CN113746850B

CN113746850B - 一种物联网多通道数据采集方法

Info

Publication number: CN113746850B
Application number: CN202111047034.2A
Authority: CN
Inventors: 杨小强; 邓顺天
Original assignee: Chengdu Xiaobu Chuangxiang Huilian Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Xiaobu Chuangxiang Huilian Technology Co ltd
Priority date: 2021-09-07
Filing date: 2021-09-07
Publication date: 2023-08-15
Anticipated expiration: 2041-09-07
Also published as: CN113746850A

Abstract

本发明涉及一种物联网多通道数据采集方法，通过基于cJSON解析器获取发送端的JSON设备模型文件；然后基于发送端的JSON设备模型文件的功能协议设置相应的JSON格式的设备模型；再基于设备模型按序将发送端功能转换为设备属性，并将设备属性进行嵌入固化以进行发送端数据的接收；最后基于Python脚本文件对接收的数据进行处理后再进行发送。解决多个发送端的数据多样性的收集问题，也可以适配不同发送目标，同时可以实现对需要处理的数据进行过滤、转换、运算等处理操作，在保证数据传输安全性的同时提高了数据传输效率。

Description

一种物联网多通道数据采集方法

技术领域

本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种物联网多通道数据采集方法。

背景技术

智慧城市是指运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。因此物联网在智慧城市建设中是一项关键的技术，而在实现城市智慧化的过程中，必然需要实现设备与设备、设备与服务器之间的数据交互。在相关网络发展的态势下出现了很多通信协议如TCP/IP、UDP等，在此基础上又发展了很多适用于物联网的通信协议如MQTT、LwM2M等这些通信协议规则成功建立了设备与设备之间的联系。

在现有的物联网传输网络中，通常采用透明传输和定向传输进行数据的传递。其中透明传输是基于无论发送端是什么设备，对接收端来讲，只充当“通道”的作用，不对数据包做任何处理，接收数据后直接传送到下一设备(此处也包含服务器)，这样最终将所有数据都放到功能强大的服务器上处理。定向传输则基于无论发送端是什么设备，对接收端来讲，都将收到的数据包传输到指定设备，此时可以对数据包进行处理或不进行处理。

透明传输因为不对所传输的数据进行任何处理存在传输错误、无效、有害数据的风险性；定向传输的接收端收到的数据只能以某种固定格式定向传输给某种固定设备传输效率低。

因此如何在保证传输安全性、提高数据采集效率，同时降低开发难度、减少工作量已经成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的数据采集效率低，采集过程繁杂，传输安全性差的问题，本发明提供了一种物联网多通道数据采集方法，其具有数据传输更安全、传输效率更高等特点。

根据本发明的具体实施方式的一种物联网多通道数据采集方法，包括：

基于cJSON解析器获取发送端的JSON设备模型文件，其中所述cJSON解析器具备RS485、Wi-Fi、蓝牙、LoRa和Zigbee五种通信方式中的一种或多种；

基于发送端的所述JSON设备模型文件的功能协议设置相应的JSON格式的设备模型；

基于所述设备模型按序将发送端功能转换为设备属性，并将所述设备属性进行嵌入固化以进行发送端数据的接收；

基于脚本文件对接收的数据进行处理后再进行发送。

进一步的，所述JSON格式的设备模型包括JSON格式的第一数组，所述第一数组至少包括接口名、帧长度、帧头、帧尾和校验五个对象；

其中所述接口包括RS485、RS232、蓝牙、LoRa和Zigbee的任一种。

进一步的，所述JSON格式的设备模型包括JSON格式的第二数组，所述第二数组包含发送端的各项具体功能。

进一步的，所述JSON格式的设备模型包括JSON格式的第三数组，所述第三数组包含发送端目标服务器类别和相应的地址。

进一步的，在基于Python脚本文件对接收的数据进行处理后再进行发送之前还包括：

确认是否支持脚本处理功能，如果不支持则只进行包括接收和传输在内的常规数据操作。

进一步的，所述物联网多通道数据采集方法还包括：

若支持脚本处理功能则匹配发送端的目标服务器类型，进行相应的环境初始化和基于Python脚本文件数据处理后再进行发送。

本发明的有益效果为：通过基于cJSON解析器获取发送端的JSON设备模型文件；然后基于发送端的JSON设备模型文件的功能协议设置相应的JSON格式的设备模型；再基于设备模型按序将发送端功能转换为设备属性，并将设备属性进行嵌入固化以进行发送端数据的接收；最后基于Python脚本文件对接收的数据进行处理后再进行发送。解决多个发送端的数据多样性的收集问题，也可以适配不同发送目标，同时可以实现对需要处理的数据进行过滤、转换、运算等处理操作，在保证数据传输安全性的同时提高了数据传输效率。

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是根据一示例性实施例提供的物联网多通道数据采集方法的流程图；

图2是根据一示例性实施例提供的数据处理的流程图。

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，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参照图1所示，本发明的实施例提供了一种物联网多通道数据采集方法，具体包括：

101、基于cJSON解析器获取发送端的JSON设备模型文件，其中cJSON解析器具备RS485、Wi-Fi、蓝牙、LoRa和Zigbee五种通信方式中的一种或多种；

102、基于发送端的JSON设备模型文件的功能协议设置相应的JSON格式的设备模型；

103、基于设备模型按序将发送端功能转换为设备属性，并将设备属性进行嵌入固化以进行发送端数据的接收；

104、基于Python脚本文件对接收的数据进行处理后再进行发送。

具体的，本发明实施例所提供的物联网多通道数据采集方法可应用在物联网通信模型的接收端中，通过接收端作为中继将发送端所传输的数据进行转发。通过在接收端设备中首先内置基于cJSON解析器，至少具备RS485、Wi-Fi、蓝牙、LoRa、Zigbee五种通信方式(可裁剪)。然后使用JSON格式根据发送端的功能协议设计相应的设备模型，并将设计完成的JSON格式文件植入接收端设备中，从而使得接收端设备能够根据模型的JSON格式解析功能，按序将功能转换为设备属性，进而实现能够对多种格式数据进行接收后再进行相应的发送。

并且接收端设备集成Cython库，实现C语言和Python的相互调用，进而采用Python脚本文件实现对需要处理的数据进行过滤、转换、运算等处理操作。从而在智慧城市物联网环境下，使数据收集、传输更灵活，数据处理更快速；适用性广，安全性高；并可通过采用高效简单的编程语言，降低脚本编写难度，同时提高效率。

作为上述实施例可行的实现方式，设备模型根据发送端的功能进行设计，JSON语句第一个数组命名为“rule”，包含至少四个对象：name、length、head、tail、checkout，分别代表接口名、帧长度、帧头、帧尾、校验；接口名可以为RS485、RS232、CAN、LoRa、Zigbee、蓝牙的其中一种，校验方式可以为modbusCRC16、LRC、CRC-12、CRC-16、CRC-CCITT、CRC-32、ADD8、ADD16、XOR8(均为现有标准)的其中一种。同时可以根据实际情况加入其他对象。

JSON语句的第二个数组命名为“playload”，包含发送端的各项具体功能，可按照{“功能”：字节数}的格式填入。

JSON语句的第三个数组命名为“server”，包含“sort”、“address”两个对象，分别代表服务器类别和地址，其中所涉及的服务器类别可以设置为“Private”、“Aliyun”、“Huawei”、“OneNet”，分别代表私有物联网服务器、阿里云物联网、华为物联网、中国移动物联网。以下所示为最为经典的JSON格式的设备模型：

{“rule”:[

{“name”:“”},

{“length”:功能代码},

{“head”:功能代码},

{“tail”:功能代码},

{“checkout”:“”}，

{“其他名称”：功能代码}

],

“playload”:[

{“功能”:字节数},

{“功能”:字节数}

],

“server”:[

{“sort”:功能代码},

{“address”:功能代码}，

{“其他名称”：功能代码}

]

}。

在具体实施时，通过基于cJSON解析器解析出发送端设备相应的信息后，由设备模型根据相应的功能生成相应的包括上述内容的设备属性，进而完成对相应发送端的适配，可以解决多个发送端的数据多样性的收集问题，也可以适配不同发送目标。

下面将通过脚本解析解决数据传输过程中的数据处理问题，在接收端设备中集成Cython库(开源库)，可以实现C和Python的相互调用。对基于C语言编写的接收端设备来说，它利用C语言提供脚本解析环境，该脚本为一个Python文件，解析环境将该文件内容处理为C语言可以直接调用的函数接口，且固定接口的名称和参数类型、数量。该Python文件可以实现对需要处理的数据进行过滤、转换、运算等处理操作，操作完毕后通过函数返回数据，具体流程如图2所示：

在接收端设备系统启动后，首先确认系统是否支持脚本处理功能，如果不支持，则进行数据常规操作，如接收、传输。如果支持脚本处理，则匹配目标对象，即目标服务器类型，并依据设备模型服务器对象提取脚本，包括初始化环境和数据处理，最后再进行数据传输操作。

在具体实施时可兼容所有传输HEX码流的物联网终端设备，并且对接收端设备处理器的要求并不高，其只需满足RAM大小不少于512KB，Flash大小不少于16MB即可。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种物联网多通道数据采集方法，其特征在于，包括：

基于发送端的所述JSON设备模型文件的功能协议设置相应的JSON格式的设备模型；所述JSON格式的设备模型包括JSON格式的第一数组，所述第一数组至少包括接口名、帧长度、帧头、帧尾和校验五个对象；

其中所述接口包括RS485、RS232、蓝牙、LoRa和Zigbee的任一种；

基于脚本文件对接收的数据进行处理后再进行发送；

在基于Python脚本文件对接收的数据进行处理后再进行发送之前还包括：

确认是否支持脚本处理功能，如果不支持则只进行包括接收和传输在内的常规数据操作；

2.根据权利要求1所述的物联网多通道数据采集方法，其特征在于，所述JSON格式的设备模型包括JSON格式的第二数组，所述第二数组包含发送端的各项具体功能。

3.根据权利要求1所述的物联网多通道数据采集方法，其特征在于，所述JSON格式的设备模型包括JSON格式的第三数组，所述第三数组包含发送端目标服务器类别和相应的地址。