信息的发送与接收。

另外，物联网协议处理部12还用于实现物联网数据包与物联网信息之间的封装或解封装，具体地，

在云端20向网关30传输数据的过程中，物联网协议处理部12首先接收云端20的控制中心发送来的物联网信息，然后对接收到的物联网信息进行封装，从而得到对应的物联网数据包。

在网关30向云端20传输数据的过程中，物联网协议处理部12首先接收对应的消息收发组件111发送来的物联网数据包，然后对接收到的物联网数据包进行解封装，从而得到对应的物联网信息。

在本实施例中，物联网协议处理部12中实现一种标准的物联网协议，基于上述消息包收发部11的具体结构可以看出：该标准的物联网协议可以运行于多种通信协议之上，通过消息收发部中轻量级的消息传送组件进行适配，云端20可以通过配置改变支持的消息收发组件111的种类和数量。另外，本实施例中的标准的物联网协议为IOT-PSMART协议，该协议具备以下特点：

1)协议协商，IOT-PSMART为了适应各种应用场景，设计得比较全面，而特定场景可以只实现其中的部分功能，网关和云端可以协商双方对协议的支持情况，比如：支持哪些数据上报方式，选择哪种编码和压缩算法等；

2)网关和设备的连接状态监控和管理；实时感知网关和设备的连接状态；

3)灵活的设备数据上报方式，共6种设备数据上报方式，适应各种不同场景的设备数据上报；

4)数据上报可以通过选择性应答进行确认，提高数据传输效率，又保证重要数据不丢失；

5)数据重传，在网络等原因导致数据不能实时传输时，云端可以请求网关重传指定时间段的数据；网关也可以根据云端的应答，主动重传未上传成功的数据；

6)上报设备告警；

7)实时数据查询；

8)可写设备数据更改；

9)设备命令发送；

10)网关配置数据下发，动态调整网关功能；

11)网关和设备软件升级；

12)设备驱动下载；

13)网关运行监控；

14)通过设备命令扩充网关功能，网关也算一种设备，因为，各个网关厂家可以为自己的网关定义设备命令，控制网关的行为和调整网关的运行参数。

基于本实施例的物联网通信系统10的具体结构，网关30与云端20之间的通信过程为：

(一)云端20向网关30传输数据的过程

云端20的控制中心向物联网协议处理部12发送物联网信息；物联网协议处理部12接收控制中心发送来的物联网信息，并对接收到的物联网信息进行封装从而得到对应的物联网数据包，然后通过标准的接口调用消息包收发部11中对应的消息收发组件111将物联网数据包发送给网关30中的消息收发组件。

(二)网关30向云端20传输数据的过程

网关30的消息收发组件向消息包收发部11中对应的消息收发组件111发送物联网数据包；物联网协议处理部12接收网关20发送来的物联网数据包，并对接收到的物联网数据包进行解封装从而得到对应的物联网信息，然后将该物联网信息发送给云端20的控制中心。实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的物联网通信系统，因为每个消息收发组件都对应一种协议实现，也就是说复数个消息收发组件就具有复数个协议实现，这样，任意的下层通信设备可以根据自身支持的通信协议选择匹配的消息收发组件进行通信连接，物联网协议处理部连接在所有的消息收发组件与云端的控制中心之间，这样就能够对任意的消息收发组件传输过来的物联网数据包进行解封装得到物联网信息提供给云端的控制中心，而且还能够对云端的控制中心传输过来的物联网信息进行封装得到物联网数据包提供给对应的消息收发组件，所以本实施例的物联网通信系统能够让任意的下层通信设备与云端成功通信，支持多种消息层协议，方便快捷。

在本实施例中，由于消息包收发部11可实现复数个通信协议，因此，物联网协议处理部12通过不同的消息传送组件111可以同时支持多种下层协议，包括但不限于MQTT、KAFKA、HTTP、HTTPS、WEBSOCKET、WEBSOCKET-SECURE、TCP/IP、UDP/IP等。

在本实施例中，物联网通信系统运行在云端的通信应用层。在本发明中，当下层通信设备为网关时，物联网通信系统还可以运行在网关的通信应用层，物联网协议处理部仍然运行于一种或者多种消息收发组件之上，每个消息传送组件对应配置云端的消息收发组件的接入地址。这样，网关自身就支持多种协议底层设备接入，而且网关与云端可基于物联网协议直接进行通信。

在本实施例中，下层通信设备是现有技术中的网关。在本发明中，下层通信设备还可以是具有通信能力的任意的智能设备，即、只要具有与云端进行通信的能力即可。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种物联网通信系统，应用在云端与下层通信设备的通信过程中，其特征在于，包括：

消息包收发部，具有复数个消息收发组件，每个所述消息收发组件基于一种协议实现，用于与所述下层通信设备之间进行物联网数据包的传输；以及

物联网协议处理部，运行于所述消息收发组件之上，用于与所述云端的控制中心之间进行物联网信息的传输，该物联网协议处理部还用于实现所述物联网数据包与所述物联网信息之间的封装或解封装。

2.根据权利要求1所述的物联网通信系统，其特征在于：

其中，所述下层通信设备为网关或具备通信能力的智能设备。

3.根据权利要求2所述的物联网通信系统，其特征在于：

其中，所述物联网通信系统运行在所述云端的通信应用层，

所述复数个消息收发组件的实现协议至少包含MQTT协议、KAFKA协议、HTTP协议、HTTPS协议、WEBSOCKET协议、WEBSOCKET-SECURE协议、TCP/IP协议、UDP/IP协议，

每个所述消息收发组件运行于不同的接入地址。

4.根据权利要求3所述的物联网通信系统，其特征在于：

其中，基于所述下层通信设备支持的通信协议，选择对应的所述消息收发组件与所述云端进行通信连接。

5.根据权利要求1所述的物联网通信系统，其特征在于：

其中，所述下层通信设备为网关或智能设备，

所述物联网通信系统运行在该网关或智能设备的通信应用层。

6.根据权利要求1所述的物联网通信系统，其特征在于：

其中，每个所述消息收发组件与所述物联网协议处理部之间通过标准的接口相连接。