CN112769901A - 一种轨道交通信号设备通信交互方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轨道交通信号设备通信交互方法及系统，包括：获取配置数据库中待连接信号设备的模块配置信息；基于所述模块配置信息，通过Netty框架进行通信交互，建立通信连接交互；待所述通信连接交互建立成功后，对所述待连接信号设备进行预设配置管理；接收所述待连接设备的数据信息，将所述数据信息存入指定库中，并将所述数据信息对应的标识信息通过预设消息队列传递至下一处理环节。本发明通过基于Netty的通信交互模式，为软硬件通信交互提供了强而稳定的通信技术，同时支持多种通信协议的使用，通过配置化管理数据和代码，给快速开发提供了保障。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通数据通信技术领域，尤其涉及一种轨道交通信号设备通信交互方法及系统。
背景技术
轨道交通信号设备系统通过硬件采集数据，上传至各硬件模块，进而上报给总集成商或其他厂家进行数据解读及分析。当前轨道交通信号设备厂商众多，各家厂商针对各信号专业都有不同的通信协议，行业内甚至于同一信号专业内均无同一标准协议。针对硬件采集数据上传的形式，各厂商都应用自己的一套规则进行上报或转发，通信交互的方式五花八门。对于信号总集成商来说，每个厂家的通信协议均需要单独开发，重复开发导致时间成本大大提高，维护人力投入也越来越多，项目成本居高不下。
现有的方案存在如下几个问题：
开发模式单一，针对硬件厂商新增协议，都需重新开发通信代码；开发代码冗余，重复工作的时间占用较多；维护成本高，代码量跟随协议量的增多，大大增加维护时间和人力；开发人员投入学习成本较高，针对各协议版本的通信代码内容均需要重新研习。
因此，需要提出一种新的针对硬件采集数据的通信方法。
发明内容
本发明提供一种轨道交通信号设备通信交互方法及系统，用以解决现有技术中存在的缺陷。
第一方面，本发明提供一种轨道交通信号设备通信交互方法，包括：
获取配置数据库中待连接信号设备的模块配置信息；
基于所述模块配置信息，通过Netty框架进行通信交互，建立通信连接交互；
待所述通信连接交互建立成功后，对所述待连接信号设备进行预设配置管理；
接收所述待连接设备的数据信息，将所述数据信息存入指定库中，并将所述数据信息对应的标识信息通过预设消息队列传递至下一处理环节。
在一个实施例中，所述基于所述模块配置信息，通过Netty框架进行通信交互，建立通信连接交互，之后还包括：
基于所述模块配置信息，周期性地进行心跳连接交互，并针对不同通信协议配置心跳帧信息；
若超过预设间隔时间未收到心跳，生成心跳中断报警信息发送至所述预设消息队列或第三方应用。
在一个实施例中，所述模块配置信息包括所述待连接信号设备的IP地址、端口号、设备模块编号、通信类型和是否启用信息。
在一个实施例中，所述获取配置数据库中待连接信号设备的模块配置信息，之前包括：
根据预设通信协议配置所述配置数据库，将所述模块配置信息配置到对应的数据库表结构中。
在一个实施例中，所述基于所述模块配置信息，通过Netty框架进行通信交互，建立通信连接交互，包括：
基于所述Netty框架进行通信交互，支持TCP客户端通信协议、TCP服务端通信协议和UDP通信协议；
根据所述数据库表结构的表字段要求存入所述TCP客户端通信协议、所述TCP服务端通信协议和所述UDP通信协议，启动通信模块进行实时通信；
若服务端无法连接或连接通信发生故障，自动发起重连请求。
在一个实施例中，所述待所述通信连接交互建立成功后，对所述待连接信号设备进行预设配置管理，包括：
通过预设操作界面对所述待连接信号设备进行硬件设备配置修改，得到修改后的配置信息；
将所述修改后的配置信息下发给所述待连接信号设备，并重新连接所述待连接信号设备；
待所述待连接信号设备的硬件模块收到配置更改指令之后，更新当前配置并重启，并等待软件模块重新建立连接。
在一个实施例中，还包括：
由所述预设操作界面将硬件升级包上传至服务器，通过所述服务器定时下发所述硬件升级包至所述硬件模块进行升级操作。
第二方面，本发明还提供一种轨道交通信号设备通信交互系统，包括：
获取模块，用于获取配置数据库中待连接信号设备的模块配置信息；
连接模块，用于基于所述模块配置信息，通过Netty框架进行通信交互，建立通信连接交互；
配置模块，用于待所述通信连接交互建立成功后，对所述待连接信号设备进行预设配置管理；
接收模块，用于接收所述待连接设备的数据信息，将所述数据信息存入指定库中，并将所述数据信息对应的标识信息通过预设消息队列传递至下一处理环节。
第三方面，本发明还提供一种电子设备，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程序时实现如上述任一种所述轨道交通信号设备通信交互方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述轨道交通信号设备通信交互方法的步骤。
本发明提供的轨道交通信号设备通信交互方法及系统，通过基于Netty的通信交互模式，为软硬件通信交互提供了强而稳定的通信技术，同时支持多种通信协议的使用，通过配置化管理数据和代码，给快速开发提供了保障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的轨道交通信号设备通信交互方法的流程示意图；
图2是本发明提供的通信模块系统架构示意图；
图3是本发明提供的基于Netty的通信模块示意图；
图4是本发明提供的轨道交通信号设备通信交互系统的结构示意图；
图5是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
针对现有的轨道交通信号设备没有统一的用于数据采集的通信协议，本发明提出一种轨道交通信号设备通信交互方法，如图1所示，包括：
S1，获取配置数据库中待连接信号设备的模块配置信息；
S2，基于所述模块配置信息，通过Netty框架进行通信交互，建立通信连接交互；
S3，待所述通信连接交互建立成功后，对所述待连接信号设备进行预设配置管理；
S4，接收所述待连接设备的数据信息，将所述数据信息存入指定库中，并将所述数据信息对应的标识信息通过预设消息队列传递至下一处理环节。
可选的，本发明采用基于Netty的轨道交通信号设备智能通信交互技术，其中涉及的通用通信模块系统是针对轨道交通行业地铁信号系统的软硬件通信交互而开发的一款通过数据配置进行通信的信号交互软件，主要适用于TCP和UDP采集协议、Kafka+zookeeper消息中间件，面向对象设计思想结合UML建模语言，Netty通信框架，Mysql为存储介质来设计与开发。
此处，通信设备采集模块是一个综合利用计算机网络技术、数据库技术、通信技术等构成的模块应用，运用Java编程语言编写，结合springboot、mybatis、mysql、Netty等开源技术框架进行开发，可以对基于UDP、TCP客户端、TCP服务端等其他类型通信协议进行连接，同时具备相互通信和传输功能，实用性强。通信模块支持多种传输方式，系统容量大，可平滑扩容，数据处理能力强。在通信模块中，通过配置通信模块配置，以及新增对应的代码模块，即可快速针对新的接口协议进行开发调试，通信模块的系统架构如图2所示。
基于上述通信模块，本发明采用的通信交互方法具体为：根据配置数据库中待连接信号设备的模块配置信息，通过Netty框架进行通信交互，如图3所示，建立通信连接交互，当通信连接交互建立成功后，对待连接信号设备进行一系列的配置管理，并接收待连接设备的数据信息，将该数据信息存入指定库中，并将数据信息对应的标识信息通过预设消息队列(例如通过kafka消息中间件)传递至下一处理环节，这里是用来接收所有数据类型信息，过滤掉心跳、配置以及升级指令，将接收到的信号设备数据存库。
可以理解的是，Netty是由JBOSS提供的一个java开源框架，现为Github上的独立项目。Netty提供异步的、事件驱动的网络应用程序框架和工具，用以快速开发高性能、高可靠性的网络服务器和客户端程序。
也就是说，Netty是一个基于NIO的客户、服务器端的编程框架，使用Netty可以确保快速和简单的开发出一个网络应用，例如实现了某种协议的客户、服务端应用。Netty相当于简化和流线化了网络应用的编程开发过程，例如：基于TCP和UDP的socket服务开发。
本发明通过基于Netty的通信交互模式，为软硬件通信交互提供了强而稳定的通信技术，同时支持多种通信协议的使用，通过配置化管理数据和代码，给快速开发提供了保障。
基于上述实施例，该方法步骤S2之后还包括：
基于所述模块配置信息，周期性地进行心跳连接交互，并针对不同通信协议配置心跳帧信息；
若超过预设间隔时间未收到心跳，生成心跳中断报警信息发送至所述预设消息队列或第三方应用。
可选的，在完成通信连接交互后，本发明还设置了心跳交互，通过数据库配置，对于已经连接上的通道，可以下发心跳，心跳周期可配置，心跳帧明细可以针对不同协议进行自主化配置。长期未接收到心跳，可以生成心跳中断的报警发送至Kafka或第三方应用。
本发明通过设置心跳交互机制，为通信模块的交互提供了稳定而有保障的通信机制，便于及时获取设备的运行状态，确保业务不中断。
基于上述任一实施例，所述模块配置信息包括所述待连接信号设备的IP地址、端口号、设备模块编号、通信类型和是否启用信息。
可选的，在数据库中将待连接信号设备的通信基础信息录入，包括目标硬件的IP地址、端口号、设备模块编号、通信类型和是否启用等信息。
本发明通过预先配置数据库信息，能支持多种通信协议的同时使用。
基于上述任一实施例，该方法步骤S1之前包括：
根据预设通信协议配置所述配置数据库，将所述模块配置信息配置到对应的数据库表结构中。
可选的，通信模块是通过数据库进行配置化管理，因此在使用此通信模块之前，将所有需要进行通信交互的设备信息录入至对应的数据库中。根据协议进行数据库配置，将需要连接的硬件模块信息配置到对应的数据库表结构中；针对具体协议新增个性化配置代码，包含心跳交互格式、配置交互格式、升级指令、解析配置命令等内容。
本发明通过配置化管理数据和代码，给快速开发提供保障，针对新的通信协议可以快速搭建通信交互平台，以便快速接收硬件采集数据以及进行深度开发。
基于上述任一实施例，该方法步骤S2具体包括：
基于所述Netty框架进行通信交互，支持TCP客户端通信协议、TCP服务端通信协议和UDP通信协议；
根据所述数据库表结构的表字段要求存入所述TCP客户端通信协议、所述TCP服务端通信协议和所述UDP通信协议，启动通信模块进行实时通信；
若服务端无法连接或连接通信发生故障，自动发起重连请求。
可选的，本发明通过Netty框架进行通信交互，支持TCP客户端通信协议、TCP服务端通信协议和UDP通信协议，根据表字段要求存入之后，启动通信模块，即可对硬件进行实时通信。同时具备断链重连机制，当服务端无法连接或连接通道故障时，将自动发起重连。
此处，通信模块系统启动时，将数据库中，已经启用的连接配置全部读取出来，对每一条连接数据进行单独处理，根据协议类型的不同，启动不同的连接服务。同时需要启动心跳交互机制、通信通道检测机制。
本发明通过单独处理每个通信链接数据，以保证不同通道的数据不会相互影响，并通过基于TCP和UDP的采集通信协议，均可通过数据库和代码的配置进行开发，有效减短重复开发的时间。
基于上述任一实施例，该方法中步骤S3包括：
通过预设操作界面对所述待连接信号设备进行硬件设备配置修改，得到修改后的配置信息；
将所述修改后的配置信息下发给所述待连接信号设备，并重新连接所述待连接信号设备；
待所述待连接信号设备的硬件模块收到配置更改指令之后，更新当前配置并重启，并等待软件模块重新建立连接。
可选的，当通信连接建立成功之后，可以通过页面端进行硬件设备配置管理，支持在浏览器界面进行硬件模块配置修改，修改完成之后，通信模块将当前配置下发给硬件端，并重新连接硬件设备，待硬件模块接收到配置更改指令之后，更改当前配置并重启，等待软件重新连接。
本发明通过配置化管理数据和代码，给快速开发提供了保障。
基于上述任一实施例，该方法还包括：
由所述预设操作界面将硬件升级包上传至服务器，通过所述服务器定时下发所述硬件升级包至所述硬件模块进行升级操作。
可选的，本发明中的通信模块具备远程升级硬件的功能，通过界面将相关硬件升级包上传至服务器，再定时下发，通过TCP或HTTP的形式，将升级包或者下载链接下发至硬件端，硬件端接收到升级指令时，即开始升级动作。
本发明通过支持远程修改硬件配置和远程升级硬件系统，为开发者提供了便利的升级操作感知。
下面对本发明提供的轨道交通信号设备通信交互系统进行描述，下文描述的轨道交通信号设备通信交互系统与上文描述的轨道交通信号设备通信交互方法可相互对应参照。
图4是本发明提供的轨道交通信号设备通信交互系统的结构示意图，如图4所示，包括：获取模块41、连接模块42、配置模块43和接收模块44；其中：
获取模块41用于获取配置数据库中待连接信号设备的模块配置信息；连接模块42用于基于所述模块配置信息，通过Netty框架进行通信交互，建立通信连接交互；配置模块43用于待所述通信连接交互建立成功后，对所述待连接信号设备进行预设配置管理；接收模块44用于接收所述待连接设备的数据信息，将所述数据信息存入指定库中，并将所述数据信息对应的标识信息通过预设消息队列传递至下一处理环节。
本发明通过基于Netty的通信交互模式，为软硬件通信交互提供了强而稳定的通信技术，同时支持多种通信协议的使用，通过配置化管理数据和代码，给快速开发提供了保障。
图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(CommunicationsInterface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行轨道交通信号设备通信交互方法，该方法包括：获取配置数据库中待连接信号设备的模块配置信息；基于所述模块配置信息，通过Netty框架进行通信交互，建立通信连接交互；待所述通信连接交互建立成功后，对所述待连接信号设备进行预设配置管理；接收所述待连接设备的数据信息，将所述数据信息存入指定库中，并将所述数据信息对应的标识信息通过预设消息队列传递至下一处理环节。
此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的轨道交通信号设备通信交互方法，该方法包括：获取配置数据库中待连接信号设备的模块配置信息；基于所述模块配置信息，通过Netty框架进行通信交互，建立通信连接交互；待所述通信连接交互建立成功后，对所述待连接信号设备进行预设配置管理；接收所述待连接设备的数据信息，将所述数据信息存入指定库中，并将所述数据信息对应的标识信息通过预设消息队列传递至下一处理环节。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的轨道交通信号设备通信交互方法，该方法包括：获取配置数据库中待连接信号设备的模块配置信息；基于所述模块配置信息，通过Netty框架进行通信交互，建立通信连接交互；待所述通信连接交互建立成功后，对所述待连接信号设备进行预设配置管理；接收所述待连接设备的数据信息，将所述数据信息存入指定库中，并将所述数据信息对应的标识信息通过预设消息队列传递至下一处理环节。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种轨道交通信号设备通信交互方法，其特征在于，包括：
获取配置数据库中待连接信号设备的模块配置信息；
基于所述模块配置信息，通过Netty框架进行通信交互，建立通信连接交互；
待所述通信连接交互建立成功后，对所述待连接信号设备进行预设配置管理；
接收所述待连接设备的数据信息，将所述数据信息存入指定库中，并将所述数据信息对应的标识信息通过预设消息队列传递至下一处理环节。
2.根据权利要求1所述的轨道交通信号设备通信交互方法，其特征在于，所述基于所述模块配置信息，通过Netty框架进行通信交互，建立通信连接交互，之后还包括：
基于所述模块配置信息，周期性地进行心跳连接交互，并针对不同通信协议配置心跳帧信息；
若超过预设间隔时间未收到心跳，生成心跳中断报警信息发送至所述预设消息队列或第三方应用。
3.根据权利要求1或2所述的轨道交通信号设备通信交互方法，其特征在于，所述模块配置信息包括所述待连接信号设备的IP地址、端口号、设备模块编号、通信类型和是否启用信息。
4.根据权利要求1所述的轨道交通信号设备通信交互方法，其特征在于，所述获取配置数据库中待连接信号设备的模块配置信息，之前包括：
根据预设通信协议配置所述配置数据库，将所述模块配置信息配置到对应的数据库表结构中。
5.根据权利要求4所述的轨道交通信号设备通信交互方法，其特征在于，所述基于所述模块配置信息，通过Netty框架进行通信交互，建立通信连接交互，包括：
基于所述Netty框架进行通信交互，支持TCP客户端通信协议、TCP服务端通信协议和UDP通信协议；
根据所述数据库表结构的表字段要求存入所述TCP客户端通信协议、所述TCP服务端通信协议和所述UDP通信协议，启动通信模块进行实时通信；
若服务端无法连接或连接通信发生故障，自动发起重连请求。
6.根据权利要求1所述的轨道交通信号设备通信交互方法，其特征在于，所述待所述通信连接交互建立成功后，对所述待连接信号设备进行预设配置管理，包括：
通过预设操作界面对所述待连接信号设备进行硬件设备配置修改，得到修改后的配置信息；
将所述修改后的配置信息下发给所述待连接信号设备，并重新连接所述待连接信号设备；
待所述待连接信号设备的硬件模块收到配置更改指令之后，更新当前配置并重启，并等待软件模块重新建立连接。
7.根据权利要求6所述的轨道交通信号设备通信交互方法，其特征在于，还包括：
由所述预设操作界面将硬件升级包上传至服务器，通过所述服务器定时下发所述硬件升级包至所述硬件模块进行升级操作。
8.一种轨道交通信号设备通信交互系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取配置数据库中待连接信号设备的模块配置信息；
连接模块，用于基于所述模块配置信息，通过Netty框架进行通信交互，建立通信连接交互；
配置模块，用于待所述通信连接交互建立成功后，对所述待连接信号设备进行预设配置管理；
接收模块，用于接收所述待连接设备的数据信息，将所述数据信息存入指定库中，并将所述数据信息对应的标识信息通过预设消息队列传递至下一处理环节。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述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如权利要求1至7任一项所述轨道交通信号设备通信交互方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，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如权利要求1至7任一项所述轨道交通信号设备通信交互方法的步骤。
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