CN113422717B - 一种自适配智能终端设备协议的网关及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适配智能终端设备协议的网关，包括南向数据交互模块、北向数据交互模块、数据处理模块、配置交互模块，其中北向数据交互模块用于网关与平台间的数据、命令、配置协议解析和组包；还包括平台接入层通信组件、协议库组件、数据库、设备接入层通信接口。本发明通过南向数据交互模块用于网关与智能终端之间的数据、命令、配置协议解析和组包；从而结合对码表和协议库的调用，并且实现同种通信接口的不同种类、不同协议的智能终端设备混合接入网关，提供了网关自适配智能终端协议的能力，降低现场施工难度，提高网关接入智能终端设备的种类和数量，减少网关使用数量，节约系统成本。

Description

一种自适配智能终端设备协议的网关及使用方法

技术领域

本发明涉及协议转换物联网关技术领域，尤其涉及一种自适配智能终端设备协议的网关及使用方法。

背景技术

目前，随着物联网技术的快速发展，智能终端设备的种类越来越丰富，同一厂家会有同类智能终端设备的多种型号及多种协议，不同厂家智能终端设备之间协议更是不尽相同，这给通过网关接入不同厂家、不同种类、不同协议的智能终端设备带来了很大的困难。目前网关多采用网关内置多种协议的方式，根据现场实际挂接的智能终端型号选择相应的协议。或者根据具体智能终端型号和标准协议现场配置协议，但是进行不同种类、不同协议的智能终端通过同一通信接口实现混合接入网关难以实现，造成网关接入的设备数量和种类受限严重受限等问题。并且现场施工时会存在人为操作失误，选错、配置错协议等情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种自适配智能终端设备协议的网关及使用方法，能够是网关具备协议自适配能力，使网关的同一通信接口可混合接入不同协议的智能终端设备，以提高网关外接智能终端的最大数量，同时也可避免现场施工人员选配协议所导致的操作失误问题。

本发明采用的技术方案为：

一种自适配智能终端设备协议的网关，包括南向数据交互模块、北向数据交互模块、数据处理模块、配置交互模块，其中北向数据交互模块用于网关与平台间的数据、命令、配置协议解析和组包；南向数据交互模块用于网关与智能终端之间的数据、命令、配置协议解析和组包；配置模块用于北向数据交互模块的上传规则和心跳规则，南向数据交互模块的数据过滤规则、问答频率，数据处理模块的数据处理选项；还包括平台接入层通信组件、协议库组件、数据库、设备接入层通信接口。

一种基于权利要求1所述自适配智能终端设备协议的网关的使用方法，包括如下步骤：

首先通过终端的简化施工APP扫描网关上的唯一号条形码录入网关信息；

然后选择网关下接入智能终端设备的南向通道，南向通道选择完成后再扫描智能终端上的唯一号条码，扫描完成后手机端简化施工APP将获取到的网关唯一号和智能终端唯一号上传至云平台；

云平台根据唯一码规则判断设备类型，并根据类型和唯一号生成规则重新生成平台可识别的唯一号，并将智能终端唯一号和平台重新生成的唯一号生成对码表下发给网关，网关也可以主动获取对码表；

网关加载完对码表后根据唯一号中包含的设备类型信息判断本地是否有对应的协议库，如果没有就从云平台上下载相应的协议库。

通过网关处理问答式智能终端的过程，具体包括如下步骤，

从对码表中读取序号、短地址、长地址、协议库对应关系表，跟据对应关系表信息调用相应的协议库，协议库内部根据对应关系表信息组包向下问的报文及解析应答报文，根据协议库中配置文件对数据进行处理，如：数据存储、事件存储、报警存储、状态存储、远程控制、趋势分析、边缘计算等操作，

然后对应关系表序号加1并判断序号是否超过设备容量，如果没有超过则进行下一台智能终端设备的问答操作及数据处理，如果序号超过设备容量则序号置1，从头开始轮询智能终端设备。

通过网关处理主动上传式智能终端的方法，具体包括如下步骤：

读取对码表，获取接入的设备类型；

根据设备类型，加载相应协议库；

接收主动上传数据；

调取协议库进行模糊识别，将接收到的数据分别用加载的协议库解析只有符合该协议库协议规则的数据才能被正确解析并进入数据处理模块，如：数据存储、事件存储、报警存储、状态存储、远程控制、趋势分析、边缘计算等操作。

本发明通过在网关上集成设置南向数据交互模块、北向数据交互模块、数据处理模块、配置交互模块，其中北向数据交互模块用于网关与平台间的数据、命令、配置协议解析和组包；南向数据交互模块用于网关与智能终端之间的数据、命令、配置协议解析和组包；配置模块用于北向数据交互模块的上传规则和心跳规则，南向数据交互模块的数据过滤规则、问答频率，数据处理模块的数据处理选项；从而结合对码表和协议库的调用，从而实现了无需现场施工人员选择和配置协议，并且实现同种通信接口的不同种类、不同协议的智能终端设备混合接入网关，提供了网关自适配智能终端协议的能力，降低现场施工难度，提高网关接入智能终端设备的种类和数量，减少网关使用数量，节约系统成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明示例中简化施工的流程图；

图2是本发明示例中问答式交互的流程图；

图3是本发明示例中主动上传的流程图；

图4是本发明的协议库框图；

图5是本发明的原理框图；

图6是本发明示例的系统框图。

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付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。

如图1、2和3所示，本发明包括南向数据交互模块、北向数据交互模块、数据处理模块、配置交互模块，其中北向数据交互模块用于网关与平台间的数据、命令、配置协议解析和组包；南向数据交互模块用于网关与智能终端之间的数据、命令、配置协议解析和组包；配置模块用于北向数据交互模块的上传规则和心跳规则，南向数据交互模块的数据过滤规则、问答频率，数据处理模块的数据处理选项；还包括平台接入层通信组件（4G、以太网）、协议库组件（北向数据交互模块、南向数据交互模块、数据处理模块、配置模块）、数据库（sqlite3）、设备接入层通信接口（RS485、RS232、LORA、RF433）。

所述自适配智能终端设备协议的网关的使用方法，包括如下步骤：

首先通过终端的简化施工APP扫描网关上的唯一号条形码录入网关信息；

然后选择网关下接入智能终端设备的南向通道，南向通道选择完成后再扫描智能终端上的唯一号条码，扫描完成后手机端简化施工APP将获取到的网关唯一号和智能终端唯一号上传至云平台；

云平台根据唯一码规则判断设备类型，并根据类型和唯一号生成规则重新生成平台可识别的唯一号，并将智能终端唯一号和平台重新生成的唯一号生成对码表下发给网关，网关也可以主动获取对码表；

网关加载完对码表后根据唯一号中包含的设备类型信息判断本地是否有对应的协议库，如果没有就从云平台上下载相应的协议库。

自适配智能终端设备协议的使用方法，通过网关处理问答式智能终端的过程，具体包括如下步骤：从对码表中读取序号、短地址、长地址、协议库对应关系表，跟据对应关系表信息调用相应的协议库，协议库内部根据对应关系表信息组包向下问的报文及解析应答报文，根据协议库中配置文件对数据进行处理，如：数据存储、事件存储、报警存储、状态存储、远程控制、趋势分析、边缘计算等操作，

然后对应关系表序号加1并判断序号是否超过设备容量，如果没有超过则进行下一台智能终端设备的问答操作及数据处理，如果序号超过设备容量则序号置1，从头开始轮询智能终端设备。

自适配智能终端设备协议的网关及使用方法，通过网关处理主动上传式智能终端的方法，具体包括如下步骤：读取对码表，获取接入的设备类型；根据设备类型，加载相应协议库；

接收主动上传数据；调取协议库进行模糊识别，将接收到的数据分别用加载的协议库解析只有符合该协议库协议规则如表2所示的数据才能被正确解析并进入数据处理模块，如：数据存储、事件存储、报警存储、状态存储、远程控制、趋势分析、边缘计算等操作。

本发明通过在网关上集成设置南向数据交互模块、北向数据交互模块、数据处理模块、配置交互模块，其中北向数据交互模块用于网关与平台间的数据、命令、配置协议解析和组包；南向数据交互模块用于网关与智能终端之间的数据、命令、配置协议解析和组包；配置模块用于北向数据交互模块的上传规则和心跳规则，南向数据交互模块的数据过滤规则、问答频率，数据处理模块的数据处理选项；从而结合对码表和协议库的调用，从而实现了无需现场施工人员选择和配置协议，并且实现同种通信接口的不同种类、不同协议的智能终端设备混合接入网关，提供了网关自适配智能终端协议的能力，降低现场施工难度，提高网关接入智能终端设备的种类和数量，减少网关使用数量，节约系统成本。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其中例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。一下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例出的一种网关获取对码表及相应协议库的方法流程图，如图1所示，本公开提供的一种网关获取对码表及相应协议库的方法流程图包括打开简化施工APP S110；扫码网关唯一号条码S120；选择南向通道S130；扫码智能终端唯一号条码S140；生成对码表S150；网关获取对码表S160；根据装置类型远程加载协议库S170。

如图1所示，该方法可以包括以下步骤：在S110中，简化施工APP具备网关信息和智能终端信息录入平台功能，打开简化施工APP后先新建项目，在项目中选择施工类型，即网关型号。扫码网关唯一号条码S120,网关唯一号中包含设备类型码，即网关的型号信息、通道数量等信息。选择南向通道S130，根据南向通道指示信息，如：RS485通道、RS232通道、Lora通道、RF433通道等通道类型及通道的最大带载量信息，根据智能终端通信类型选择相应的通道。扫码智能终端唯一号条码S140，简化施工APP根据平台唯一号生成规则，重新生成云平台可识别34位唯一码（其格式如表2所示）和对码表（其格式如表1所示）并存在云平台数据库。当网关下所挂载的所有智能终端设备扫码施工完成后，云平台给网关下发对码表如图1所示格式。网关获取对码表S160，有两种途径，可以在简化施工完毕后平台主动下发或执行扩容或删除操作后由平台下发，网关也可以通过命令主动获取对码表。根据装置类型远程加载协议库S170，网关获取到对码表后解析出设备类型码，根据类型码先查找本地是否已经存在相应的协议库，如果不存在则远程从云平台上下载相应的协议库。协议库下载完成后网关就建立好对码表和协议库的对应关系。

图2是根据一示例性实施例出的一种自适配问答式智能终端协议的方法流程图，如图2所示，本公开提供的一种自适配问答式智能终端协议的设计方法，包括读取序号、短地址、长地址、协议库对应关系表S210；调用相应的协议库S220；序号、短地址、长地址及协议库对应关系表序号加1 S230；判断序号是否小于设备容量S240；如果序号等于设备容量则等于1 S250。

如图2所示，该方法可以包括以下步骤：在S210中根据对应关系表信息调用S220，然后进S230操作为下一台智能终端设备交互做好准备，通过S240判断是否完成此轮智能终端设备的交互，如果完成则将序号置1，重新开始新的一轮智能终端设备交互，如果没有完成此轮智能终端设备交互则重新进入S210，为下一台智能终端设备交互做好准备。

图3是根据一示例性实施例出的一种自适配主动上传式智能终端协议的方法流程图，如图3所示，本公开提供的一种自适配智能终端主动上传协议的设计方法，包括读取对码表，如表1所示，获取接入的设备类型S310；根据设备类型加载相应的协议库S320；接收主动上传数据S330；调取协议库进行模糊识别S340。

如图3所示，该方法可以包括以下步骤:读取对码表，获取接入的设备类型；根据设备类型S310,通过解析对码表获取主动上报智能终端的设备类型，根据设备类型查找本地相应的协议库。根据设备类型加载相应协议库S320,通过S310中查找的协议库类型加载相应的协议库。接收主动上传数据S330,将接收到的数据通传参的方式导入多个已加载的主动上传协议库。调取协议库进行模糊识别S340，各个协议库解析同时解析接收到的数据，只有符合该协议库协议规则的数据才能被正确解析并进入数据处理模块，如：数据存储、事件存储、报警存储、状态存储、远程控制、趋势分析、边缘计算等操作。

图4是根据一示例性实施例出的一种自适配智能终端协议的协议库结构设计方法框图，如图4所示，本公开提出的一种自适配智能终端协议的协议库结构设计方法框图502，包括南向数据交互模块532、北向数据交互模块512、数据处理模块542、配置管理模块522。

如图4所示该架构框图可以包括：北向数据交互模块512主要负责：网关与平台间的数据、命令、配置协议解析和组包；南向数据交互模块532主要负责：网关与智能终端之间的数据、命令、配置协议解析和组包；配置管理模块522主要负责：北向数据交互模块的上传规则和心跳规则；南向数据交互模块的数据过滤规则、问答频率，数据处理模块的数据处理选项。数据处理模块542主要负责如504所示的数据处理，如：数据存储、事件存储、报警存储、状态存储、远程控制、趋势分析、边缘计算等操作。

图5提供了一种自适配智能终端协议的网关架构500设计方法，包括平台接入层通信组件（4G、以太网）501、协议库组件（北向数据交互模块、南向数据交互模块、数据处理模块、配置模块）502、数据库（sqlite3）504、设备接入层通信接口（RS485、RS232、LORA、RF433）503。

表1

表2

实际使用中，如图6所示，每个网关均可以连接接口1、接口2、……、接口n，其中每个接口n又可以分别连接多个同一种终端，如多个A型终端、B型终端、……、N型终端，从而可以很好的实现无需现场施工人员选择和配置协议，并且实现同种通信接口的不同种类、不同协议的智能终端设备混合接入网关，提供了网关自适配智能终端协议的能力，降低现场施工难度，提高网关接入智能终端设备的种类和数量，减少网关使用数量，节约系统成本。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“ 中心”，“ 横向”、“ 纵

向”、“ 长度”、“ 宽度”、“ 厚度”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”、“ 顺时针”、“ 逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“ 第一”、“ 第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“ 包括”和“ 具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行较详细的说明，但本发明不限于这里所述的特定实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等有效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (3)

1.一种基于自适配智能终端设备协议的网关的使用方法，所述的自适配智能终端设备协议的网关包括南向数据交互模块、北向数据交互模块、数据处理模块、配置模块，其中北向数据交互模块用于网关与平台间的数据、命令、配置协议解析和组包；南向数据交互模块用于网关与智能终端之间的数据、命令、配置协议解析和组包；配置模块用于北向数据交互模块的上传规则和心跳规则，南向数据交互模块的数据过滤规则、问答频率，数据处理模块的数据处理选项；还包括平台接入层通信组件、协议库组件、数据库、设备接入层通信接口，其特征在于：包括如下步骤：

首先通过终端的简化施工APP扫描网关上的唯一号条形码录入网关信息；

然后选择网关下接入智能终端设备的南向通道，南向通道选择完成后再扫描智能终端上的唯一号条码，扫描完成后手机端简化施工APP将获取到的网关唯一号和智能终端唯一号上传至云平台；

云平台根据唯一码规则判断设备类型，并根据类型和唯一号生成规则重新生成平台可识别的唯一号，并将智能终端唯一号和平台重新生成的唯一号生成对码表下发给网关，网关主动获取对码表；

网关加载完对码表后根据唯一号中包含的设备类型信息判断本地是否有对应的协议库，如果没有就从云平台上下载相应的协议库。

2.一种基于权利要求1所述自适配智能终端设备协议的网关的使用方法，其特征在于：通过网关处理问答式智能终端的过程，具体包括如下步骤，

从对码表中读取序号、短地址、长地址、协议库对应关系表，根据对应关系表信息调用相应的协议库，协议库内部根据对应关系表信息组包向下问的报文及解析应答报文，根据协议库中配置文件对数据进行处理，所述的对数据进行处理包括：数据存储、事件存储、报警存储、状态存储、远程控制、趋势分析、边缘计算，

然后对应关系表序号加1并判断序号是否超过设备容量，如果没有超过则进行下一台智能终端设备的问答操作及数据处理，如果序号超过设备容量则序号置1，从头开始轮询智能终端设备。

3.根据权利要求1所述的自适配智能终端设备协议的网关的使用方法，其特征在于：通过网关处理主动上传式智能终端的方法，具体包括如下步骤：

读取对码表，获取接入的设备类型；

根据设备类型，加载相应协议库；

接收主动上传数据；

调取协议库进行模糊识别，将接收到的数据分别用加载的协议库解析只有符合该协议库协议规则的数据才能被正确解析并进入数据处理模块。

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