CN112738237A - 基于多协议自适应的设备智能感知物联网网关管理平台 - Google Patents

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方卫
徐小蕊
张刚
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Abstract

本发明公开了一种基于多协议自适应的设备智能感知物联网网关管理平台，包括微服务集群、配置中心、网关层、缓存中间件、数据同步中间件、设备及网关配置数据库、协议解析适配层、设备层、定时任务框架、消息中间件和应用数据库，所述网关层分别连接微服务集群、缓存中间件及协议解析适配层，所述缓存中间件连接数据同步中间件，所述数据同步中间件再连接所述设备及网关配置数据库，所述协议解析适配层连接设备层，所述定时任务框架可对所述设备层的各个设备分别定时及实时控制，所述定时任务框架还连接消息中间件，所述消息中间件连接应用数据库。本发明涵盖了能源领域绝大多数的设备类型，大大提高了适配的效率。

Description

基于多协议自适应的设备智能感知物联网网关管理平台
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体为一种基于多协议自适应的设备智能感知物联网网关管理平台。
背景技术
物联网平台建设过程中，有多种不同协议类型的设备需要适配，不同的应用场景又需要接入不通的网关设备，不同的厂商，不同的型号，具体协议指令层面都有差异。因此在实际项目中，需要大量的精力去对接适配各种设备，同时还需要工程师有物联网底层协议领域的相关知识储备，极大的降低了项目推进的速度和产品的设备类型覆盖面，对于个别型号项目中使用的数量较少，投入和产出不成正比，需要浪费大量的人力成本和时间成本，对于上层应用来说，不需要关注底层采用什么协议传输，指令如何发送，只需要关注设备的最终数据呈现，更不需要和设备层面进行耦合，只需要调用相应接口即可实现设备的实时控制。在现有技术框架中，想要兼顾效率，适配效率高，项目快速推进，那么就不可能覆盖多种类型多种协议的具体设备，实际场景中可能达不到项目的要求；要想设备类型覆盖面足够广，这个时候项目成本可能就居高不下，实际项目中有些少量的设备，并没有大量的应用，也需要耗费时间去做深度匹配，耗时费力；要想控制成本，投入产出成正比，同时兼顾高的效率，那么设备的覆盖面就不会太多，类型不够齐全，可能远远达不到大型项目现场的要求。面对实际项目中的困难和问题，基于多协议自适应的设备智能感知网关管理平台就应运而生了。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于多协议自适应的设备智能感知物联网网关管理平台，基本上涵盖了能源领域绝大多数的设备类型，大大提高了适配的效率，解决了以往技术，设备适配效率低下，适配周期长，适配成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
基于多协议自适应的设备智能感知物联网网关管理平台，包括微服务集群、配置中心、网关层、缓存中间件、数据同步中间件、设备及网关配置数据库、协议解析适配层、设备层、定时任务框架、消息中间件和应用数据库，所述网关层分别连接微服务集群、缓存中间件及协议解析适配层，所述缓存中间件连接数据同步中间件，所述数据同步中间件再连接所述设备及网关配置数据库，所述协议解析适配层连接设备层，所述定时任务框架可对所述设备层的各个设备分别定时及实时控制，所述定时任务框架还连接消息中间件，所述消息中间件连接应用数据库。
所述网关层包括数据透传网关与边缘计算网关，所述数据透传网关与边缘计算网关适用于协议解析适配层的多种协议通讯规约。
所述协议解析适配层包括三种通讯协议，分别为用电领域的DL/T 645协议通讯规约，用水领域的GB/T 778协议通讯规约，传感器及控制器领域的标准Modbus协议通讯规约。
因此在能源领域，基于以上三种通讯协议，多协议自适应得以实现。对于以上三种通讯协议在网关管理平台中都会以驱动的形式存在，工程师会基于以上三种协议进行编码开发，最终形成多个独立的驱动组件，在平台中是可以灵活配置的，然后，拿到厂家设备之后，便可以在驱动基础上快速完成适配，形成特定型号设备的驱动。在对设备进行采集和控制的时候，只要配置其使用那种驱动即可。
进一步，所述设备层包括电表、水表、燃气表、能量表与传感器。
对于各个设备的智能感知，当设备的配置有变动的时候，数据同步中间件会监测到数据的变动，然后会实时的更新缓存中间件中的数据，那么在定时任务框架下次执行任务的时候，就会拿到最新的配置，这个过程中间不需要任何的人为的干预，便可实现智能感知的配置下发，网关层面有多少个串口，多少个网口，然后，下面挂载了多少个设备，在网关与管理平台建立链接，完成注册的过程中，也会自动上报，这样也就实现网关本身的自动感知。
所述数据同步中间件：主要负责监听其他外部系统对设备或者网关配置的更改变动。
所述缓存中间件：主要负责存储设备和网关属性，配置信息能够快速的读取和写入。
所述消息中间件：主要负责设备采集数据的接受并完成与其他外部系统的解耦，同时起到大量设备数据上传削峰的作用，确保数据有序，稳定的接入其他系统。
所述定时任务框架：主要负责设备采集定时任务的执行管理和监控。同时也提供了人为干预的入口。
所述应用数据库；主要负责将设备的采集数据以及设备的监控数据永久存储。
所述配置中心：主要负责各种驱动配置，以及微服务的配置统一集中式管理。
所述微服务集群：主要负责整个网关管理平台服务化治理，提高负载能力的可靠性和稳定性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：基于多协议自适应的设备智能感知物联网网关管理平台，首先解决了多种设备类型适配困难的问题，因为适配了电表和水表的国标通讯规约，同时也适配了物联网最基础的Modbus通讯规约，这三种规约基本上涵盖了能源领域绝大多数的设备类型，其次，大大提高了适配的效率，解决了以往技术设备适配效率低下，适配周期长，适配成本高的问题，最后，对于能源商业项目来说，能够在有限的成本内，以较短的时间周期，完成大批量的设备适配，采集与控制，有效的降低成本，缩短项目周期，确实是一个少有的技术解决方案。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
1、微服务集群，2、配置中心，3、缓存中间件，4、数据同步中间件，5、设备及网关配置数据库，6、应用数据库，7、消息中间件，8、定时任务框架，01、网关层，02、协议解析适配层，03、设备层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案:
基于多协议自适应的设备智能感知物联网，包括微服务集群1、配置中心2、网关层01、缓存中间件3、数据同步中间件4、设备及网关配置数据库5、协议解析适配层02、设备层03、定时任务框架8、消息中间件7和应用数据库6，所述网关层01分别连接微服务集群1、缓存中间件3及协议解析适配层02，所述缓存中间件3连接数据同步中间件4，所述数据同步中间件4再连接所述设备及网关配置数据库5，所述协议解析适配层02连接设备层03，所述定时任务框架8可对所述设备层03的各个设备分别定时及实时控制，所述定时任务框架8还连接消息中间件7，所述消息中间件7连接应用数据库6。
所述微服务集群1主要负责整个网关管理平台服务化治理，提高负载能力的可靠性和稳定性；所述数据同步中间件4主要负责监听其他系统外部系统对设备或者网关配置的更改变动；所述缓存中间件3主要负责存储设备和网关属性，配置信息能够快速的读取和写入；所述消息中间件7主要负责设备采集数据的接受并完成与其他外部系统的解耦，同时起到大量设备数据上传削峰的作用，确保数据有序，稳定的接入其他系统；所述定时任务框架8主要负责设备采集定时任务的执行管理和监控，同时也提供了人为干预的入口。所述应用数据库6主要负责讲设备的采集数据以及设备的监控数据永久存储。
所述网关层01包括数据透传网关与边缘计算网关，所述数据透传网关与边缘计算网关适用于协议解析适配层02的多种协议通讯规约。
所述协议解析适配层02包括三种通讯协议，分别为用电领域的DL/T 645协议通讯规约，用水领域的GB/T 778协议通讯规约，传感器及控制器领域的标准Modbus协议通讯规约。
因此在能源领域，基于以上三种通讯协议，多协议自适应得以实现。对于以上三种通讯协议在网关管理平台中都会以驱动的形式存在，工程师会基于以上三种协议进行编码开发，最终形成多个独立的驱动组件，在平台中是可以灵活配置的，然后，拿到厂家设备之后，便可以在驱动基础上快速完成适配，形成特定型号设备的驱动。在对设备进行采集和控制的时候，只要配置其使用那中驱动即可。
设备层03包括电表、水表、燃气表、能量表与传感器。
对于各个设备的智能感知，当设备的配置有变动的时候，数据同步中间件会监测到数据的变动，然后会实时的更新缓存中间件中的数据，那么在定时任务框架下次执行任务的时候，就会拿到最新的配置，这个过程中间不需要任何的人为的干预，便可实现智能感知的配置下发，网关层面有多少个串口，多少个网口，然后，下面挂载了多少个设备，在网关与管理平台建立链接，完成注册的过程中，也会自动上报，这样也就实现网关本身的自动感知。
本发明解决了多种设备类型适配困难的问题，因为适配了电表和水表的国标通讯规约，同时也适配了物联网最基础的Modbus通讯规约，这三种规约基本上涵盖了能源领域绝大多数的设备类型，其次，大大提高了适配的效率，解决了以往技术设备适配效率低下，适配周期长，适配成本高的问题，最后，对于能源商业项目来说，能够在有限的成本内，以较短的时间周期，完成大批量的设备适配，采集与控制，有效的降低成本，缩短项目周期，确实是一个少有的技术解决方案
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.基于多协议自适应的设备智能感知物联网网关管理平台，其特征在于，包括微服务集群、配置中心、网关层、缓存中间件、数据同步中间件、设备及网关配置数据库、协议解析适配层、设备层、定时任务框架、消息中间件和应用数据库，所述网关层分别连接微服务集群、缓存中间件及协议解析适配层，所述缓存中间件连接数据同步中间件，所述数据同步中间件再连接所述设备及网关配置数据库，所述协议解析适配层连接设备层，所述定时任务框架可对所述设备层的各个设备分别定时及实时控制，所述定时任务框架还连接消息中间件，所述消息中间件连接应用数据库。
2.根据权利要求1所述的基于多协议自适应的设备智能感知物联网网关管理平台，其特征在于：所述网关层包括数据透传网关与边缘计算网关，所述数据透传网关与边缘计算网关适用于所述协议解析适配层的多种协议通讯规约。
3.根据权利要求1或2所述的基于多协议自适应的设备智能感知物联网网关管理平台，其特征在于：所述协议解析适配层包括三种通讯协议，分别为用电领域的DL/T 645协议通讯规约，用水领域的GB/T 778协议通讯规约，传感器及控制器领域的标准Modbus协议通讯规约。
4.根据权利要求1所述的基于多协议自适应的设备智能感知物联网网关管理平台，其特征在于：所述设备层包括电表、水表、燃气表、能量表与传感器。
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