CN112260924A - 一种应用于电力物联网的uPnP网桥构建方法 - Google Patents

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宋庆武
李春鹏
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Abstract

本发明提出了一种应用于电力物联网的uPnP网桥构建方法，属于电力通信技术科学领域。该方法将两个不同的网络绑定到一个虚拟的单个uPnP网络中，这样可以实现一种功能——即允许控制点使用在另一个网段中注册的设备。也就是说，该方法可以有效地将uPnP控制点和位于单独网段中的设备连接起来。同时，每个节点可以与其他网桥链接在一起，以便可以链接两个或多个网络。以解决多设备之间难以相互连接、不可互操作的问题。此外，该网桥协议利用非IP抽象通信，从而将uPnP网络扩展为非IP网络，便于电力物联网终端设备的控制管理。

Description

一种应用于电力物联网的uPnP网桥构建方法
技术领域
本发明涉及一种应用于电力物联网的uPnP网桥构建方法，属于电力通信技术科学领域。
背景技术
随着电力物联网技术的广泛应用，电力传感终端设备应用数量越来越多，为解决物联终端通信种类多、数据标准兼容性不好、通用性较弱，以及物联终端生产厂家众多，数量巨大，安装、调试以及运维难度系数高等问题，一般通过采用物联终端即插即用方法，即将IEEE1451标准与uPnP结合为网络化智能传感系统，同时在传感接口、网络接口实现即插即用，并在此基础上实现即插即用管理与性能优化，使电力物联系统更具互换性、操作性与兼容性。
uPnP技术作为一种被广泛使用的即插即用技术，在电力监测系统中被广泛使用。uPnP具有零配置、自识别、自主联网等自适应功能，不依赖特定操作系统、编程语言或物理媒体，是类型、功能各异的网络化智能传感器实现网络接口即插即用有效途径。uPnP基本结构由设备、服务、控制点三种基本单元组成，其中设备为物理设备或包含多个物理设备的逻辑设备，电力物联网中设备主要指嵌入式传感终端设备；服务为设备所能够向控制点提供功能，一般嵌入到物联网关等边缘设备中；控制点在网络中发现设备，并激活、控制设备服务，可与服务一起嵌入在网关设备中，或根据应用管理要求，单独存在于物联管理平台中。
但uPnP技术具有物理限制，因为它仅能在本地TCP / IP（网络协议总称，TCP（传输控制协议）和IP（网际协议））网络段中运作。目前，大多数电力物联网系统都是围绕此类本地TCP / IP网络设计的，但是许多物联网监测设备采用非TCP / IP网络，如LPWAN（低功耗广域网）。在电力运维管理系统中，电力监测设备也需要通过即插即用方式与电力管理系统实现通信控制。为了便于电力运维管理，需要在非TCP / IP网络和电力内部网络之间建立连接协议，并采用uPnP网桥在两个网段之间提供通信，提高电力设备的即插即用管理水平。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种应用于电力物联网的uPnP网桥构建方法，将两个不同的网络绑定到一个虚拟的单个uPnP网络中，这样可以实现一种功能——即允许控制点使用在另一个网段中注册的设备。也就是说，该方法可以有效地将uPnP控制点和位于单独网段中的设备连接起来。同时，每个节点可以与其他网桥链接在一起，以便可以链接两个或多个网络。以解决多设备之间难以相互连接、不可互操作的问题。此外，该网桥协议利用非IP抽象通信，从而将uPnP网络扩展为非IP网络，便于电力物联网终端设备的控制管理。
本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：
一种应用于电力物联网的uPnP网桥构建方法，包括如下步骤：
（1） 控制点和设备获取地址：物理设备在广告阶段，将注册一个真实设备，根据真实设备和控制点的唯一设备名称属性，获取网络地址；
（2） 控制点发现感兴趣的设备：控制点发现真实设备后，将真实设备描述发送到虚拟网络，然后在虚拟网络中注册虚拟设备；
（3） 控制点对设备的描述：控制点接收消息并下载设备和服务说明，控制点将虚拟设备功能按照真实设备功能进行对应描述；
（4） 控制点对设备进行调用操作：控制点从虚拟网络中，对虚拟设备预订事件消息；
（5） 控制点侦查设备响应：控制点查询虚拟设备和真实设备的响应情况；
（6） 设备按照调用操作执行：对虚拟设备的订阅使虚拟设备可以宣布事件，虚拟设备将消息分发给订户；用户在虚拟设备上执行操作，并且消息通过网络抽象层发送出去，通知对应的真实设备获取该消息。
该方法采用的网桥架构包括：网络抽象层、消息字段转换器层、uPnP组件管理器层和uPnP框架层，其中所述网络抽象层通过非IP通道发送和接收消息，IO调度程序管理来自IO设备的数据处理序列，所述消息字段转换器层提供uPnP和网桥协议之间的翻译规则，所述uPnP组件管理层调用设备的动作以及接收事件消息并且根据uPnP公告动态创建或删除虚拟设备，所述uPnP框架层支持uPnP API（Application Programming Interface，应用程序接口），提供了一种将uPnP网络连接到网桥的方法。
本发明的有益效果如下：
本发明提出了一种实现UpnP网络桥接的方法，该方法可以有效地将UPnP控制点和位于单独网段中的设备连接起来。同时，每个节点可以与其他网桥链接在一起，以便可以链接两个或多个网络。此外，该网桥协议利用非IP抽象通信，从而将UPnP网络扩展为非IP网络。该种uPnP网桥构建方法总体实现对UPnP网络的有效扩展，更加便于组织电力物联网系统。本发明可以有效提升电力配电网物联终端的网络通信管理，提升配电物联终端的即插即用能力。
附图说明
图1是uPnP桥接架构图。
图2是uPnP网桥流程图。
具体实施方式
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。
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定内部程序、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
本方法提出一种uPnP桥接架构，该网桥架构由四层组成：网络抽象层、消息字段转换器层、uPnP组件管理器层和uPnP框架层，如图1所示。
具体实施方式：
考虑到uPnP的联网步骤，其需要将uPnP消息转换为桥接消息，需要从网桥调用动作，所以网桥必须包含常规控制点。因此我们采用了如下相关设计技术：1）将网桥架构设计为四层，即网络抽象层、消息字段转换器层、uPnP组件管理器层和uPnP框架层。具体技术为，由网络抽象层（NAL）通过非IP通道发送和接收消息，IO调度程序管理来自IO设备的数据处理序列；由消息转换器层提供UPnP和网桥协议之间的翻译规则；由UPnP组件层调用设备的动作以及接收事件消息，并根据UPnP公告动态创建或删除虚拟设备；由UPnP框架层支持UPnPAPI，提供一种将UPnP网络连接到网桥的方法。2）将uPnP步骤分为两类：发现和交互。使用发现步骤识别设备的存在并将设备功能报告给控制点；运用交互步骤解决在传统的uPnP协议下，控制点无法查看物理上分离的网络中的设备，易形成反射设备的问题。
网络抽象层通过非IP通道发送和接收消息，IO（输入输出）调度程序管理来自IO设备的数据处理序列。消息缓冲区使用队列类型的内存空间来存储所有消息。最后，用户可以使用通道管理器连接多个IO通道。本架构支持多个非IP（网络协议）通道，例如LoRa、Zigbee、BLE、RS-232和CAN。同时，可以通过修改网络抽象层配置（使用标准XML文件）来轻松扩展IO类型。
消息转换器层提供uPnP和网桥协议之间的翻译规则。由于uPnP协议消息包含用于在IP网络中传递消息的TCP/IP标头，其体量相对较大。非IP网络（例如LoRa、Zigbee和蓝牙）不支持宽带宽，因此，必须压缩大体量消息以突破此瓶颈。XML解析器解释设备和服务描述，传给事件处理器进行动作、响应。
uPnP组件层由通用控制点和虚拟设备管理器组成。通用控制点主要功能是调用设备的动作以及接收事件消息。虚拟设备管理器的设备和服务描述存储在组件存储库中，虚拟设备管理器根据uPnP公告动态创建或删除虚拟设备。
根据以上uPnP架构，uPnP网桥构建流程图见图2。uPnP步骤分为两类：发现和交互。发现步骤识别设备的存在并将设备功能报告给控制点。此步骤包括寻址、发现和描述。交互步骤包括动作调用、动作响应和动作执行。
设备发现过程包括：寻址，控制点和设备获取地址；发现，控制点发现感兴趣的设备；以及，描述：控制点学习设备的能力。本方法在发现过程中，使用uPnP设备的唯一设备名称（UDN）属性来实现不同网络的设备发现构建。此方法通过网桥发送有关新注册的虚拟设备的所有信息，接收者根据是否存在相同的UDN设备来决定是否创建虚拟设备。这样，通过网桥连接的每个网络仅生成一个（真实或虚拟）UDN设备。
交互步骤包括动作调用、动作响应和动作执行。调用：控制点对设备进行调用操作；动作响应：控制点侦查设备响应；动作执行：控制点控制设备/用 HTML UI 观察设备状态。
在动作调用和响应过程中，uPnP消息被转换为桥接消息。仅在控制点被订阅时才生成事件，要监督uPnP事件消息，网桥必须提前预订已插入的设备。
在交互步骤中，用户在虚拟设备上执行操作，并且消息通过网络抽象层发送出去。如果UDN与真实设备匹配，则会应用该消息，否则生成故障响应，并从设备列表中删除该虚拟设备。
事件订阅是在没有非IP通信的情况下执行的，当找到新设备时，网桥中的常规控制点将始终订阅该事件。对虚拟设备的订阅使虚拟设备可以宣布事件，当通过非IP通道接收到事件时，虚拟设备会将消息分发给订户。
以上详细描述了本发明的具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种应用于电力物联网的uPnP网桥构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）控制点和设备获取地址：物理设备在广告阶段，将注册一个真实设备，根据真实设备和控制点的唯一设备名称属性，获取网络地址；
（2）控制点发现感兴趣的设备：控制点发现真实设备后，将真实设备描述发送到虚拟网络，然后在虚拟网络中注册虚拟设备；
（3）控制点对设备的描述：控制点接收消息并下载设备和服务说明，控制点将虚拟设备功能按照真实设备功能进行对应描述；
（4）控制点对设备进行调用操作：控制点从虚拟网络中，对虚拟设备预订事件消息；
（5）控制点侦查设备响应：控制点查询虚拟设备和真实设备的响应情况；
（6）设备按照调用操作执行：对虚拟设备的订阅使虚拟设备宣布事件，虚拟设备将消息分发给订户；用户在虚拟设备上执行操作，并且消息通过网络抽象层发送出去，通知对应的真实设备获取该消息。
2.根据权利要求1所述的一种应用于电力物联网的uPnP网桥构建方法，其特征在于，该方法采用的网桥架构包括：网络抽象层、消息字段转换器层、uPnP组件管理器层和uPnP框架层，其中所述网络抽象层通过非IP通道发送和接收消息，IO调度程序管理来自IO设备的数据处理序列，所述消息字段转换器层提供uPnP和网桥协议之间的翻译规则，所述uPnP组件管理层调用设备的动作以及接收事件消息并且根据uPnP公告动态创建或删除虚拟设备，所述uPnP框架层支持uPnP API，提供了一种将uPnP网络连接到网桥的方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113961501A (zh) * 2021-09-17 2022-01-21 珠海吉瓦科技有限公司 Ems控制器及其即插即用控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002051067A2 (en) * 2000-12-19 2002-06-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Plug and play enabling device for heterogeneous networks of slave devices
CN101120540A (zh) * 2004-12-17 2008-02-06 韩国电子通信研究院 用于异构家用网络中间件中的家用设备互操作性的家用网络通用中间件桥接系统和方法
CN101341720A (zh) * 2005-12-20 2009-01-07 索尼爱立信移动通讯有限公司 虚拟通用即插即用控制点
CN102685149A (zh) * 2012-05-04 2012-09-19 北京航空航天大学 一种基于IEEE1394与UPnP技术的远程控制和访问方法及装置
CN102694804A (zh) * 2012-05-29 2012-09-26 华南理工大学 基于UPnP协议的智能家居统一平台的实现方法及装置
CN103561017A (zh) * 2013-10-31 2014-02-05 中国海洋大学 一种支持UPnP与IGRS双协议标准的设备互联方法
CN111064627A (zh) * 2020-01-15 2020-04-24 江苏方天电力技术有限公司 一种电力物联终端即插即用管理系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002051067A2 (en) * 2000-12-19 2002-06-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Plug and play enabling device for heterogeneous networks of slave devices
CN101120540A (zh) * 2004-12-17 2008-02-06 韩国电子通信研究院 用于异构家用网络中间件中的家用设备互操作性的家用网络通用中间件桥接系统和方法
CN101341720A (zh) * 2005-12-20 2009-01-07 索尼爱立信移动通讯有限公司 虚拟通用即插即用控制点
CN102685149A (zh) * 2012-05-04 2012-09-19 北京航空航天大学 一种基于IEEE1394与UPnP技术的远程控制和访问方法及装置
CN102694804A (zh) * 2012-05-29 2012-09-26 华南理工大学 基于UPnP协议的智能家居统一平台的实现方法及装置
CN103561017A (zh) * 2013-10-31 2014-02-05 中国海洋大学 一种支持UPnP与IGRS双协议标准的设备互联方法
CN111064627A (zh) * 2020-01-15 2020-04-24 江苏方天电力技术有限公司 一种电力物联终端即插即用管理系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113961501A (zh) * 2021-09-17 2022-01-21 珠海吉瓦科技有限公司 Ems控制器及其即插即用控制方法

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