CN110417608B - 一种协议自动匹配的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种协议自动匹配的装置，包括至少一组接口用于连接配套的智能终端，还包括控制器和存储器，所述存储器中存储有指令，所述指令在所述控制器的控制之下执行以下步骤：控制器预设至少一种智能终端的通信协议和对应的至少一组特征项，以及特征项对应的特征值；控制器扫描所述至少一组接口确定接口连接有智能终端；控制器通过至少一种预设的通信协议扫描连接有智能终端的接口，确定返回结果符合对应的特征项的特征值；控制器确定接口对应的配套的智能终端对应的通信协议。本发明还公开了一种协议自动匹配的方法，本发明通过根据返回值与特征值匹配确定当前通信协议与智能终端匹配，从而自动匹配智能终端对应的协议。

Description

一种协议自动匹配的装置和方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种协议的自动匹配的装置和方法。

背景技术

网关，作为使用不同通信协议的装置和网络通信的媒介，最早出现在电话网络，后来出现在互联网和物联网环境当中。计算机技术的发展使得人们使用非常低的成本，在一个很小的空间里使用各种种类的微型计算机，完成自己所需的任务，加上大数据的催化，催生出物联网概念，各个种类的智能终端繁复的出现在生活和生产当中，为了完成操作和使用这些智能终端，需要通过网络设备将其连接起来。

作为物联网网关，与互联网网关不同的是，并没有大一统的通信协议作为绝大多数智能终端通信的解决方案，不同的智能终端厂家根据不同的接口、不同的芯片和芯片组，设计有不同的通信协议与外界通信。现有的物联网网关通信方式都是通过观察智能终端设备型号，来手动匹配物联网网关对于智能终端的通信协议，然后下载到物联网网关上，才能建立物联网网关到智能终端之间的通信连接。这种方式不仅繁琐，而且错误率高，一些私有协议的版本划分并不明晰，不同版本通信协议之间对硬件资源调用的方式被随意更改，不具备向下兼容，导致物联网网关经常无法完全准确的获取数据，出现的问题也不利于尽快排查。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种可以自动匹配智能终端通信协议的装置和方法。

本发明提供的方案如下：

一种协议自动匹配的装置，包括至少一组接口用于连接配套的智能终端，还包括控制器和存储器，所述存储器中存储有指令，所述指令在所述控制器的控制之下执行以下步骤：控制器预设至少一种智能终端的通信协议和对应的至少一组特征项，以及特征项对应的特征值，通常通信协议会定义出若干种类的信息，信息中有确定位置和长度的字段，这些字段被指定有确定的意义，这些信息以命令的形式发出，并接收返回结果。通过字段中所携带的信息，建立、结束或进行通信，因为各字段存在其特定的意义，所以特定字段对应返回结果的取值会呈现一定的特征，将这些具备一定特征的字段作为通信协议命令当中的特征项，并将返回结果中该字段对应的返回结果的取值范围作为特征值存储，供后续对比使用，控制器扫描所述至少一组接口确定接口连接有智能终端；通过电信号的检测，以及部分通信协议对请求的返回机制，确定接口是否连接有配套的智能终端，仅对连接有智能终端的接口，进行后续的扫描操作。控制器通过至少一种预设的通信协议扫描连接有智能终端的接口，具体的控制器通过预设的通信协议中的命令扫描连接有智能终端的接口，接收返回结果，提取特征项对应的信息，确定返回结果符合对应的特征项的特征值；控制器确定接口对应的配套的智能终端对应的通信协议。

具体地，控制器通过至少一种预设的通信协议扫描连接有智能终端的接口，确定返回结果符合对应的特征项的特征值，具体包括：控制器通过一种预设的通信协议的一条命令向接口连接的智能终端发送信息；控制器确定命令被返回；控制器确定返回结果中，特征项对应的返回值符合特征值的比例达到第一阈值；通常一个命令当中会包括至少一组特征项，对应每一组特征项都会提取对应的返回值和特征值进行对比，通过对比确定特征项对应的返回值是否符合特征值，并对一个命令当中所有特征项对应的返回值是否满足特征值进行综合，以确定是否满足第一阈值，满足第一阈值则进行下一条命令特征项的获取和判断，控制器向智能终端发送另一条命令直到所有的命令发送完毕，控制器根据每条命令返回结果中特征项对应的返回值符合特征值的比例达到第一阈值，确定返回结果符合对应的特征项的特征值，控制器确定当前的协议和当前接口对应的移动终端是匹配对应的。

进一步地，控制器通过一种预设的通信协议的第一命令向接口连接的智能终端发送信息之后，该方法还包括：控制器根据命令没有被返回，通过另一种预设的通信协议扫描连接有智能终端的接口。

进一步地，控制器确定命令被返回之后，该方法还包括：控制器确定返回结果中特征项对应的返回值符合特征值的比例低于第一阈值；控制器确定当前的通信协议和当前接口对应的智能终端不对应，同时，因为控制器已经对当前协议至少一条命令的返回结果进行了获取，并且进行了返回值和特征值之间的对比，控制器根据对比的结果，缩小另一条通信协议选取的范围，加速对接口连接的智能终端的匹配速度。控制器综合当前通信协议已完成对比的所有特征项的返回值是否符合特征值，根据控制器确定该通信协议所有命令返回的返回值符合特征值的比例达到第二阈值，控制器确定当前接口对应的智能终端，需要匹配的通信协议与当前通信协议形式上较为接近，表现在当前通信协议和智能终端所对应的通信协议中的一些命令中的字段相近，以至于部分特征项对应的返回值符合特征值。控制器根据返回值符合特征值的特征项，确定具有相近特征项的预设的通信协议扫描连接有智能终端的接口。

进一步地，控制器确定接口对应的配套的智能终端对应的通信协议之后，该方法还包括：控制器根据返回结果调整特征项和特征值，具体包括：控制器监听与配套智能终端的通信并记录通信的字段和对应的返回结果；控制器跟踪记录长度较短的字段，这些字段通常用来协商通信环境，或作为信息的标志，可以呈现出一定的特征，便于对比。控制器根据字段对应的返回结果统计，确定字段对应的返回结果呈现出规律性；尤其是取值在一个区间，或若干个固定值之中的字段，这些字段适合作为特征项，例如环境温度、智能终端的工作电压等，因其取值离散度低，这样的字段具备较好的规律性，并且相对于逻辑运算符仅有01和00量中取值重复度过高容易和其他值混淆的字段，这种字段又具有较强的特征，适合作为特征项使用，控制器根据字段调整特征项，并将符合规律性的返回结果取值作为对应特征项的特征值。

进一步地，控制器监听与配套智能终端的通信并记录通信的字段和对应的返回结果；之后，该方法还包括：控制器根据特征项对应返回结果统计，确定特征项对应的返回结果统计无法呈现出对应特征值所表达的规律性；因为预设的特征项对应的特征值，无法完全考虑到实际生产过程中的所有情况，在通信过程中，作为特征项的字段对应的返回结果无法呈现出相关特征，或呈现的特征与特征值所表达的特征不一致，控制器调整通信协议对应的特征项，删除特征项或变更特征项对应的特征值。

进一步地，通信协议匹配完成之后，该方法还包括：确定返回值与特征值不匹配的特征项，控制器跟踪接收返回结果，从返回结果中提取通信协议匹配过程中没有匹配的特征项对应的返回值，根据返回值取值的区间，确定并更改特征项对应的特征值。

与现有技术相比，本发明通过预设通信协议和特征项，通过对智能终端扫描并获取特征项对应的返回值，根据返回值与特征值匹配确定当前通信协议与智能终端匹配，从而自动匹配智能终端对应的协议。

附图说明

图1为本发明一种协议自动匹配的装置示意图。

图2为本发明一种协议自动匹配的方法流程图。

图3为图1中步骤S300中命令被返回的一种实施例的流程图。

图4为图1中步骤S300中命令没有被返回的一种实施例的流程图。

图5为图1中步骤S300中命令被返回的另一种实施例的流程图。

图6为图1中步骤S500的流程图。

附图标记

1——控制器、2——存储器、3——接口、4——智能终端

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开了一种协议自动匹配的装置，请参考图1，本系统包括控制器1和存储器2，还包括至少一组接口3用于连接配套的智能终端4，该装置作为物联网网关，负责网联网网络中的信息传输工作，所述接口3根据实际情况可以使用不同的硬件标准，例如RS232、RS485串行接口，以及以太网接口用来连接不同标准的设备，所述存储器2中存储有指令，在控制器1的控制之下执行步骤。

请参考图2，一种协议自动匹配的装置上执行的方法，该方法具体包括：

步骤S100：预设至少一种通信协议以及对应的特征项和特征值。

根据常规通信标准提供的通信协议以及在标准硬件的基础之上提供的各厂家私有协议，预设多种通信协议，根据通信协议中包含的字段，确定特征项，作为特征项的字段对应返回值取值收敛在一个区间或固定的几个值，具有明显的特征，比如时钟频率，设备电气参数，温度控制参数等，同时作为特殊标志位，比如版本号和逻辑值，因为取值范围收敛的同时，无法表现出明显的特征，所以不宜采用作为特征项，特征项的取值集合作为特征值，用于后续的比对。

步骤S200：扫描接口确定接口连接有智能终端。

通过接口是否带电以及一些接口的底层协议，确定接口是否连接有智能终端，对于没有连接有智能终端的接口，无需使用计算机资源对其进行通信协议的匹配，以提升协议自动匹配装置整体的工作效率，并且同时还可确认智能终端和接口之间的物理连接，电气性能稳定，适合后续命令的交互。

步骤S300：使用预设通信协议扫描智能终端确定返回结果符合特征值。

通过预设的通信协议依次扫描智能终端，并接收返回结果，对返回结果进行拆分和提取，特征字段在返回结果中对应的返回值符合特征值的取值，既确定返回结果符合特征值的特征。通常当前协议产生的返回结果中包括了多个特征项对应的返回值，在具体返回值和特征值的比之后，根据特征项的不同可给予其加权，比如当前通信协议中作为特征项的协商接口电压的字段，其返回值通常集中在3V至5V之间，并且存在小幅的波动，呈现出明显的特征，有利于对通信协议中该字段的揭示，可给予高于平均值的权重，作为特征项的协商时钟频率的字段，对应的返回值固定在有限的几个特殊取值当中，表现出的特征非常明显，可给予更高的权重。通过对所有特征项对应的返回值与特征值的比对和汇总，确定返回结果符合特征值。

步骤S400：确定智能终端对应的通信协议。

步骤S500：根据返回结果调整特征项和特征值。

协议自动匹配的装置和智能终端之间的通信建立之后，继续接受当前通信协议的返回结果，根据对返回结果中各字段对应的返回值的统计，确定特征项对应的特征值是否符合实际运行过程中接收的返回值，修改特征项对应的特征值或删除特征项，同时对返回值的取值收敛于一个特定区间内的字段，将其新增为特征项，并根据收敛的区间确定特征值对应的特征值。

请参考图3，在一实施例中，其中步骤S300包括：

步骤S301：通过预设通信协议的一条命令向智能终端发送信息。

通信协议通常定义有多组命令，这些命令作为通信过程中信息流的基本单位，被发出和接收，同时对应不同的命令还有其特定的返回规则，返回特定结构的返回结果，因为特征项被包括在各条命令当中，所以需要对这些命令的返回结果分别进行比对，并将其结合

步骤S302：确定命令被返回。

步骤S303：确定返回结果中特征项对应的返回值符合特征值的比例达到第一阈值。

一条命令中包括若干特征项，同时特征值的定义存在误差，对特征项对应的返回值进行提取，之后与特征值进行比对，确定每个特征项对应的返回值是否符合特征值，一命令中若干特征项对应返回值符合特征值的比例，证明该命令可以与当前的智能终端相匹配，在一中实施例当中，一条命令中包括协商电压的字段和协商时钟频率的字段，以及其他字段作为特征项，其中对给予协商电压的字段1.5倍的权重，并且对协商时钟频率的字段给予2倍的权重，其他字段的权重默认不变，通过计算这些特征项对应的返回值符合特征值的比例大于一个阈值，并进行下一条命令的判断，在另一种实施例中，第一阈值的取值根据命令中特征项的不同而有不同的定义。

步骤S304：通过预设通信协议的另一条命令重复步骤S301至步骤S303直到所有命令中的特征项被验证。

逐条执行多条当前预设通信协议的命令，确定特征项符合特征值的情况，通常除却通信协议定义而必须按照顺序发送的命令外，优先发送特征项较多，同时特征项的特征较强的命令，加速通信协议与智能终端的匹配。

步骤S305：确定当前通信协议的返回结果符合特征值。

请参考图4，在另一种实施例中，步骤S300包括：

步骤S301：通过预设通信协议的一条命令向智能终端发送信息。

步骤S302a：确定命令没有被返回。

当前通信协议与当前智能终端不匹配的条件下，智能终端有一定概率将命令作为错误信息以及噪音丢弃，不会返回任何信息，根据命令没有被返回，确认当前通信协议和当前智能终端不匹配。

步骤S303a：通过另一种预设通信协议扫描智能终端。

请参考图5，在另一种实施例中，步骤S300包括：

步骤S301：通过预设通信协议的一条命令向智能终端发送信息。

步骤S302：确定命令被返回。

步骤S303b：确定返回结果中特征项对应的返回值符合特征值的比例没有达到第一阈值。

步骤S304b：确定当前通信协议所命令的返回结果中特征项对应的返回值符合特征值的比例达到第二阈值。

命令的返回结果中，特征项对应的返回值符合特征值的比例没有达到第一阈值，当前通信协议与当前智能终端不匹配，继而需要通过另一预设通信协议扫描当前的智能终端，根据当前通信协议中部分特征项对应的返回值与特征值匹配，确定具备相似特征项的预设通信协议更有可能是目标通信协议，将当前协议已经匹配的特征项综合，确定特征项对应的返回值符合特征值的比例达到了预设的第二阈值，说明当前通信协议与目标通信协议接近，根据与当前通信协议相近的其他预设通信协议扫描当前智能终端。在一种实施例中，特征项被给予加权，更能表现出稳定特征的特征项占有更大的权重。在实际操作中，经常因为软硬件协议的版本不同，造成协议上细微的差别，该方案可以在当前通信协议接近目标协议的状态下优先通过相近的预设通信协议扫描智能终端，大幅提升了与智能终端的匹配的效率。

步骤S305b：根据当前通信协议中返回值符合特征值的特征项选择相近的预设通信协议扫描智能终端。

请参考图6，步骤S500具体包括：

步骤S501：监听并记录通信的字段和返回结果。

端口与智能终端之间的通信协议匹配成功之后，继续接受返回结果，提取特征项对应的返回值，预设的特征值通常是基于理想环境下设定的，智能终端和协议自动匹配装置所在的环境相较于理想环境的差别，会给返回值带来偏差，需要实时更正，除此之外，一些字段对应的返回值，例如一些协议的计数字段，具有很强的规律性，但是出于安全考虑起始值往往是随机的，所以不适于作为预设的特征项。

步骤S502：确定字段对应的返回值符合规律性。

在对返回结果的提取过程中，协议自动匹配装置提取各个字段的返回值，根据返回值取值的区间确定其规律性，并将对应的字段补充为特征项。对返回值规律性的判断仅针对于具有特定意义的特殊字段，而作为通信内容的字段因为其篇幅较大，并且不可能反映出规律性，不会作为返回值是否符合规律性的依据。对于其他字段，尤其是具有规律性，且有明显特征，但是不适合预设项的字段，控制器判断其返回值符合规律性将该字段增补为特征项，其对应的返回值作为特征值。

在一种实施例中，通信协议匹配完成之后，该方法还包括：确定返回值与特征值不匹配的特征项，控制器跟踪接收返回结果，从返回结果中提取通信协议匹配过程中没有匹配的特征项对应的返回值，根据返回值取值的区间，确定并更改特征项对应的特征值。因为数据的波动，在通信协议的匹配过程值设置有阈值起到容错的作用，但是在通信协议匹配完成后，通过对匹配过程中没有得到匹配的特征项，对应的特征值进行进一步的修正，可以提高在当前环境下，下次协议匹配时的效率和准确性，通过对返回结果的跟踪和提取，进行统计，可以有效指导特征值的设定，作为其修改的依据。

步骤S503：根据字段调整特征项和特征值。

该方案通过自主学习，随时改变特征项及对应的特征值，提升通信协议匹配的效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种协议自动匹配的装置，其特征在于：包括至少一组接口,所述接口用于连接配套的智能终端，还包括控制器和存储器，所述存储器中存储有指令，所述指令在所述控制器的控制之下执行以下步骤：

预设至少一种智能终端的通信协议、对应的至少一组特征项、特征项对应的特征值；

确定至少一组接口连接有智能终端；

通过至少一种预设的通信协议扫描连接有智能终端的接口，确定返回结果符合对应的特征项的特征值，具体包括：

通过一种预设的通信协议的一条命令向接口连接的智能终端发送信息；

确定命令被返回；

确定返回结果中，特征项对应的返回值符合特征值的比例达到第一阈值；及

向智能终端发送另一条命令直到所有的命令发送完毕，控制器根据每条命令返回结果中特征项的返回值符合特征值的比例达到第一阈值，确定返回结果符合对应的特征项的特征值；及

确定接口对应的配套的智能终端对应的通信协议。

2.根据权利要求1所述的一种协议自动匹配的装置，其特征在于：控制器通过一种预设的通信协议的第一命令向接口连接的智能终端发送信息之后，还包括：

控制器根据命令没有被返回，通过另一种预设的通信协议扫描连接有智能终端的接口。

3.根据权利要求1所述的一种协议自动匹配的装置，其特征在于：控制器确定命令被返回之后，还包括：

确定返回结果中，特征项对应的返回值符合特征值的比例低于第一阈值；确定该协议所有命令返回结果中，特征项对应的返回值符合特征值的比例达到第二阈值；及

控制器根据返回值符合特征值的特征项，确定相近的预设通信协议扫描连接有智能终端的接口。

4.根据权利要求1或3所述的一种协议自动匹配的装置，其特征在于：控制器确定返回结果中，特征项对应的返回值符合特征值的比例中，所述特征项具有权重。

5.根据权利要求1所述的一种协议自动匹配的装置，其特征在于：控制器确定接口对应的配套的智能终端对应的通信协议之后，还包括：控制器根据返回结果调整特征项和特征值，具体包括：

控制器监听与配套智能终端的通信并记录通信的字段和对应的返回结果；

控制器根据字段对应的返回结果统计，确定字段对应的返回结果呈现出规律性；及

控制器根据字段调整特征项，并将符合规律性的返回结果取值作为对应特征项的特征值。

6.根据权利要求5所述的一种协议自动匹配的装置，其特征在于：控制器监听与配套智能终端的通信并记录通信的字段和对应的返回结果；之后，还包括：控制器根据特征项对应返回结果统计，确定特征项对应的返回结果统计无法呈现出对应特征值所表达的规律性；及

控制器调整通信协议对应的特征项。

7.一种应用于权利要求1-6任一项所述的一种协议自动匹配装置的协议自动匹配的方法，其特征在于，包括：

控制器预设至少一种智能终端的通信协议和对应的至少一组特征项，以及特征项对应的特征值；

控制器扫描所述至少一组接口确定接口连接有智能终端；

控制器通过至少一种预设的通信协议扫描连接有智能终端的接口，确定返回结果符合对应的特征项的特征值，具体包括：

控制器通过一种预设的通信协议的一条命令向接口连接的智能终端发送信息；控制器确定命令被返回；

控制器确定返回结果中，特征项对应的返回值符合特征值的比例达到第一阈值；及

控制器向智能终端发送另一条命令直到所有的命令发送完毕，控制器根据每条命令返回结果中特征项的返回值符合特征值的比例达到第一阈值，确定返回结果符合对应的特征项的特征值；及

控制器确定接口对应的配套的智能终端对应的通信协议。

8.根据权利要求7所述的一种协议自动匹配的方法，其特征在于：控制器确定命令被返回之后，还包括：

控制器确定返回结果中，特征项对应的返回值符合特征值的比例低于第一阈值；控制器确定该协议所有命令返回结果中，特征项对应的返回值符合特征值的比例达到第二阈值；及

控制器根据返回值符合特征值的特征项，确定相近的预设通信协议扫描连接有智能终端的接口。

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