CN111835724B

CN111835724B - 一种协议冲突匹配方法、系统、存储介质及计算机设备

Info

Publication number: CN111835724B
Application number: CN202010528452.2A
Authority: CN
Inventors: 陈思衡; 吴晓鹏; 刘佳
Original assignee: Guangzhou Tianyuan Information Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou Tianyuan Information Technology Co ltd
Priority date: 2020-06-11
Filing date: 2020-06-11
Publication date: 2022-08-26
Anticipated expiration: 2040-06-11
Also published as: CN111835724A

Abstract

本发明涉及物联网协议解析技术领域，为协议冲突匹配方法、系统、存储介质及计算机设备，其方法包括：定义基于动作节点的数据协议表示方法，使每一个动作对应协议解析器语法树中的一个节点，将节点分为分支节点和非分支节点；根据设备的消息种类数量，将每个设备的协议表示成一行或多行节点的协议结构；将所有设备的协议结构合成一组消息，遍历所合成的消息组，对其进行语法树的生成；若能成功生成语法树，则判断相应设备的协议之间不会产生冲突，能够绑定于同一数据源。本发明可对协议内和协议间的特性进行自动化分析，确定多个协议间能否共用一个数据源，解决了多个协议能否互相兼容的自动化分析及匹配问题。

Description

一种协议冲突匹配方法、系统、存储介质及计算机设备

技术领域

本发明涉及物联网协议解析技术领域，尤其涉及一种协议冲突匹配方法、系统、存储介质及计算机设备。

背景技术

在现有的物联网平台开发中，接入各式各样的设备成为不可避免的需求。而这些物联网设备为了将其内部信息传递出来，会按照一定的规则将内部信息编码成二进制数据，再使用物理接口传输出来，一般我们把这种规则称之为“协议”。而当我们要接入某种设备时，就需要使用协议编解码部分的代码。

一些使用规范化、标准化协议的设备，可以针对其使用的标准化协议进行配置。然而还有大量的设备，是使用自定义的协议，面对这种情况，就需要进行独立的代码编写。当物联网平台要接入的设备种类非常多时，这是一个相当机械重复的工作。对于直接使用通用编程语言(例如C语言)的源代码来表示协议，对其协议内部以及协议间的特性分析会变得非常困难。例如：平台的tcp-server监听一个8000端口，当使用协议A、协议B的两种设备要接入平台时，它们能否共用8000端口？协议A和协议B之间能不能互相兼容？诸如此类的问题，对于使用通用编程语言源代码来表示协议的情况，自动分析非常困难，大多数情况都需要人工介入。

因此，需要寻找能自动化分析多个协议能否互相兼容，并对其进行匹配的技术方案。

发明内容

为解决现有技术所存在的技术问题，本发明提供一种协议冲突匹配方法、系统、存储介质及计算机设备，通过使用结构化形式表示协议来代替高级语言源代码表示协议，可以对协议内和协议间的特性进行自动化分析，确定多个协议间能否共用一个数据源，解决了多个协议能否互相兼容的自动化分析及匹配问题。

本发明方法采用以下技术方案来实现：一种协议冲突匹配方法，包括以下步骤：

S1、定义基于动作节点的数据协议表示方法，使每一个动作对应协议解析器语法树中的一个节点；

S2、将步骤S1中的节点分为分支节点和非分支节点；

S3、将各设备的协议以步骤S1中定义的表示方法表示出来，根据设备的消息种类数量，将每个设备的协议表示成一行或多行节点的协议结构；

S4、将所有设备的协议结构合成一组消息，遍历所合成的消息组，对其进行语法树的生成；若能成功生成语法树，则判断相应设备的协议之间不会产生冲突，能够绑定于同一数据源。

本发明系统采用以下技术方案来实现：一种协议冲突匹配系统，包括：

数据协议表示的定义模块，用于定义基于动作节点的数据协议表示方法，使每一个动作对应协议解析器语法树中的一个节点，并将节点分为分支节点和非分支节点；

设备协议的表示模块，用于将各设备的协议按数据协议表示的定义模块中所定义的表示方法表示出来，根据设备的消息种类数量，将每个设备的协议表示成一行或多行节点的协议结构；

协议冲突匹配判断模块，用于将所有设备的协议结构合成一组消息，遍历所合成的消息组，对其进行语法树的生成；若能成功生成语法树，则判断相应设备的协议之间不会产生冲突，能够绑定于同一数据源。

本发明还提出存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本发明协议冲突匹配方法的步骤。

本发明还提出计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明协议冲突匹配方法。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明通过使用结构化形式表示协议来代替高级语言源代码表示协议，可以对协议内和协议间的特性进行自动化分析，确定多个协议间能否共用一个数据源。

2、本发明将多个可兼容的协议绑定在同一个数据源上，可以根据最终执行结果，判断此数据源是何种设备，以此达到有限协议集内的协议自动匹配。

3、本发明可采用基于结构化的协议解析器语法树生成算法来实现，该算法通过定义动作节点的数据协议表示方法，进行算法分析，将所有协议可能出现的消息情况合成一组，遍历全部消息，实现语法树的生成，判断出协议之间的相互兼容，即可以绑定于同一数据源。

附图说明

图1是本发明的算法流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本实施例中，采用基于结构化的协议解析器语法树生成算法来实现本发明的协议冲突匹配方法，主要包括以下步骤：

步骤S1、定义基于动作节点的数据协议表示方法，使每一个动作对应协议解析器语法树中的一个节点。

本实施例中，使用节点Int8：a表示从数据源中读取8bit的整型数字并命名为a；使用节点Int16：a表示从数据源中读取16bit的整型数字并命名为a；使用高级编程语言的if语句，即节点if($0>1)，判断消息的第0个节点的值是否大于1，其中，$0表示第0个节点的值。

步骤S2、将步骤S1中的节点分为“分支节点”和“非分支节点”。

本实施例中，节点Int8及Int16，属于消息型节点，为非分支节点；节点if($0>1)，属于判断型节点，为分支节点。

1)设协议A为一种温湿度传感器的协议：它有两种消息，记cmd为第二字节，当cmd＝1时，则第三字节是温度，显示结果如下表1所示：

Id	Int8
		cmd	Int8(cmd＝1)
温度	Int8

表1

当cmd＝2时，则第三字节是湿度，显示结果如下表2所示：

Id	Int8
		cmd	Int8(cmd＝2)
湿度	Int8

表2

2)设协议B为一种光照传感器的协议，它有一种消息，第二字节cmd固定为3，第三字节是光照，显示结果如表3所示：

Id	Int8
		cmd	Int8(cmd＝3)
光照	Int8

表3

3)设协议C为一种二氧化碳传感器的协议，它有一种消息，第二字节cmd固定为1，第三字节是二氧化碳，显示结果如表4所示：

Id	Int8
		cmd	Int8(cmd＝1)
二氧化碳	Int16

表4

步骤S3、将各设备的协议以步骤S1中定义的表示方法表示出来，根据设备的消息种类数量，将每个设备的协议表示成一行或多行节点的协议结构。

各设备的协议表示如下，每一种消息对应一行节点，有多种消息的设备，其对应的协议有多行节点，设备的消息种类数量与协议结构的节点行数相同。

温湿度传感器的协议A表示成：

光照传感器的协议B表示成:

二氧化碳传感器的协议C表示成:

步骤S4、开始算法分析，根据步骤S3把所有设备可能出现的消息情况均表示成相应的协议结构后，将所有设备的协议结构合成一组消息，遍历所合成的消息组，对其进行语法树的生成。

若能成功生成语法树，则判断相应设备的协议之间不会产生冲突，能够绑定于同一数据源；还可根据协议的最终执行结果，判断数据源来自何种设备，以达到有限协议集内的协议自动匹配。

具体步骤如下：

S41、将所有设备的协议表示结构合成一组消息，所合成的消息组中含有多组子消息，每组子消息均为某一设备的协议表示结构；

S42、按从左至右的顺序，弹出所合成消息组中各组子消息在同一位置的节点，直到各组子消息的全部节点遍历完成；

S43、分析所弹出来的节点是否含有分支节点，如果不含分支节点，则对比各节点是否一致，若不一致则判断设备的协议之间出现冲突，否则判断所弹出来的节点没有冲突，在输出中添加该节点并继续执行步骤S42；如果含有分支节点，则进入步骤S44；

S44、将含有分支节点的消息按分支节点分组，分支节点一致的条目合成一组，非分支节点的消息分为一组；

S45、对含有非分支节点的消息组返回步骤S42，进行递归调用；

S46、将递归调用结果按分支节点的分支情形进行分组，每一分支归为一组，最终形成树形结构，添加到输出里。下面分别举一个生成语法树失败和成功的例子，对步骤S4进行说明。

例1、生成语法树失败

将协议A、协议B、协议C合并成一个消息组(为接下来的演示调整了一下消息间的顺序，但事实上消息的顺序无关)首先，输入所合成的消息组如表5所示：

表5

该组消息中每个消息(每一行)都有节点，故不全为空；弹出各行消息的第0节点，如表6所示，若某一行已经为空了，那么定义一个表示空的节点来代替弹出的节点，或者直接判断出现冲突，结束算法。

表6

因为第0节点中不含有if节点，所以不含有分支节点；又因为弹出的节点都是Int8:id所以是一致的，没有冲突；所以向输出中添加此节点。

然后，输入所合成的消息组中剩余的节点，如表7：

表7

该组消息中每个消息(每一行)都有节点，故不全为空；弹出各消息的第1节点，如表8所示。

表8

因为弹出的第1节点中没有if节点，所以不含有分支节点；又因为弹出的节点都是Int8：cmd，所以是一致的；向输出中添加此节点，输出为：

再输入剩余的节点，如表9所示：

表9

该组消息中每个消息(每一行)都有节点，故不全为空；弹出各消息的第2节点，如表10：

表10

因为第2节点中含有if节点，所以含有分支节点；将消息按分支节点的分支情形进行分组，一共有3种分支节点，所以将输入分为三组，如表11所示：

表11

分别对这组运用递归调用算法；第一组的输入见表12：

表12

该组消息中每个消息(每一行)都有节点，故不全为空；弹出各消息的第1节点，如表13：

表13

因为弹出的节点中没有if节点，所以不含有分支节点；又因为弹出的节点内容“Int16:二氧化碳”与“Int8:温度”不一致，一个表示读取8bit的整型数据，一个表示读取16bit的整型数据，故协议C的第一种消息和协议A的第一种消息在最后一个节点发生了冲突，二者不可兼容。因为递归调用检测到了冲突，故结束算法。

例2、正常生成语法树

在生成语法树失败的情况中，移除协议C，仅仅合并协议A和协议B，将协议A、协议B合并成一个消息组。

首先，输入所合并的消息组，见表14：

表14

该组消息中每个消息(每一行)都有节点，故不全为空；弹出各行消息的第1节点，见表15：

表15

因为第1节点中不含有if节点，所以不含有分支节点；又因为弹出的节点都是Int8:id，所以是一致的，没有冲突，向输出中添加此节点。

然后，输入剩余的节点，见表16：

表16

由于该组消息中每个消息(每一行)都有节点，故不全为空；弹出各消息的第1节点，见表17：

表17

因为弹出的第1节点中没有if节点，所以不含有分支节点；又因为弹出的节点都是Int8:cmd，所以是一致的，没有冲突，向输出中添加此节点，输出为：

再输入剩余的节点，如表18：

表18

该此组消息中每个消息(每一行)都有节点，故不全为空；弹出各消息的第1节点，如表19：

表19

因为第1节点中含有if节点，所以含有分支节点；将消息按分支节点分为一组，一共有3种分支节点，所以将输入分为三组，见表20：

表20

分别对这组运用递归调用算法：第一组的输入消息见表21：

表21

该组消息中每个消息(每一行)都有节点，故不全为空；弹出各消息的第1节点(该组消息仅有一个节点)；因为弹出的节点中没有if节点，所以不含有分支节点，又因为弹出的节点全为(只有一个)，所以二者一致，不冲突，向输出中加入此节点。

继续输入剩余的节，由于第一组中每个消息(每一行)都已经没有节点，故全为空，因而返回输出。

第二组的输入消息见表22：

表22

该组消息中每个消息(每一行)都有节点，故不全为空；弹出各消息的第1节点，即Int:湿度；因为弹出的节点中没有if节点，所以不含有分支节点，又因为弹出的节点全为(只有一个)，所以二者一致；向输出中加入此节点。此时，第二组中每个消息(每一行)都已经没有节点，故全为空，返回输出。

第三组的输入消息见表23：

表23

此组消息中每个消息(每一行)都有节点，故不全为空；弹出各消息的第1节点，即Int:光照，因为弹出的节点中没有if节点，所以不含有分支节点；又因为弹出的节点全为(只有一个)，所以二者一致；向输出中加入此节点。此时，第三组每个消息(每一行)都已经没有节点，故全为空，返回输出。

将上一步所有分组的结果包含在一个树形结构添加在输出里，最终的输出见表24：

表24

本实施例中，可以根据此树形图转换成任意的高级语言代码，附加到数据源上执行解析，因为协议A、协议B可以正常合并不产生冲突，所以此数据源可以解析来自协议A或者协议B的数据。

除了本实施例提及的方式外，本发明还能做如下变换：

协议表示方法可以使用任何结构化数据表示方式，包括但不限于json,edn,xml…只要将协议的解析过程中的动作表示为一个节点，然后协议中每种消息对应一条节点列表；协议的表示方法中节点可以任意拓展，改变命名(如int8变为byte)；可以在协议表示方法中添加一些额外的附加数据，并在一致性判断中移除，不加入一致性判断。例如节点的名字，可以在实现的过程中使用位置索引来代替，而名字不同索引相同，也可以认为是“一致”；算法的输入不一定要是多个协议，也可以是一个协议，当输入只有一个协议时，可以用于检查协议的各种消息之间有没有产生冲突，发现用户输入或者数据中的错误。

基于相同的发明构思，本发明还提出协议冲突匹配系统，包括：

数据协议表示的定义模块，用于实现上述步骤S1及S2，定义基于动作节点的数据协议表示方法，使每一个动作对应协议解析器语法树中的一个节点，并将节点分为分支节点和非分支节点；

设备协议的表示模块，用于实现上述步骤S3，将各设备的协议按数据协议表示的定义模块中所定义的表示方法表示出来，根据设备的消息种类数量，将每个设备的协议表示成一行或多行节点的协议结构；

协议冲突匹配判断模块，用于实现上述步骤S4，将所有设备的协议结构合成一组消息，遍历所合成的消息组，对其进行语法树的生成；若能成功生成语法树，则判断相应设备的协议之间不会产生冲突，能够绑定于同一数据源。

此外，本发明还提出存储介质及计算机设备。其中存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本发明协议冲突匹配方法的步骤S1-S4。而计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时，实现本发明协议冲突匹配方法，即包括上述步骤S1-S4的过程。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种协议冲突匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：

S2、将步骤S1中的节点分为分支节点和非分支节点；

2.根据权利要求1所述的协议冲突匹配方法，其特征在于，步骤S4包括以下步骤：

S46、将递归调用结果按分支节点的分支情形进行分组，每一分支归为一组，最终形成树形结构，添加到输出里。

3.根据权利要求1所述的协议冲突匹配方法，其特征在于，步骤S1中，使用节点Int8：a表示从数据源中读取8bit的整型数字并命名为a；使用节点Int16：a表示从数据源中读取16bit的整型数字并命名为a；使用节点if($0>1)，判断消息的第0个节点的值是否大于1，其中，$0表示第0个节点的值，if为高级编程语言的if语句。

4.根据权利要求1所述的协议冲突匹配方法，其特征在于，步骤S2中，将消息型节点划分为非分支节点，将判断型节点划分为分支节点。

5.根据权利要求1所述的协议冲突匹配方法，其特征在于，步骤S3中，各设备的协议结构中，每一种消息对应一行节点，设备的消息种类数量与协议结构的节点行数相同。

6.一种协议冲突匹配系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的协议冲突匹配系统，其特征在于，协议冲突匹配判断模块的判断过程包括步骤：

8.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-5中任一项所述协议冲突匹配方法的步骤。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1-5中任一项所述的协议冲突匹配方法。