CN112653738A - 一种物联网网络调试系统和调试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种物联网网络调试系统和调试方法，属于物联网技术领域。包括终端、调试设备和云平台，所述的终端通过调试设备实现与云平台之间的通讯；所述的调试设备包括USB串口通信模块、蓝牙模块、物联网网络模块、微控制器模块、电源模块。通过终端向调试设备通信连接，向调试设备发送调试指令数据，由微控制器模块进行处理，去除掉无效数据并将其转化为控制指令，由物联网网络模块发送到云平台上；云平台响应后，返回回复指令数据；调试设备收到回复指令数据并在微控制器模块进行解析后，传回终端，终端显示物联网设备是否出现故障。本发明的调试系统不需要对设备进行拆卸，本发明的调试方法操作简单，具备便携性和灵活性。

Description

一种物联网网络调试系统和调试方法
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种物联网网络调试系统和调试方法。
背景技术
随着信息传感技术和无线网络连接技术的成熟，在城市大脑、智能家居、智慧工厂等领域，物联网设备越来越多。这也给设备调试带来了极大的挑战。在日常的设备安装与调试中，往往需要现场进行网络测试，确保物联网设备与网络之间可以正常传输数据。测试人员通过向设备发送和接收指令来判断网络状况及设备运行情况。如果网络测试正常，设备仍然不能正常工作，再考虑其他能出现故障的原因。传统的物联网网络调试方法往往采用直接读取的方式，也就是使用串口工具连接物联网设备和电脑，然后通过串口传递发送指令并进行数据读取。这种方式有时需要对设备进行拆卸，以连接相应串口工作，操作复杂；且往往需要携带电脑来接收和处理数据，缺乏便携性和灵活性。
发明内容
为了克服以上不足，让物联网设备的网络调试变得更加便捷、高效，本发明提供了一种物联网网络调试系统和调试方法。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
本发明的其中一个目的是提供一种物联网网络调试系统，包括终端、调试设备和云平台，所述的终端通过调试设备实现与云平台之间的通讯；
所述的调试设备包括：
USB串口通信模块，其用于实现具备USB接口的终端与调试设备之间的通讯及数据传输，由终端通过USB串口通信模块发送相关指令并接收回传数据；
蓝牙模块，其用于实现具备蓝牙功能的终端与调试设备之间的通讯及数据传输，由终端通过蓝牙模块发送相关指令并接收回传数据；
物联网网络模块，其用于所述调试设备和所述云平台之间的数据发送与接收；
微控制器模块，其用于数据处理、数据传输和发送控制指令，所述的数据处理包括筛选并过滤出有效数据，所述的数据传输为在物联网网络模块、蓝牙模块和USB串口通信模块之间传输数据，发送控制指令并接收回复指令；
电源模块，其用于为调试设备供电。
本发明的另一个目的是提供一种基于上述调试系统的调试方法，包括如下步骤：
步骤1：启动调试设备，物联网网络模块自动连接到物联网基站设备进行通信连接，并接入云平台；
步骤2：通过终端与调试设备通信连接，向调试设备发送调试指令数据；
步骤3：调试设备的蓝牙模块或USB串口通信模块收到调试指令数据后，进入微控制器模块进行处理，去除掉无效数据并将其转化为控制指令，传给物联网网络模块；
步骤4：物联网网络模块在接收到控制指令后，通过网络发送到云平台上；
步骤5：云平台响应后，返回回复指令数据；
步骤6：调试设备收到回复指令数据并在微控制器模块进行解析后，通过蓝牙模块或是USB串口通信模块，将数据传回终端，终端显示物联网设备是否出现故障。
与现有技术相比，本发明的优势在于：本发明提供了一种物联网网络调试系统用于实现网络测试，验证物联网设备与网络之间是否可以正常传输数据。通过终端向设备发送和接收指令来判断网络状况及设备运行情况，若网络测试正常，则可排除网络原因。本发明的调试系统不需要对设备进行拆卸，本发明的调试方法操作简单，具备便携性和灵活性。
附图说明
图1是本发明采用的调试设备示意图；
图2是本发明的物联网网络调试系统的整体框架示意图；
图中：1微控制器模块，2物联网网络模块，3USB串口通信模块，4蓝牙模块，5电源模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图2所示，一种物联网网络调试系统，包括终端、调试设备和云平台，所述的终端通过调试设备实现与云平台之间的通讯；本实施例中，所述的终端包括但不限于手机、电脑等具备蓝牙功能或者USB接口功能的设备，在终端中安装手机APP或电脑软件，例如串口调试工具。
如图1所示，所述的调试设备包括：
USB串口通信模块，其用于实现具备USB接口的终端与调试设备之间的通讯及数据传输，由终端通过USB串口通信模块发送相关指令并接收回传数据；
蓝牙模块，其用于实现具备蓝牙功能的终端与调试设备之间的通讯及数据传输，由终端通过蓝牙模块发送相关指令并接收回传数据；
物联网网络模块，其用于所述调试设备和所述云平台之间的数据发送与接收；根据实际的需求，物联网网络模块安装一种或多种不同的物联网无线网络通信芯片，网络通信类型包括但不限于NB-IoT、ZigBee、LoRa、WiFi、BLE(蓝牙低功耗)等。
微控制器模块，其用于数据处理、数据传输和发送控制指令，所述的数据处理包括筛选并过滤出有效数据，所述的数据传输为在物联网网络模块、蓝牙模块和USB串口通信模块之间传输数据，发送控制指令并接收回复指令；
电源模块，其用于为调试设备供电，所述的电源模块由电压转换芯片和稳压电路构成。
在本发明的一项具体实施中，所述的物联网网络模块安装一种或多种不同的物联网无线网络通信芯片，网络通信类型包括NB-IoT、ZigBee、LoRa、WiFi、BLE。
在本发明的一些实施例中，所述数据可以通过USB串口通信模块、蓝牙模块在手机、电脑等终端设备和调试工具间进行传输，并通过物联网网络模块和云平台传输。数据类型包括了控制指令数据和回复指令数据。控制指令即控制物联网设备完成某一行为的指令数据，回复指令即对控制指令进行响应后传回的回复数据。
所述控制指令一共包含16字节：
协议码：1字节，标识指令采取的协议类型；
指令码：1字节，标识指令数据的类型，分为控制指令和回复指令两种；
设备码：6字节，用来标识要控制和操作的物联网设备ID；
动作码：1字节，标识待控制的动作类型；
动作状态数据：6字节，用来定义待控制的动作的参数与状态；
校验码：1字节，进行校验指令数据的完整性和准确性，常采用CRC循环冗余校验。
所述回复指令数据一共包含15个字节：
协议码：1字节，标识指令采取的协议类型；
指令码：1字节，标识指令数据的类型，分为控制指令和回复指令两种；
设备码：6字节，用来标识该指令回复的物联网设备ID；
数据：6字节，回复的数据，包括响应数据、状态数据、参数数据；
校验码：1字节，进行校验指令数据的完整性和准确性，采用CRC循环冗余校验。
微控制器能够根据具体的指令类型，过滤空数据、错误数据类型、非当前协议码、非当前设备ID、错误校验码，并进行数据的解析。
利用上述的物联网网络调试系统的进行调试的方法，主要包括如下步骤：
步骤1：启动调试设备，物联网网络模块自动连接到物联网基站设备进行通信连接，并接入云平台；
步骤2：通过终端与调试设备通信连接，向调试设备发送调试指令数据；
步骤3：调试设备的蓝牙模块或USB串口通信模块收到调试指令数据后，进入微控制器模块进行处理，去除掉无效数据并将其转化为控制指令，传给物联网网络模块；
步骤4：物联网网络模块在接收到控制指令后，通过网络发送到云平台上；
步骤5：云平台响应后，返回回复指令数据；
步骤6：调试设备收到回复指令数据并在微控制器模块进行解析后，通过蓝牙模块或是USB串口通信模块，将数据传回终端，终端显示物联网设备是否出现故障。
以当下常见的共享单车设备调试为案例。
某一辆共享单车设备无法通过手机app进行正常地开锁，即云平台无法对设备进行控制，则可能的故障原因有以下几种：
(1)网络故障导致单车无法接收到云平台指令；
(2)单车接收到云平台指令，但无法正确解析和处理指令；
(3)单车正常接收并解析指令，但因电子锁故障、共享单车处理器故障等无法进行完成开锁操作等。
这时候需要对该物联网设备进行调试，排查故障原因，特别是因网络导致的故障。调试过程可以分为两步：
首先是由调试工具向云平台发送测试指令，根据是否能接收到正确的数据回复，可以判断与云平台的网络连接状况，以及回复指令数据的格式是否正确；
然后由调试工具向单车发送控制指令，如开锁等，观察单车是否能够正常完成操作并进行传回回复指令数据，以此来判断单车本身的数据响应及设备操作是否存在问题。
以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种物联网网络调试系统，其特征在于，包括终端、调试设备和云平台，所述的终端通过调试设备实现与云平台之间的通讯；
所述的调试设备包括：
USB串口通信模块，其用于实现具备USB接口的终端与调试设备之间的通讯及数据传输，由终端通过USB串口通信模块发送相关指令并接收回传数据；
蓝牙模块，其用于实现具备蓝牙功能的终端与调试设备之间的通讯及数据传输，由终端通过蓝牙模块发送相关指令并接收回传数据；
物联网网络模块，其用于所述调试设备和所述云平台之间的数据发送与接收；
微控制器模块，其用于数据处理、数据传输和发送控制指令，所述的数据处理包括筛选并过滤出有效数据，所述的数据传输为在物联网网络模块、蓝牙模块和USB串口通信模块之间传输数据，发送控制指令并接收回复指令；
电源模块，其用于为调试设备供电。
2.根据权利要求1所述的一种物联网网络调试系统，其特征在于，所述的物联网网络模块安装一种或多种不同的物联网无线网络通信芯片，网络通信类型包括NB-IoT、ZigBee、LoRa、WiFi、BLE。
3.根据权利要求1所述的一种物联网网络调试系统，其特征在于，所述的电源模块由电压转换芯片和稳压电路构成。
4.根据权利要求1所述的一种物联网网络调试系统，其特征在于，所述控制指令一共包含16字节：
协议码：1字节，标识指令采取的协议类型；
指令码：1字节，标识指令数据的类型，分为控制指令和回复指令两种；
设备码：6字节，用来标识要控制和操作的物联网设备ID；
动作码：1字节，标识待控制的动作类型；
动作状态数据：6字节，用来定义待控制的动作的参数与状态；
校验码：1字节，进行校验指令数据的完整性和准确性，常采用CRC循环冗余校验。
5.根据权利要求1所述的一种物联网网络调试系统，其特征在于，所述回复指令数据一共包含15个字节：
协议码：1字节，标识指令采取的协议类型；
指令码：1字节，标识指令数据的类型，分为控制指令和回复指令两种；
设备码：6字节，用来标识该指令回复的物联网设备ID；
数据：6字节，回复的数据，包括响应数据、状态数据、参数数据；
校验码：1字节，进行校验指令数据的完整性和准确性，采用CRC循环冗余校验。
6.根据权利要求4或5所述的一种物联网网络调试系统，其特征在于，所述的微控制器根据具体的指令类型，过滤空数据、错误数据类型、非当前协议码、非当前设备ID、错误校验码，并进行数据的解析。
7.一种基于权利要求1-6任一权利要求所述的物联网网络调试系统的调试方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：启动调试设备，物联网网络模块自动连接到物联网基站设备进行通信连接，并接入云平台；
步骤2：通过终端与调试设备通信连接，向调试设备发送调试指令数据；
步骤3：调试设备的蓝牙模块或USB串口通信模块收到调试指令数据后，进入微控制器模块进行处理，去除掉无效数据并将其转化为控制指令，传给物联网网络模块；
步骤4：物联网网络模块在接收到控制指令后，通过网络发送到云平台上；
步骤5：云平台响应后，返回回复指令数据；
步骤6：调试设备收到回复指令数据并在微控制器模块进行解析后，通过蓝牙模块或是USB串口通信模块，将数据传回终端，终端显示物联网设备是否出现故障。
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