CN113452754A - 一种基于CoAP协议的配电物联网网络通信系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于CoAP协议的配电物联网网络通信系统，在不同的网络环境下，均使用同样的协议进行通信，极大地降低了系统通信的复杂度，避免因配电网设备通信协议差异大导致的设备之间难以协作的问题。无需根据配电物联网终端所处的网络环境，即可动态选择一条快速通信线路，保持移动应用侧与配电物联网智能终端侧的高效通信，实现业务的快速响应。根据配电物联网中交互的数据包确定业务类型以及所属应用场景，动态选择协议模式，提高业务质量。
Description
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种基于CoAP协议的配电物联网网络通信系统。
背景技术
配电物联网终端常常处于各种异构网络环境中，为了满足配电物联网不同应用场景的需求，终端应当具有感知场景变化的能力，并以此为基础，通过优化判决，选择最佳的网络通道，以保持高效且顺畅的通信。
当前实际配电业务中，通常在互联网侧利用CoAP、MQTT等协议进行移动应用与配电物联网终端之间的通信，而在局域网侧使用TCP、UDP协议进行通信，由于在互联网侧和局域网侧使用的协议不同，通信实现方法不同，造成设备间通信壁垒，使系统各部分之间难以协同，导致配电物联网配变终端及移动终端通信系统开发难度大，系统可维护性降低。并且消息在传输过程中需要根据网络状况进行通信路由选择，因此网络状况的未知性会导致无法使每条消息动态选择最优通信路径。此外，配电物联网具有多种业务应用场景，如何在获取交互数据包后确定所属配电物联网的业务流程也是一个亟需解决的问题。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种降低系统通信复杂度、实现业务快速响应、提高业务质量的基于CoAP协议的配电物联网网络通信系统。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于CoAP协议的配电物联网网络通信系统，包括移动应用侧、配电物联网终端侧及互联网侧，
移动应用侧包括CoAP客户端及发送信息策略模块；
配电物联网终端侧包括第一CoAP代理服务器、CoAP服务端、接收信息过滤模块及业务处理模块；
互联网侧由第二CoAP代理服务器构成；
发送信息策略模块根据应用发送控制指令生成通用唯一识别码，将通用唯一识别码与控制指令组成CoAP报文负载，将CoAP报文负载生成CoAP报文，将CoAP报文发送至给CoAP客户端；
CoAP客户端分别与第一CoAP代理服务器和二CoAP代理服务器连接，通过CoAP协议将消息指令字符串发送给第一CoAP代理服务器与二CoAP代理服务器，第一CoAP代理服务器与二CoAP代理服务器将接收到消息报文解析获取背词发送的实际接收端的地址后将重新封装，第一CoAP代理服务器与二CoAP代理服务器将重新封装的消息指令字符串返回至CoAP客户端，CoAP客户端接收到消息指令字符串后，将来自发送信息策略模块的CoAP报文分别发送给第一CoAP代理服务器与二CoAP代理服务器；
CoAP服务端与第一CoAP代理服务器和二CoAP代理服务器连接，CoAP服务端获取第一CoAP代理服务器和二CoAP代理服务器的消息报文后发送给接收信息过滤模块；
接收信息过滤模块接收到来自CoAP服务端的消息报文后，通过识别函数解析出通用唯一识别码，将识别码与缓存队列中的其它识别码进行对比，如果该识别码已经在缓存队列中则丢弃本次CoAP报文，如果识别码不在缓存队列则将该通用唯一识别码添加到缓存队列中，接收信息过滤模块将解析出的信息发送给业务处理模块；
业务处理模块对接收的每个CoAP数据包进行解析，获取每个CoAP数据包中的负载字段后将每个CoAP数据包安装设定的封装格式封装为第一数据包，业务处理模块将封装后的第一数据包输入到训练好的业务识别模型中，确定数据包所属的业务标识信息。
进一步的，发送信息策略模块获取配电物联网终端MAC地址，将CoAP报文负载与配电物联网终端MAC地址组成CoAP报文，将CoAP报文发送至给CoAP客户端。
进一步的，第一CoAP代理服务器通过互联网与CoAP客户端连接，第一CoAP代理服务器通过CoAP组通信的形式将重新封装的消息指令字符串发送给CoAP客户端。
进一步的，第一CoAP代理服务器将解析出来的接收地址进行记录，建立数据数组。
进一步的，第二CoAP代理服务器通过互联网与CoAP客户端连接，第二CoAP代理服务器通过CoAP组通信的形式将重新封装的消息指令字符串发送给CoAP客户端。
进一步的，第二CoAP代理服务器将解析出来的接收地址进行记录，建立数据数组。
进一步的，CoAP服务端根据不同的配电物联网终端MAC地址获取第一CoAP代理服务器和二CoAP代理服务器的消息报文。
进一步的，当接收信息过滤模块中的缓存队列长度超出阈值时，接收信息过滤模块删除缓存队列中最早插入的数据。
本发明的有益效果是：在不同的网络环境下，均使用同样的协议进行通信，极大地降低了系统通信的复杂度，避免因配电网设备通信协议差异大导致的设备之间难以协作的问题。无需根据配电物联网终端所处的网络环境，即可动态选择一条快速通信线路，保持移动应用侧与配电物联网智能终端侧的高效通信，实现业务的快速响应。根据配电物联网中交互的数据包确定业务类型以及所属应用场景，动态选择协议模式，提高业务质量。
附图说明
图1为本发明的配电物联网网络通信系统结构图；
图2为本发明的业务处理模块的业务识别流程图。
具体实施方式
下面结合附图1、附图2对本发明做进一步说明。
一种基于CoAP协议的配电物联网网络通信系统，包括移动应用侧、配电物联网终端侧及互联网侧。
移动应用侧包括CoAP客户端及发送信息策略模块。
配电物联网终端侧包括第一CoAP代理服务器、CoAP服务端、接收信息过滤模块及业务处理模块。
互联网侧由第二CoAP代理服务器构成。
发送信息策略模块根据应用发送控制指令生成通用唯一识别码，将通用唯一识别码与控制指令组成CoAP报文负载，将CoAP报文负载生成CoAP报文，将CoAP报文发送至给CoAP客户端；
CoAP客户端分别与第一CoAP代理服务器和二CoAP代理服务器连接，通过CoAP协议将消息指令字符串发送给第一CoAP代理服务器与二CoAP代理服务器，第一CoAP代理服务器与二CoAP代理服务器将接收到消息报文解析获取背词发送的实际接收端的地址后将重新封装，第一CoAP代理服务器与二CoAP代理服务器将重新封装的消息指令字符串返回至CoAP客户端，CoAP客户端接收到消息指令字符串后，将来自发送信息策略模块的CoAP报文分别发送给第一CoAP代理服务器与二CoAP代理服务器。
CoAP服务端与第一CoAP代理服务器和二CoAP代理服务器连接，CoAP服务端获取第一CoAP代理服务器和二CoAP代理服务器的消息报文后发送给接收信息过滤模块。
接收信息过滤模块接收到来自CoAP服务端的消息报文后，通过识别函数解析出通用唯一识别码，将识别码与缓存队列中的其它识别码进行对比，如果该识别码已经在缓存队列中则丢弃本次CoAP报文，如果识别码不在缓存队列则将该通用唯一识别码添加到缓存队列中，接收信息过滤模块将解析出的信息发送给业务处理模块。通用识别函数根据当前时间、随机数、配电物联网终端MAC地址和CoAP报文数据等数据计算生成唯一识别码，使每个CoAP报文具有唯一的辨识信息，而不需要中央控制端来作辨识信息的指定。通用唯一识别码的格式为：xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxxxxxx(8-4-4-16)，其中x为十六进制的数字。唯一识别码第一部分为当前时间，第二部分为基于密码学上的强伪随机数产生器生成的生成值，第三部分为根据配电物联网终端MAC地址生成的唯一机器识别号，第四部分为CoAP报文数据特征字符串。
业务处理模块对接收的每个CoAP数据包进行解析，获取每个CoAP数据包中的负载字段后将每个CoAP数据包安装设定的封装格式封装为第一数据包，业务处理模块将封装后的第一数据包输入到训练好的业务识别模型中，确定数据包所属的业务标识信息。
在不同的网络环境下，均使用同样的协议进行通信，极大地降低了系统通信的复杂度，避免因配电网设备通信协议差异大导致的设备之间难以协作的问题。无需根据配电物联网终端所处的网络环境，即可动态选择一条快速通信线路，保持移动应用侧与配电物联网智能终端侧的高效通信，实现业务的快速响应。根据配电物联网中交互的数据包确定业务类型以及所属应用场景，动态选择协议模式，提高业务质量，具有良好的推广应用前景。
实施例1：
发送信息策略模块获取配电物联网终端MAC地址，将CoAP报文负载与配电物联网终端MAC地址组成CoAP报文，将CoAP报文发送至给CoAP客户端。
实施例2：
第一CoAP代理服务器通过互联网与CoAP客户端连接，第一CoAP代理服务器通过CoAP组通信的形式将重新封装的消息指令字符串发送给CoAP客户端。
实施例3：
第一CoAP代理服务器将解析出来的接收地址进行记录，建立数据数组。
实施例4：
第二CoAP代理服务器通过互联网与CoAP客户端连接，第二CoAP代理服务器通过CoAP组通信的形式将重新封装的消息指令字符串发送给CoAP客户端。
实施例5：
第二CoAP代理服务器将解析出来的接收地址进行记录，建立数据数组。
实施例6：
CoAP服务端根据不同的配电物联网终端MAC地址获取第一CoAP代理服务器和二CoAP代理服务器的消息报文。
实施例7：
当接收信息过滤模块中的缓存队列长度超出阈值时，接收信息过滤模块删除缓存队列中最早插入的数据。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于CoAP协议的配电物联网网络通信系统，包括移动应用侧、配电物联网终端侧及互联网侧，其特征在于：
移动应用侧包括CoAP客户端及发送信息策略模块；
配电物联网终端侧包括第一CoAP代理服务器、CoAP服务端、接收信息过滤模块及业务处理模块；
互联网侧由第二CoAP代理服务器构成；
发送信息策略模块根据应用发送控制指令生成通用唯一识别码，将通用唯一识别码与控制指令组成CoAP报文负载，将CoAP报文负载生成CoAP报文，将CoAP报文发送至给CoAP客户端；
CoAP客户端分别与第一CoAP代理服务器和二CoAP代理服务器连接，通过CoAP协议将消息指令字符串发送给第一CoAP代理服务器与二CoAP代理服务器，第一CoAP代理服务器与二CoAP代理服务器将接收到消息报文解析获取背词发送的实际接收端的地址后将重新封装，第一CoAP代理服务器与二CoAP代理服务器将重新封装的消息指令字符串返回至CoAP客户端，CoAP客户端接收到消息指令字符串后，将来自发送信息策略模块的CoAP报文分别发送给第一CoAP代理服务器与二CoAP代理服务器；
CoAP服务端与第一CoAP代理服务器和二CoAP代理服务器连接，CoAP服务端获取第一CoAP代理服务器和二CoAP代理服务器的消息报文后发送给接收信息过滤模块；
接收信息过滤模块接收到来自CoAP服务端的消息报文后，通过识别函数解析出通用唯一识别码，将识别码与缓存队列中的其它识别码进行对比，如果该识别码已经在缓存队列中则丢弃本次CoAP报文，如果识别码不在缓存队列则将该通用唯一识别码添加到缓存队列中，接收信息过滤模块将解析出的信息发送给业务处理模块；
业务处理模块对接收的每个CoAP数据包进行解析，获取每个CoAP数据包中的负载字段后将每个CoAP数据包安装设定的封装格式封装为第一数据包，业务处理模块将封装后的第一数据包输入到训练好的业务识别模型中，确定数据包所属的业务标识信息。
2.根据权利要求1所述的基于CoAP协议的配电物联网网络通信系统，其特征在于：发送信息策略模块获取配电物联网终端MAC地址，将CoAP报文负载与配电物联网终端MAC地址组成CoAP报文，将CoAP报文发送至给CoAP客户端。
3.根据权利要求1所述的基于CoAP协议的配电物联网网络通信系统，其特征在于：第一CoAP代理服务器通过互联网与CoAP客户端连接，第一CoAP代理服务器通过CoAP组通信的形式将重新封装的消息指令字符串发送给CoAP客户端。
4.根据权利要求1所述的基于CoAP协议的配电物联网网络通信系统，其特征在于：第一CoAP代理服务器将解析出来的接收地址进行记录，建立数据数组。
5.根据权利要求1所述的基于CoAP协议的配电物联网网络通信系统，其特征在于：第二CoAP代理服务器通过互联网与CoAP客户端连接，第二CoAP代理服务器通过CoAP组通信的形式将重新封装的消息指令字符串发送给CoAP客户端。
6.根据权利要求1所述的基于CoAP协议的配电物联网网络通信系统，其特征在于：第二CoAP代理服务器将解析出来的接收地址进行记录，建立数据数组。
7.根据权利要求1所述的基于CoAP协议的配电物联网网络通信系统，其特征在于：CoAP服务端根据不同的配电物联网终端MAC地址获取第一CoAP代理服务器和二CoAP代理服务器的消息报文。
8.根据权利要求1所述的基于CoAP协议的配电物联网网络通信系统，其特征在于：当接收信息过滤模块中的缓存队列长度超出阈值时，接收信息过滤模块删除缓存队列中最早插入的数据。
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