CN113381997A - 物联网通用协议转换平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及物联网通用协议转换平台,它包括协议配置模块、协议数据处理模块和协议封装模块;协议配置模块用于实现物联网设备协议的自定义配置、自动加载、配置解析和协议编解码生成;协议数据处理模块用于实现上传协议数据的拦截,并通过协议解码适配器调用生成的具体的协议解码器,将数据返回到上层管理界面;协议封装模块用于实现在数据下发时,管理界面调用协议数据操作接口传入上层设备数据,通过协议数据封装器封装具体的数据协议,并生成相应设备的通信协议后发送给设备。本发明用户可以任意配置设备通讯协议,能够根据用户配置自动调用配置解析器动态生成协议解码器,极大地方便了各物联网设备的连接、管理和通信,降低了经济成本。
Description
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通用协议转换平台。
背景技术
物联网是新一代信息技术的重要组成部分,指的是将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。现阶段,国家物联网正广泛应用于电力、交通、环保、物流、工业、医疗、水利、安防、电力等领域,并形成了包含芯片和元器件、设备、软件、系统集成、电信运营、物联网服务在内的较为完善的产业链体系,为诸多行业实现精细化管理提供了有力的支撑,大大提升了管理能力和水平,改变了行业运行模式。在这些领域,涌现出一批较强实力物联网领军企业,初步建成一批共性技术研发、检验检测、投融资、标识解析、成果转化、人才培训、信息服务等公共服务平台。
随着连网设备技术的进步、标准体系的成熟以及政策的推动,物联网应用领域在不断拓宽,新的应用场景将不断涌现。未来几年内,我国物联网产业将在智能电网、智能家居、数字城市、智能医疗、智能物流、车用传感器等领域率先普及,预计将实现三万亿的总产值,成为产业革命重要的推动力,作为新一代信息技术的重要组成部分,物联网的跨界融合、集成创新和规模化发展,在促进传统产业转型升级方面起到了巨大的作用。当前,NB-IOT、5G、人工智能(AI)、云计算、大数据、区块链、边缘计算等一系列新的技术和题材将不断地注入物联网领域,助力“物联网+行业应用”快速落地,促使物联网在工业、能源、交通、医疗、新零售等领域不断普及,也催生了智能门锁、智能音箱、无人机等诸多单品成为物联网的新应用。未来几年,人工智能、区块链、大数据、云计算等和物联网的关系将会被理顺,进而构建出一个新的、泛在的智能ICT(信息、通信和技术)基础设施,应用于全社会和各个行业。同时,随着物联网的壮大,多设备直接的数据交换问题以及通信安全问题将被逐步提上日程。
在基于大数据、人工智能的数据智能领域,通过物联网设备采集信息,是最直接有效的解决方案。一方面,物联网设备简化了信息录入环节,将人工记录数据转换为机器自动记录,可以解放大量人工操作;此外,在去除了人工录入的环节后,数据源头造假的问题也得到了控制,数据的真实性大大提升。
然而,在物联网设备被大量投入使用后,数据智能行业也迎来了新的问题。例如,以往的物联网建设未考虑到数据中台搭建问题,政府、企业的各个部门可能会使用来自多个厂商、系统的设备,而这些设备之间的数据打通,又成为了一大难题。
数据中台是一个复杂的系统性工程。首先,数据中台依赖于真实、可靠的数据,这就对数据采集提出了挑战;此外,在有效数据的基础上,数据中台还要给出一套数据挖掘、分析、治理机制,让数据跑起来,用得上;最后,数据中台还要打造出清晰、直观、高效的用户界面,便于用户使用。
不难看出,在数据中台的打造过程中,问题大多都出在数据上。在数据智能行业,企业与政府是最典型的需求方。其中,一部分需求方的数据基础设施相对薄弱,这也给数据智能服务商们带来了巨大的挑战。
以政府为例,智慧城市建设中的数据中台,往往需要打通公安、消防、交通、环保等多个部门的数据,而这些政府部门之间并不一定采用统一的数据标准。此外,部分政府机构的数据架构建设较早,其数据维度、数据质量等并不能满足数据中台搭建的需求。这就需要数据智能公司投入人力物力。
面对这些问题,数据智能行业以往的解决方案,往往都是纯手工作业的形式。例如,在数据打通的过程中,以性别信息为例,在不同的数据库系统中,性别的数据信息可能是「0/1」「男/女」或「F/M」。面对这种情况,开发人员必须手工将数据标准统一化。
又比如,在智慧园区的建设中,烟感报警器与监控摄像头可能来自不同的设备厂商,并采用了不同的物联网协议。一旦烟感报警器报警,处置人员要手动调动摄像头,检查报警原因,流程繁琐、复杂。
“物联网通用协议转换平台”可以打通不同物联网协议下的设备,实现设备之间的智能联动。平台系统在检测到烟感传感器报警后,可以将最近的监控摄像头画面推送到终端监视器上,让处置人员能够及时获取现场画面。未来,这一系统还可以引入AI等新技术,让AI通过视觉信息自动判定是否出现火灾等紧急情况。
在转换平台体系内,不同硬件厂商的物联网设备,都可以通过平台适配器整合入XIoT框架(图1)。与此同时,平台可以通过统一的核心引擎,如事件分析引擎、联动调度引擎等,再度调动这些物联网设备。最终的目标是,让开发者在开发上层应用时,可以无需关心底层的硬件设备协议,实现自由、高效的开发。
“物联网通用协议转换平台”采用模块化、松耦合的技术架构,开发者可以根据自己的需要,自由调动其中的一个或多个模块。最终,客户通过转换平台智能化开发,实现自己的需求。甚至,客户可以向开发平台下需求,而开发平台借助AI等技术,自动实现需求。
就目前而言,由于物联网行业百花齐放、百舸争流,导致各家协议大相径庭,很难和平共处,给各终端设备的管理和整合带来巨大的困难,同时也带来巨大的经济成本,有鉴于此,物联网通用协议转换平台应运而生,为各型号各厂家的设备管理和通信带来极大的便利。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供了一种物联网通用协议转换平台,解决了现有各种协议之间差别大,给各终端设备的管理和整合带来困难的问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:物联网通用协议转换平台,它包括协议配置模块、协议数据处理模块和协议封装模块;
所述协议配置模块用于实现物联网设备协议的自定义配置、自动加载、配置解析和协议编解码生成;
所述协议数据处理模块用于实现上传协议数据的拦截,并通过协议解码适配器调用生成的具体的协议解码器,将数据返回到上层管理界面;
所述协议封装模块用于实现在数据下发时,管理界面调用协议数据操作接口传入上层设备数据,通过协议数据封装器封装具体的数据协议,并生成相应设备的通信协议后发送给设备。
进一步地,所述协议配置模块包括协议配置管理器、协议配置描述表、协议配置装载器和协议配置解析器;
所述协议配置管理器用于实现平台协议的配置管理,通过调用所述协议配置描述协议配置装载器和协议配置解析器来实现整体管理;
所述协议配置描述表用于实现自定义协议的描述;
所述协议配置装载器用于实现自定义协议配置信息的读取和加载;
所述协议配置解析器根据所述协议配置描述表对配置协议进行解析并自动生成协议的编解码。
进一步地,所述协议数据处理模块包括协议数据拦截器、协议数据回调接口、协议解码适配器;
所述协议数据拦截器用于实现网络数据的接收,并根据协议配置管理中心协议标识对接收的数据进行甄别;
所述协议数据回调接口用于将数据输出到绑定的上层处理函数中进行处理;
所述协议解码适配器用于调用协议解码器对数据进行解析解码。
进一步地,所述协议封装模块包括协议编码适配器、协议数据操作接口和协议数据封装器;
所述协议数据操作接口用于提供上层管理对设备操作数据的输入方法;
所述协议数据封装器用于根据设备使用的协议类型结合协议描述对所述协议操作接口输入的数据进行封装;
所述协议编码适配器用于根据设备的协议类型调用协议编码器对封装后的数据进行编码,并通过网络发送给设备终端。
本发明具有以下优点:一种物联网通用协议转换平台,用户可以任意配置设备通讯协议,能够根据用户配置自动调用配置解析器动态生成协议解码器,极大地方便了各物联网设备的连接、管理和通信,降低了经济成本。
附图说明
图1为XIoT框架示意图;
图2为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下结合附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本发明做进一步的描述。
如图2所示,本发明涉及一种物联网通用协议转换平台,其主要包括协议配置管理器、协议配置描述表、协议配置装载器、协议配置解析器、协议数据拦截器、协议数据回调接口、协议解码适配器、协议编码适配器、协议数据操作接口和协议数据封装器。
进一步地,协议配置管理器、协议配置描述表、协议配置装载器、协议配置解析器四个部分主要实现物联网设备协议的自定义配置、自动加载、配置解析、协议编解码生成;
其中,协议配置管理器主要实现平台协议的管理配置,它通过调用协议配置描述表、协议配置装载器、协议配置解析器三个协议处理类来实现整体管理功能;
协议配置装载器主要实现自定义协议配置信息的读取和加载;
协议配置描述表主要实现自定义协议的描述,比如协议采用的具体格式、各部分的名称、长度、类型、顺序、单值或集合、解析方式、校验方式等;
协议配置解析器则根据配置描述表对配置协议进行解析并自动生成协议的编解码器;其顺序为:配置管理器初始化—>协议配置装载器—>协议配置描述表—>协议配置解析器;
其中,协议数据拦截器、协议数据回调接口、协议解码适配器三个部分主要实现上传协议数据的拦截,并通过协议解码适配器调用上面生成的具体的协议解码器,然后通过协议数据回调接口,将数据返回到上层管理界面;协议数据拦截器主要实现网络数据的接收,并根据协议配置管理中协议标识对接收的数据进行甄别,然后通过协议解码适配器调用协议解码器对数据解析解码,最后通过数据回调接口将数据输出到绑定的上层处理函数中进行处理,其顺序为:协议数据拦截器—>协议解码适配器—>协议数据回调接口;
其中,协议编码适配器、协议数据操作接口、协议数据组装器三个部分是数据下发时,管理界面调用协议数据操作接口传入上层设备数据,通过协议数据组装器组装具体的数据协议,并调用协议编码适配器使用具体协议的编码器生成指定设备的通信协议并发送给指定设备。协议数据操作接口主要提供上层管理对设备操作数据的输入方法;协议数据组装器主要根据设备所使用的协议类型并结合协议描述对操作接口输入的数据进行组装;协议编码适配器主要根据设备的协议类型调用具体的协议编码器对组装后的数据进行编码,最后通过网络发送给设备终端,其顺序为:协议数据操作接口—>协议数据组装器—>协议编码适配器—>网络发送—>设备终端。
本发明协议转换的整体流程如下:
一、数据接收
终端设备发送数据—>协议数据拦截器—>调用协议适配器—>调用配置管理器—>根据协议关键字调用其协议解码器—>解码后调用协议数据回调接口—>将设备数据返回业务处理层
二、数据发送
业务处理层准备数据—>调用协议组装器组装发送数据—>调用协议适配器—>调用配置管理器—>根据设备绑定的协议关键字调用其协议编码器—>数据编码后发送给设备
通过本发明用户可以任意配置设备通讯协议,系统根据用户配置自动调用系统的配置解析器动态生成协议解码器,极大的方便了各物联网设备的连接、管理和通信;而传统的实现方式为各物联网设备厂家提供通讯协议或SDK,设备使用方自己根据协议或SDK实现具体的通信协议解析,在当前物联网设备大行其道的新形势下,这种方法就大大增加了使用方的开发成本、时间成本以及项目实施成本,从而影响企业的经济效益和市场竞争力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.物联网通用协议转换平台,其特征在于:它包括协议配置模块、协议数据处理模块和协议封装模块;
所述协议配置模块用于实现物联网设备协议的自定义配置、自动加载、配置解析和协议编解码生成;
所述协议数据处理模块用于实现上传协议数据的拦截,并通过协议解码适配器调用生成的具体的协议解码器,将数据返回到上层管理界面;
所述协议封装模块用于实现在数据下发时,管理界面调用协议数据操作接口传入上层设备数据,通过协议数据封装器封装具体的数据协议,并生成相应设备的通信协议后发送给设备。
2.根据权利要求1所述的物联网通用协议转换平台,其特征在于:所述协议配置模块包括协议配置管理器、协议配置描述表、协议配置装载器和协议配置解析器;
所述协议配置管理器用于实现平台协议的配置管理,通过调用所述协议配置描述协议配置装载器和协议配置解析器来实现整体管理;
所述协议配置描述表用于实现自定义协议的描述;
所述协议配置装载器用于实现自定义协议配置信息的读取和加载;
所述协议配置解析器根据所述协议配置描述表对配置协议进行解析并自动生成协议的编解码。
3.根据权利要求1所述的物联网通用协议转换平台,其特征在于:所述协议数据处理模块包括协议数据拦截器、协议数据回调接口、协议解码适配器;
所述协议数据拦截器用于实现网络数据的接收,并根据协议配置管理中心协议标识对接收的数据进行甄别;
所述协议数据回调接口用于将数据输出到绑定的上层处理函数中进行处理;
所述协议解码适配器用于调用协议解码器对数据进行解析解码。
4.根据权利要求1所述的物联网通用协议转换平台,其特征在于:所述协议封装模块包括协议编码适配器、协议数据操作接口和协议数据封装器;
所述协议数据操作接口用于提供上层管理对设备操作数据的输入方法;
所述协议数据封装器用于根据设备使用的协议类型结合协议描述对所述协议操作接口输入的数据进行封装;
所述协议编码适配器用于根据设备的协议类型调用协议编码器对封装后的数据进行编码,并通过网络发送给设备终端。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210910 |
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