CN113872963B - 基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法及系统，属于通信技术领域，包括：将报文分解为标签模块；分析报文结构组成，确定报文整体字节长度；使用报文头标签拼装解析固定报文头；使用分隔符标签拼装解析固定数据；使用数据位标签拼装解析报文中所承载的用户所需数据；使用结束符标签拼装解析报文尾部结束符、校验码；配置标签顺序，校验拼装后的报文长度是否与报文整体字节长度相符，验证校验码是否正确，若不相符，则依次验证各标签拼接是否正确；报文拼接完成，存储报文拼接方案，接入设备，解析设备所发报文，若解析不成功，依次验证各标签拼接是否正确，直到能够正常解析设备所发报文。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，特别是涉及一种基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法及系统。
背景技术
众所周知，物联网(Internet of Things，IOT)是互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。各种设备可以通过物联网完成消息上报，同时，也可以通过物联网计算中心完成对所有边缘设备的控制，同时，透过收集的各种单独数据，最后聚集成大数据，通过数据挖掘，实现自然灾害等的预测预警或其他目的。
我国是一个工业大国，但并不是工业强国，信息化和智能化相对落后是我国工业发展的绊脚石。作为驱动工业发展的一项新技术、新领域，物联网在我国正处于初级发展阶段，未来各领域设备接入物联网的数量必将大规模增加，甚至呈几何倍数增长。
目前，存在多种标准的可用底层通信协议供物联网设备接入使用，例如TCP/IP、UDP、MQTT等。尽管各种设备可以使用统一的底层通信协议，但与通信具体内容相关的报文却五花八门。报文协议用于承载具体通信内容，由于行业、用途、承载数据种类等的不同其并没有较为统一的标准，各行各业或使用本行业标准报文或使用自定义私有报文，这就造成，无论设备侧或物联网平台侧均需根据具体报文进行驱动编制，特别是物联网系统平台，其接入的设备种类众多，往往需要根据设备所采用的报文格式开发报文解析驱动程序。
报文协议解析驱动一般采用C、java等程序语言或lua、JS等脚本语言编写，驱动的编辑需要具备一定的编程能力的人员，而使用物联网系统平台的人员一般为系统集成工程师，并不具备程序开发能力，这对快速部署物联网平台、快速接入硬件设备造成了严重影响，同时，即使能够找到具备编程能力的现场工程师，针对每种报文协议开发驱动也会严重影响物联网系统建设进度。
发明内容
本发明的目的是：通过将报文分解为多个可复用标签模块，实现零编程解析报文协议，为物联网平台快速部署、设备快速接入提供高效解决方法；主要用于解决现场硬件设备通过网络通信协议连接物联网系统平台软件过程中报文协议的解析，物联网系统部署及硬件设备接入变得更方便、快捷。
本发明的第一目的是提供一种基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法，包括如下步骤：
步骤一、将报文分解为可复用、可自由拼接的标签模块；
所述标签模块包括报文头标签、分隔符标签、数据位标签、结束符标签；
步骤二、对报文进行拼装解析；具体为：
S1：分析报文结构组成，确定报文整体字节长度；
S2：使用报文头标签拼装解析固定报文头；
S3：使用分隔符标签拼装解析固定数据，所述固定数据包括分隔符、名称、功能码；
S4：使用数据位标签拼装解析报文中所承载的用户所需数据；
S5：使用结束符标签拼装解析报文尾部结束符、校验码；
S6：配置标签顺序，校验拼装后的报文长度是否与报文整体字节长度相符，验证校验码是否正确，若不相符，则依次验证各标签拼接是否正确；
S7：报文拼接完成，存储报文拼接方案，接入设备，解析设备所发报文，若解析不成功，依次验证各标签拼接是否正确，直到能够正常解析设备所发报文。
优选地，所述报文头标签包括[H:data]标签和[HE:data]标签，其中：[H:data]标签用于拼接CHAR型数据的报文头，[HE:data]标签用于拼装HEX型数据的报文头；CHAR型数据包括ASCⅡ字符、中文形式数据。
优选地，所述分隔符标签包括[S:data]标签、[SE:data]标签、[SN[length]]标签，其中：[S:data]标签用于拼接CHAR型数据的分隔符数据，[SE:data]标签用于拼装HEX型数据的分隔符数据，[SN[length]]标签用于拼装固定字节长度的分隔符数据。
优选地，所述数据位标签包括[D？：[op:C]]标签、[STR？]标签、[D[length][op:C]]标签、[DE[length]|ABCD[op:C]]标签、[DEC[length]|ABCD[op:C]]标签、[DF[length]|ABCD[op:C]]标签、[BDS]标签；其中：
[D？：[op:C]]标签配合分隔符标签使用，用于拼装解析长度不固定的ASCⅡ型十进制数据；
[STR？]标签配合分隔符标签使用，用于拼装解析长度不固定的字符串型数据；
[D[length][op:C]]标签用于拼装解析固定长度的ASCⅡ型十进制数据；
[DE[length]|ABCD[op:C]]标签用于拼装解析固定长度HEX整型数据；
[DEC[length]|ABCD[op:C]]标签用于拼装解析固定长度十六进制整型CHAR数据；
[DF[length]|ABCD[op:C]]标签用于拼装解析固定长度十六进制浮点型数据；
[BDS]标签用于解析BDS、GPS等GNSS定位数据，格式为度分型经纬度数据格式。
优选地，ABCD标签为数据位标签字节顺序，最大4字节。
优选地，[op:C]标签为数据迁移及关联计算标签，其中：
op为运算符选择，包括“+”、“-”、“×”、“÷”、“as+”、“as-”、“as×”、“as÷”，C为系数，当op选择为“+”、“-”、“×”、“÷”时，最终该数据位标签所得数据为数据加、减、乘或除该系数C，当op选择为“as+”、“as-”、“as×”、“as÷”时，C表示报文内数据位标签序号，解析所得数据为本数据位标签解析的数据加、减、乘或除C表示的报文内另一数据位标签解析的数据。
优选地，所述结束符标签包括[T:data]标签、[TE:data]标签、[CRC8]标签、[CRC16]标签，其中：
[T:data]标签用于拼装解析CHAR型报文尾部结束符；
[TE:data]标签用于拼装解析HEX型报文尾部结束符；
[CRC8]标签用于拼装解析CRC8位校验码，低位在前，高位在后；
[CRC16]标签用于拼装解析CRC16位校验码。
本发明的第二目的是提供一种基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析系统，包括：
分解模块：将报文分解为可复用、可自由拼接的标签模块；
所述标签模块包括报文头标签、分隔符标签、数据位标签、结束符标签；
拼装解析模块：对报文进行解析；具体拼装解析过程为：
S1：分析报文结构组成，确定报文整体字节长度；
S2：使用报文头标签拼装解析固定报文头；
S3：使用分隔符标签拼装解析固定数据，所述固定数据包括分隔符、名称、功能码；
S4：使用数据位标签拼装解析报文中所承载的用户所需数据；
S5：使用结束符标签拼装解析报文尾部结束符、校验码；
S6：配置标签顺序，校验拼装后的报文长度是否与报文整体字节长度相符，验证校验码是否正确，若不相符，则依次验证各标签拼接是否正确；
S7：报文拼接完成，存储报文拼接方案，接入设备，解析设备所发报文，若解析不成功，依次验证各标签拼接是否正确，直到能够正常解析设备所发报文。
本专利的第三发明目的是提供一种实现上述基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法的计算机程序。
本专利的第四发明目的是提供一种实现基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法的信息数据处理终端。
本专利的第五发明目的是提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法。
本发明的优点及积极效果为：
通过采用上述技术方案，本发明具有如下的技术效果：
本发明的技术方案主要应用于物联网平台侧，该技术方案使用基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法，可代替报文解析脚本编程，用于快速解析设备向物联网平台所发报文，能够加速物联网系统工程的系统平台部署工程进度及设备接入物联网平台系统速度，同时，可方便不具备编程能力的现场工程师实现设备快速接入，能够直接降低物联网系统项目的人员成本。
附图说明
图1是本发明优选实施例中的流程图；
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
请参阅图1，
一种基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法，通过将报文分解为多个可复用标签模块，实现零编程解析报文协议，为物联网平台快速部署、设备快速接入，提供高效解决方法。
该技术方案将报文分解为可复用、可自由拼接的标签模块，上述标签模块包括报文头标签、分隔符标签、数据位标签、结束符标签等，通过前述标签模块的自由拼接实现对各种报文的解析；其中：
报文头标签主要用于拼装报文的固定报文头，也用于拼装报文中固定不变的数据，包括[H:data]标签和[HE:data]标签，其中[H:data]标签用于拼接CHAR型数据的报文头，[HE:data]标签用于拼装HEX型数据的报文头；
其中：CHAR型数据包括ASCⅡ字符、中文等形式数据；
分隔符标签用于拼装、填充报文中分隔符、名称等固定数据，主要包括[S:data]标签、[SE:data]标签、[SN[length]]标签等，其中[S:data]标签用于拼接CHAR型数据的分隔符等数据，[SE:data]标签用于拼装HEX型数据的分隔符等数据，[SN[length]]标签用于拼装固定字节长度的分隔符等数据，并不解析实际内容，也可用于拼接覆盖报文中无需解析内容的数据；
数据位标签用于拼装解析报文所承载的用户所需数据，包括[D？：[op:C]]标签、[STR？]标签、[D[length][op:C]]标签、[DE[length]|ABCD[op:C]]标签、[DEC[length]|ABCD[op:C]]标签、[DF[length]|ABCD[op:C]]标签、[BDS]标签；
[D？：[op:C]]标签配合分隔符标签使用，用于拼装解析长度不固定的ASCⅡ型十进制数据；
[STR？]标签配合分隔符标签使用，用于拼装解析长度不固定的字符串型数据；
[D[length][op:C]]标签用于拼装解析固定长度的ASCⅡ型十进制数据；
[DE[length]|ABCD[op:C]]标签用于拼装解析固定长度HEX整型数据；
[DEC[length]|ABCD[op:C]]标签用于拼装解析固定长度十六进制整型CHAR数据；
[DF[length]|ABCD[op:C]]标签用于拼装解析固定长度十六进制浮点型数据；
[BDS]标签用于解析BDS、GPS等GNSS定位数据，格式为度分型经纬度数据格式；
数据位标签中ABCD标签为数据位标签字节顺序，最大4字节；
数据位标签中[op:C]标签为数据迁移及关联计算标签，其中op为运算符选择，包括“+”、“-”、“×”、“÷”、“as+”、“as-”、“as×”、“as÷”等，C为系数，当op选择为“+”、“-”、“×”、“÷”型时，最终该数据位标签所得数据为数据加、减、乘或除该系数C，当op选择为“as+”、“as-”、“as×”、“as÷”时，C表示报文内数据位标签序号，解析所得数据为本数据位标签解析的数据加、减、乘或除C表示的报文内另一数据位标签解析的数据；
在同一数据位标签中可添加多个[op:C]标签；
结束符标签用于拼装解析报文的报文尾部结束符、校验码等内容，主要包括[T:data]标签、[TE:data]标签、[CRC8]标签、[CRC16]标签，其中，[T:data]标签用于拼装解析CHAR型报文尾部结束符，[TE:data]标签用于拼装解析HEX型报文尾部结束符，[CRC8]标签用于拼装解析CRC8位校验码，低位在前，高位在后，[CRC16]标签用于拼装解析CRC16位校验码；
报文拼装解析步骤为：
S1：分析报文结构组成，确定报文整体字节长度；
S2：使用报文头标签拼装解析固定报文头；
S3：使用分隔符标签拼装解析分隔符、名称、功能码等固定数据；
S4：使用数据位标签拼装解析报文中所承载的用户所需数据；
S5：使用结束符标签拼装解析报文尾部结束符、校验码等；
S6：配置标签顺序，校验拼装后的报文长度是否与报文整体字节长度相符，验证校验码是否正确，若不相符依次验证各标签拼接是否正确；
S7：报文拼接完成，存储报文拼接方案，接入设备，解析设备所发报文，若解析不成功，依次验证各标签拼接是否正确，直到能够正常解析设备所发报文。
下面结合具体案例对本发明具体实施方式进行说明。
案例：DTU透传设备通过TCP/IP协议连接物联网平台，报文规约采用MODUBUS规约，DTU透传的传感器数据主要包括水的压强(需缩小1000倍)与温度(需缩小1000倍)数据，其中压强数据需要转换为液位高数据，具体报文为
0103320001000001010D000000000000000000000000000000000000000001000 05F080000FFFEFC51100000000000000000000000F0B3
首先对报文进行整体分析，该报文地址为01x的设备应答03功能码所发报文，共返回50个字节的数据位，结尾为两个字节crc16校验，报文整体包括55个字节的数据均为HEX型，其中我们所需要的压强数据为第28字节开始第32字节结束共4个字节的数据，以及第33字节开始第36字节结束共4字节的数据；
接着，使用报文头标签(1)拼装解析固定报文头，将报文前三个字节拼装为固定报文头，标签为[HE:010332]；
接着，使用分隔符标签(2)中[SN[length]]标签(9)对报文无需识别的第4到第31字节共24个字节数据进行拼装，所得标签为[SN[24]，对报文无需识别的第34字节到第53字节共18个字节数据进行拼装，所得标签为[SN[18]；
接着，使用数据位标签(3)拼装解析报文中所承载的用户所需数据，压力数据缩小1000后除以9.8乘以1000得到最终所需水位数据，具体标签设计为[DE[4]|ABCD[÷：9.8]]，温度数据需除以系数1000，具体标签设计为[DE[4]|ABCD[÷：1000]]；
接着，使用结束符标签(4)拼装解析报文尾部校验码，直接使用[CRC16]标签(20)；
接着，对所得标签进行排序拼接，本案例中所得标签拼接结果为：
[HE:010332]；[SN[24]；[DE[4]|ABCD[÷：9.8]]；[DE[4]|ABCD[÷：1000]]；[SN[18]；[CRC16]。
接着，对校验拼装后的报文长度是否与报文整体字节长度相符，验证校验码是否正确；
最后，报文拼接完成，存储报文拼接方案，接入设备，解析设备所发报文，所得水位数据为0.102mm，所得温度数据为24.328℃。
一种基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析系统，包括：
分解模块：将报文分解为可复用、可自由拼接的标签模块；
所述标签模块包括报文头标签、分隔符标签、数据位标签、结束符标签；
解析模块：对报文进行解析；具体解析过程为：
S1：分析报文结构组成，确定报文整体字节长度；
S2：使用报文头标签拼装解析固定报文头；
S3：使用分隔符标签拼装解析固定数据，所述固定数据包括分隔符、名称、功能码；
S4：使用数据位标签拼装解析报文中所承载的用户所需数据；
S5：使用结束符标签拼装解析报文尾部结束符、校验码；
S6：配置标签顺序，校验拼装后的报文长度是否与报文整体字节长度相符，验证校验码是否正确，若不相符，则依次验证各标签拼接是否正确；
S7：报文拼接完成，存储报文拼接方案，接入设备，解析设备所发报文，若解析不成功，依次验证各标签拼接是否正确，直到能够正常解析设备所发报文。
一种实现上述基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法的计算机程序。
一种实现上述基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法的信息数据处理终端。
一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将报文分解为可复用、可自由拼接的标签模块；
所述标签模块包括报文头标签、分隔符标签、数据位标签、结束符标签；
步骤二、对报文进行拼装解析；具体为：
S1：分析报文结构组成，确定报文整体字节长度；
S2：使用报文头标签拼装解析固定报文头；
S3：使用分隔符标签拼装解析固定数据，所述固定数据包括分隔符、名称、功能码；
S4：使用数据位标签拼装解析报文中所承载的用户所需数据；
S5：使用结束符标签拼装解析报文尾部结束符、校验码；
S6：配置标签顺序，校验拼装后的报文长度是否与报文整体字节长度相符，验证校验码是否正确，若不相符，则依次验证各标签拼接是否正确；
S7：报文拼接完成，存储报文拼接方案，接入设备，解析设备所发报文，若解析不成功，依次验证各标签拼接是否正确，直到能够正常解析设备所发报文。
2.根据权利要求1所述的基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法，其特征在于，所述报文头标签包括[H:data]标签和 [HE:data]标签，其中：[H:data]标签用于拼接CHAR型数据的报文头，[HE:data]标签用于拼装HEX型数据的报文头；CHAR型数据包括ASCⅡ字符、中文形式数据。
3.根据权利要求1所述的基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法，其特征在于，所述分隔符标签包括 [S:data]标签、 [SE:data]标签、[SN[length]]标签，其中：[S:data]标签用于拼接CHAR型数据的分隔符数据，[SE:data]标签用于拼装HEX型数据的分隔符数据，[SN[length]]标签用于拼装固定字节长度的分隔符数据。
4.根据权利要求1所述的基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法，其特征在于，所述数据位标签包括[D?：[op:C]]标签、[STR?]标签、[D[length][op:C]]标签、[DE[length]|ABCD[op:C]]标签、[DEC[length]|ABCD[op:C]]标签、[DF[length]|ABCD[op:C]]标签、[BDS]标签；其中：
[D?：[op:C]]标签配合分隔符标签使用，用于拼装解析长度不固定的ASCⅡ型十进制数据；
[STR?]标签配合分隔符标签使用，用于拼装解析长度不固定的字符串型数据；
[D[length][op:C]]标签用于拼装解析固定长度的ASCⅡ型十进制数据；
[DE[length]|ABCD[op:C]]标签用于拼装解析固定长度HEX整型数据；
[DEC[length]|ABCD[op:C]]标签用于拼装解析固定长度十六进制整型CHAR数据；
[DF[length]|ABCD[op:C]]标签用于拼装解析固定长度十六进制浮点型数据；
[BDS]标签用于解析GNSS定位数据；
ABCD标签为数据位标签字节顺序，最大4字节；
[op:C]标签为数据迁移及关联计算标签，其中：
op为运算符选择，包括“+”、“-”、“×”、“÷”、“as+”、“as-”、“as×”、“as÷”，C为系数，当op选择为“+”、“-”、“×”、“÷”时，最终该数据位标签所得数据为数据加、减、乘或除该系数C，当op选择为“as+”、“as-”、“as×”、“as÷”时，C表示报文内数据位标签序号，解析所得数据为本数据位标签解析的数据加、减、乘或除C表示的报文内另一数据位标签解析的数据。
5.根据权利要求1所述的基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法，其特征在于，所述结束符标签包括[T:data]标签、[TE:data]标签、[CRC8]标签、[CRC16]标签，其中：
[T:data]标签用于拼装解析CHAR型报文尾部结束符；
[TE:data]标签用于拼装解析HEX型报文尾部结束符；
[CRC8]标签用于拼装解析CRC8位校验码，低位在前，高位在后；
[CRC16]标签用于拼装解析CRC16位校验码。
6.一种基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析系统，其特征在于，包括：
分解模块：将报文分解为可复用、可自由拼接的标签模块；
所述标签模块包括报文头标签、分隔符标签、数据位标签、结束符标签；
拼装解析模块：对报文进行解析；具体拼装解析过程为：
S1：分析报文结构组成，确定报文整体字节长度；
S2：使用报文头标签拼装解析固定报文头；
S3：使用分隔符标签拼装解析固定数据，所述固定数据包括分隔符、名称、功能码；
S4：使用数据位标签拼装解析报文中所承载的用户所需数据；
S5：使用结束符标签拼装解析报文尾部结束符、校验码；
S6：配置标签顺序，校验拼装后的报文长度是否与报文整体字节长度相符，验证校验码是否正确，若不相符，则依次验证各标签拼接是否正确；
S7：报文拼接完成，存储报文拼接方案，接入设备，解析设备所发报文，若解析不成功，依次验证各标签拼接是否正确，直到能够正常解析设备所发报文。
7.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述权利要求1-5任一项所述基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法。
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| CN202111128509.0A CN113872963B (zh) | 2021-09-26 | 2021-09-26 | 基于自由标签拼接技术的报文协议快速解析方法及系统 |
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