CN111970386B - 一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,采用物联网网关对智慧灯杆的各个物联网设备的通讯数据进行处理,包括以下步骤:(1)、在物联网网关中构建协议引擎库;(2)、在物联网网关中构建事件引擎库;(3)、物联网设备采集并转换物联网设备的实时通讯数据;(4)、在物联网网关中对转换后的实时通讯数据进行数据验证、踢重、数据均线范围分析处理;(5)、在物联网网关中,根据处理后的数据进行联动事件匹配,并使目标物联网设备执行动作。本发明可兼容多种协议的物联网设备,降低网络利用率,减少数据的延迟。
Description
技术领域
本发明涉及物联网设备通讯数据处理方法领域,具体是一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法。
背景技术
目前智慧灯杆的边缘端普遍采用交换机或路由器的模式接入智慧灯杆上的物联网设备(如视频监控、环境监测、紧急报警、显示屏、5G、充电桩等),且物联网设备是通过数据透传的方式经交换机或者路由器进入智慧灯杆云平台。基于这种接入模式将会导致下列问题:1.本地业务联动处理不及时;2.网络拥堵及带宽占用高;3.网络数据高延迟;4.数据透传导致数据不安全;5.高冗余数据导致平台处理不及时或额外提升平台硬件成本;6. IP资源的浪费率高;7.标准化低,对外输出的协议种类繁杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,以解决现有技术协议兼容性、数据处理不及时、冗余数据过大、数据安全性低、带宽占用高、高延迟、资源浪费、标准化程度低等问题。
为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案为:
一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,采用由工控机构成的物联网网关,对挂载于智慧灯杆的各个物联网设备的通讯数据进行处理,其特征在于:包括以下步骤:
(1)、在物联网网关中构建协议引擎库,具体过程如下:
(1.1)、在物联网网关中添加挂载的各个物联网设备的设备类型;
(1.2)、在物联网网关中,基于添加的设备类型,配置生成对应于各个物联网设备的设备类型的通讯协议,所述通讯协议至少包含每个物联网设备的通讯方式、通讯数据的采集端口和接收端口、原始报文协议格式;
(1.3)、在物联网网关中,根据物联网网关自身定义的数据格式,以及各种设备类型的物联网设备的原始报文协议格式,配置生成协议转换映射模板;
(1.4)、在物联网网关中,将步骤(1.2)得到的所有通讯协议和步骤(1.3)得到的所有协议转换映射模板进行整合得到协议引擎,然后将协议引擎存储至物联网网关的数据库中,得到协议引擎库;
(2)、在物联网网关中构建事件引擎库,具体过程如下:
(2.1)、在物联网网关中,编辑定义每种设备类型的物联网设备的联动事件,以及配置每个联动事件对应的联动事件模板,所述联动事件模板至少包含每种设备类型的物联网设备联动时需要触发的其他物联网设备、被触发的其他物联网设备的执行动作、联动事件的响应方式;
(2.2)、在物联网网关中,将每种设备类型的物联网设备的联动事件和联动事件模板进行整合,然后存储至物联网网关的数据库中,得到事件引擎库;
(3)、物联网设备实时通讯数据处理,具体过程如下:
(3.1)、物联网网关实时采集各个物联网设备发送的实时通讯数据,并获取实时通讯数据对应的物联网设备的设备类型;
(3.2)、根据获取的实时通讯数据对应的设备类型,在协议引擎库中进行通讯协议匹配,匹配后通过对应的协议转换映射模板对实时通讯数据进行解析转换,从而将实时通讯数据转换为物联网网关内部定义的数据;
(4)、在物联网网关中对步骤(3)转换后的实时通讯数据进行数据验证、踢重、数据均线范围分析处理,以剔除不合要求的数据,并得到处理后的数据;
(5)、在物联网网关中,根据步骤(3)处理后的数据对应的设备类型,在事件引擎库中进行匹配,得到对应的联动事件和联动事件模板;然后物联网网关根据联动事件模板,触发该联动事件下需要被触发的其他物联网设备执行动作。
所述的一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,其特征在于:步骤(1.2)中,通讯方式为TCP 数据通讯协议、UDP数据通讯协议、HTTP数据通讯协议、RS-485数据通讯协议、RS-232数据通讯协议中的至少一种。
所述的一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,其特征在于:步骤(1.3)中,协议转换映射模板至少包含映射两端数据的属性英文名、属性中文名、属性数据类型、属性值、属性值单位、属性值范围。
所述的一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,其特征在于:步骤(2.1)中,编辑定义的每种设备类型物联网设备的联动事件至少包括设备类型、事件编码、事件名称。
所述的一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,其特征在于:步骤(3.1)中,物联网网关根据实时通讯数据的来源地址、来源端口确定对应的物联网设备的设备类型。
所述的一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,其特征在于:步骤(4)中的数据验证是指对数据的格式、合法性、加密方式进行验证;
步骤(4)中的踢重是指对一定时间范围内收到的重复数据进行丢弃,仅保留该时间范围内第一个数据;
步骤(4)中的数据均线范围分析处理是指对不同时间范围的数据进行数据平均处理。
所述的一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,其特征在于:物联网网关根据数据均线范围分析处理结果或者物联网设备上报的报警数据,生成对外报警数据,同时物联网网关在步骤(5)中得到联动结果,并由物联网网关将实时通讯数据、对外报警数据、联动结果上报至远端云平台。
所述的一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,其特征在于:物联网网关对实时通讯数据进行安全等级分级,安全等级高的实时通讯数据由物联网网关在网络通讯不畅时进行本地离线存储,待网络通讯正常时再上报至远端云平台。
本发明中采用普通工控机,能够解决支持多品牌多协议(如RS-485协议、RS-232协议、TCP协议、UDP协议、HTTP协议、MQTT协议等)的物联网设备的接入,采用协议引擎的模式进行协议解析、数据清洗、冗余数据过滤、本地业务及时联动、数据安全加密、本地资源高度利用以及对外输出标准化。
本发明可通过兼容多种品牌、多种型号、多种协议的物联网设备,支持本地离线计算及本地业务联动,降低网络利用率,减少数据的延迟,支持多种数据安全加密方式,支持数据标准化输出。
附图说明
图1是本发明方法流程图。
图2是本发明协议引擎库构建流程图。
图3是本发明事件引擎库构建流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示,一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,采用由工控机构成的物联网网关,对挂载于智慧灯杆的各个物联网设备的通讯数据进行处理,包括以下步骤:
(1)、如图2所示,在物联网网关中构建协议引擎库,具体过程如下:
(1.1)、在物联网网关中添加挂载的各个物联网设备的设备类型。
(1.2)、在物联网网关中,基于添加的设备类型,配置生成对应于各个物联网设备的设备类型的通讯协议,所述通讯协议至少包含每个物联网设备的通讯方式、通讯数据的采集端口和接收端口、原始报文协议格式。
其中,通讯方式为TCP 数据通讯协议、UDP数据通讯协议、HTTP数据通讯协议、RS-485数据通讯协议、RS-232数据通讯协议中的至少一种。
(1.3)、在物联网网关中,根据物联网网关自身定义的数据格式,以及各种设备类型的物联网设备的原始报文协议格式,配置生成协议转换映射模板。
其中,协议转换映射模板至少包含映射两端数据的属性英文名、属性中文名、属性数据类型、属性值、属性值单位、属性值范围。
(1.4)、在物联网网关中,将步骤(1.2)得到的所有通讯协议和步骤(1.3)得到的所有协议转换映射模板进行整合得到协议引擎,然后将协议引擎存储至物联网网关的数据库中,得到协议引擎库。
(2)、如图3所示,在物联网网关中构建事件引擎库,具体过程如下:
(2.1)、在物联网网关中,编辑定义每种设备类型的物联网设备的联动事件,以及配置每个联动事件对应的联动事件模板,所述联动事件模板至少包含每种设备类型的物联网设备联动时需要触发的其他物联网设备、被触发的其他物联网设备的执行动作、联动事件的响应方式。
其中,编辑定义的每种设备类型物联网设备的联动事件至少包括设备类型、事件编码、事件名称。
(2.2)、在物联网网关中,将每种设备类型的物联网设备的联动事件和联动事件模板进行整合,然后存储至物联网网关的数据库中,得到事件引擎库。
(3)、物联网设备实时通讯数据处理,具体过程如下:
(3.1)、物联网网关实时采集各个物联网设备发送的实时通讯数据,并获取实时通讯数据对应的物联网设备的设备类型。
其中,物联网网关根据实时通讯数据的来源地址、来源端口确定对应的物联网设备的设备类型。
(3.2)、根据获取的实时通讯数据对应的设备类型,在协议引擎库中进行通讯协议匹配,匹配后通过对应的协议转换映射模板对实时通讯数据进行解析转换,从而将实时通讯数据转换为物联网网关内部定义的数据。
(4)、在物联网网关中对步骤(3)转换后的实时通讯数据进行数据验证、踢重、数据均线范围分析处理,以剔除不合要求的数据,并得到处理后的数据,其中:
数据验证是指对数据的格式、合法性、加密方式(CRC或MD5等多种方式)进行验证;
步骤(4)中的踢重是指对一定时间范围内收到的重复数据进行丢弃,仅保留该时间范围内第一个数据;
步骤(4)中的数据均线范围分析处理是指对不同时间范围的数据进行数据平均处理。
(5)、在物联网网关中,根据步骤(3)处理后的数据对应的设备类型,在事件引擎库中进行匹配,得到对应的联动事件和联动事件模板;然后物联网网关根据联动事件模板,触发该联动事件下需要被触发的其他物联网设备执行动作。
物联网网关根据数据均线范围分析处理结果或者物联网设备上报的报警数据,生成对外报警数据,同时物联网网关在步骤(5)中得到联动结果,并由物联网网关将实时通讯数据、对外报警数据、联动结果上报至远端云平台。
物联网网关对实时通讯数据进行安全等级分级,安全等级高的实时通讯数据由物联网网关在网络通讯不畅时进行本地离线存储,待网络通讯正常时再上报至远端云平台。
实施例1 紧急求助设备联动摄像机
当紧急求助设备呼叫功能触发后,物联网网关采集到呼叫的触发信号数据,并将信号数据和协议引擎库匹配解析,并生成定义的数据格式模板生成内部数据结构,然后根据设备类型和事件引擎库进行匹配,匹配后找到智慧灯杆上关联的摄像机,然后通过协议引擎定义的执行动作通知摄像机进行联动抓拍或自动录像功能。
实施例2环境监测设备联动喷淋系统和LED显示屏
当环境监测设备采集到PM2.5的数据时,会实时主动上报到物联网网关,物联网网关将采集的数据和协议引擎库进行匹配解析,并生成定义的数据格式模板生成内部数据结构,然后根据设备类型和事件引擎库进行匹配,将匹配到的数据发送给LED显示屏。当PM2.5过高时,会在协议引擎库通过设备类型及数据值进行再次匹配,匹配成功后会通知喷淋系统执行喷淋降尘事件。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述,并非对本发明构思和范围进行限定,在不脱离本发明设计思想的前提下,本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进,均应落入本发明的保护范围,本发明请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。
Claims (7)
1.一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,采用由工控机构成的物联网网关,对挂载于智慧灯杆的各个物联网设备的通讯数据进行处理,其特征在于:包括以下步骤:
(1)、在物联网网关中构建协议引擎库,具体过程如下:
(1.1)、在物联网网关中添加挂载的各个物联网设备的设备类型;
(1.2)、在物联网网关中,基于添加的设备类型,配置生成对应于各个物联网设备的设备类型的通讯协议,所述通讯协议至少包含每个物联网设备的通讯方式、通讯数据的采集端口和接收端口、原始报文协议格式;
(1.3)、在物联网网关中,根据物联网网关自身定义的数据格式,以及各种设备类型的物联网设备的原始报文协议格式,配置生成协议转换映射模板;
(1.4)、在物联网网关中,将步骤(1.2)得到的所有通讯协议和步骤(1.3)得到的所有协议转换映射模板进行整合得到协议引擎,然后将协议引擎存储至物联网网关的数据库中,得到协议引擎库;
(2)、在物联网网关中构建事件引擎库,具体过程如下:
(2.1)、在物联网网关中,编辑定义每种设备类型的物联网设备的联动事件,以及配置每个联动事件对应的联动事件模板,所述联动事件模板至少包含每种设备类型的物联网设备联动时需要触发的其他物联网设备、被触发的其他物联网设备的执行动作、联动事件的响应方式;
(2.2)、在物联网网关中,将每种设备类型的物联网设备的联动事件和联动事件模板进行整合,然后存储至物联网网关的数据库中,得到事件引擎库;
(3)、物联网设备实时通讯数据处理,具体过程如下:
(3.1)、物联网网关实时采集各个物联网设备发送的实时通讯数据,并获取实时通讯数据对应的物联网设备的设备类型;
(3.2)、根据获取的实时通讯数据对应的设备类型,在协议引擎库中进行通讯协议匹配,匹配后通过对应的协议转换映射模板对实时通讯数据进行解析转换,从而将实时通讯数据转换为物联网网关内部定义的数据;
(4)、在物联网网关中对步骤(3)转换后的实时通讯数据进行数据验证、踢重、数据均线范围分析处理,以剔除不合要求的数据,并得到处理后的数据;
(5)、在物联网网关中,根据步骤(3)处理后的数据对应的设备类型,在事件引擎库中进行匹配,得到对应的联动事件和联动事件模板;然后物联网网关根据联动事件模板,触发该联动事件下需要被触发的其他物联网设备执行动作;
其中,
物联网网关对实时通讯数据进行安全等级分级,安全等级高的实时通讯数据由物联网网关在网络通讯不畅时进行本地离线存储,待网络通讯正常时再上报至远端云平台。
2.根据权利要求1所述的一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,其特征在于:步骤(1.2)中,通讯方式为TCP 数据通讯协议、UDP数据通讯协议、HTTP数据通讯协议、RS-485数据通讯协议、RS-232数据通讯协议中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,其特征在于:步骤(1.3)中,协议转换映射模板至少包含映射两端数据的属性英文名、属性中文名、属性数据类型、属性值、属性值单位、属性值范围。
4.根据权利要求1所述的一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,其特征在于:步骤(2.1)中,编辑定义的每种设备类型物联网设备的联动事件至少包括设备类型、事件编码、事件名称。
5.根据权利要求1所述的一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,其特征在于:步骤(3.1)中,物联网网关根据实时通讯数据的来源地址、来源端口确定对应的物联网设备的设备类型。
6.根据权利要求1所述的一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,其特征在于:步骤(4)中的数据验证是指对数据的格式、合法性、加密方式进行验证;
步骤(4)中的踢重是指对一定时间范围内收到的重复数据进行丢弃,仅保留该时间范围内第一个数据;
步骤(4)中的数据均线范围分析处理是指对不同时间范围的数据进行数据平均处理。
7.根据权利要求1所述的一种智慧灯杆的物联网通讯数据处理方法,其特征在于:物联网网关根据数据均线范围分析处理结果或者物联网设备上报的报警数据,生成对外报警数据,同时物联网网关在步骤(5)中得到联动结果,并由物联网网关将实时通讯数据、对外报警数据、联动结果上报至远端云平台。
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