CN113938529A - 一种多协议转换接入系统及方法 - Google Patents

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蒋泽虎
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Abstract

本发明公开一种多协议转换接入系统及方法，包括：第一通信模块，与多个外部设备建立通信连接并接受数据包；通信协议模块，存储与外部设备一一对应的通信协议；协议适配模块，协议适配模块连接协议模块并对通信协议进行解析生成适配协议，并将适配协议存入适配协议库；转译模块，根据适配协议对数据包进行转译重封装生成重封装数据；第二通信模块，与外部业务系统建立通信连接并发送重封装数据。本发明的有益效果在于：通过协议模块存储用于适配多种IOT设备的通信协议提高了接入系统整体的兼容性，并设置转译模块对来自不同IOT设备的数据包进行转译，生成基于同一通信协议的数据包，提高了数据的可用性，便于用户对数据进行进一步处理。

Description

一种多协议转换接入系统及方法
技术领域
本发明涉及水务设备智能化技术领域，具体涉及一种多协议转换接入系统及方法。
背景技术
“智慧水务物联网”是指将现代信息技术物联网与传统水利进行深度融合，结合水务信息的采集、传输、存储、处理和服务，解决水务管理中信息化技术落后，如管理系统较多，数据共享困难，数据利用率较低等问题；全面提升水务事业活动效率，优化水务管理运营成本，以提高水务管理水平和水务对社会公众的服务水平。在传统的水务行业中，各个系统独立处理物联网感知设备的接入和数据包解析工作。一方面由于不同的应用系统可能使用同类的传感设备数据，各系统自行设计接入逻辑，造成了开发成本的冗余性以及维护成本高；另一方面，由于不同系统对传统数据解析后封装数据格式可能不一致，各系统间无法数据共享。
现有技术中，主要侧重点在于第三方系统的，但无法智能地配置不同协议的转换，以及各业务系统间的数据设备信息无法互通共享。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种多协议转换接入系统及方法。
具体技术方案如下：
一种多协议转换接入系统，包括：
第一通信模块，与多个外部设备建立通信连接并接受数据包；
通信协议模块，存储与所述外部设备一一对应的通信协议；
协议适配模块，所述协议适配模块连接所述协议模块并对所述通信协议进行解析生成适配协议，并将所述适配协议存入适配协议库；
转译模块，根据所述适配协议对所述数据包进行转译重封装生成重封装数据；
第二通信模块，与外部业务系统建立通信连接并发送所述重封装数据。
优选地，所述协议适配模块包括第一协议子模块和第二协议子模块；
所述第一协议子模块用于对具有参数字段、头文件和数据主体的第一数据包进行解析；
所述第二协议子模块用于对具有报文头、报文体和结束符的第二数据包进行解析。
优选地，所述第一数据包还包括：
标识字段，所述标识字段用于注释所述头文件和所述数据主体的内容；
监测量字段，所述监测量字段用于标识所述数据中的监测量库子节点。
优选地，所述协议适配模块还包括测试子模块，用于对所述适配协议进行检测，并确认是否能根据所述wii-link协议生成正确的重封装数据。
优选地，所述协议适配模块还包括一可视化界面，所述可视化界面用于显示所述协议库中具有的所述通信协议，和/或输入待适配的所述通信协议。
优选地，所述可视化界面包括：
工具栏，所述工具栏用于显示操作指令；
协议组件选择区，所述协议组件选择区用于选择所述第一协议子模块和所述第二协议子模块以及所述第一协议子模块的字段；
展示区，所述展示区用于显示所述适配协议；
测试区，所述测试区用于显示所述测试子模块的测试结果以及所述适配协议的属性设置选项。
优选地，所述接入系统还包括一存储模块，所述存储模块连接所述转译模块和所述第二通信模块；
所述存储模块内存储所述重封装数据。
优选地，所述第二通信模块通过MQTT通信协议连接所述外部业务系统。
一种多协议转换接入方法，具体包括：
S1：第一通信模块与外部物联网设备建立通信连接并接收数据包；
S2：判断所述外部物联网设备是否为新增加设备；
若是，进行步骤S3；若否，进行步骤S4；
S3：协议适配模块根据通信协议生成适配协议；
S4：转译模块根据适配协议将所述数据包进行转译重封装生成重封装数据；
S5：第二通信模块向外部业务系统发送所述重封装数据。
优选地，所述步骤S3包括：
S31：判断所述通信协议的种类并根据判断结果选择第一协议子模块或第二协议子模块；
S32：从所述通信协议中选择相应的字段；
S33：根据所述字段生成与预定协议匹配的适配协议；
S34：对所述适配协议进行测试，判断是否能够通过测试；
若是，将所述适配协议存入适配协议库；若否，回到步骤S31。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过协议模块存储用于适配多种IOT设备的通信协议提高了接入系统整体的兼容性，并设置转译模块对来自不同IOT设备的数据包进行转译，生成基于同一通信协议的数据包，提高了数据的可用性，便于用户对数据进行进一步处理。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明实施例的整体示意图；
图2为本发明实施例的协议适配模块示意图；
图3为本发明实施例的可视化界面示意图；
图4为本发明实施例的接入方法示意图；
图5为本发明实施例的步骤S3子步骤示意图。
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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明包括一种多协议转换接入系统，如图1所示，包括：
第一通信模块1，与多个外部设备1A、1B、1C建立通信连接并接受数据包，同时对外部设备1A、1B、1C进行设备注册和设备管理，通过设置第一通信模块1能够有效适配基于CoAP/HTTPS/UDP/TCP等多种协议的IOT设备，并通过第一通信模块对其进行数据与指令的接收；
通信协议模块6，存储与外部设备1A、1B、1C一一对应的通信协议，具体包括如HTTP协议之类的应用层传输协议和TCP/UDP之类的原始报文协议，通过设置多种协议类型能够有效地适配不同类型的外部设备1A、1B、1C，提升系统整体的兼容性；
协议适配模块4，协议适配模块4连接通信协议模块6并对通信协议进行解析生成适配协议，并将适配协议存入适配协议库7，通过设置具有自动解析、适配功能的协议适配模块4能够有效提高使用者对于不同协议的适配效率，大幅节省了人力，仅需要设置几个参数即可便捷地完成协议适配的工作；
转译模块2，根据适配协议对数据包进行转译重封装生成重封装数据；
第二通信模块3，与外部业务系统5建立通信连接并发送重封装数据。
在一种较优的实施例中，转译模块2根据wii-link协议对数据包进行转译重封装。
具体地，wii-link协议为威派格自有协议，通过设置为will-link协议可以在多个平台中取得较好的兼容性。
在一种较优的实施例中，协议适配模块4包括第一协议子模块41和第二协议子模块42；
第一协议子模块41用于对具有参数字段、头文件和数据主体的第一数据包进行解析；
具体地，第一协议子模块41对HTTP协议类型的数据包进行适配，具体包括基于CoAP协议、HTTP协议和HTTPS协议建立的数据包。该类数据包的特点是包括三个部分，即参数字段、头文件和数据主体。在一种实施例中，数据主体的格式为form-data或json格式的数据。头文件则用于表示请求地址、请求方法、用户本地文件与令牌。该类数据包需要对参数字段和头文件内容进行解析并将数据主体提取出来，重封装成基于wii-link协议生成的数据包。
进一步地，第一数据包还可以包括：
标识字段，标识字段用于注释头文件和数据主体的内容；
监测量字段，监测量字段用于标识数据中的监测量库子节点。
具体地，标识字段通过设置键值对内容解析注释，包括头文件的标识字段，如请求地址、请求方法、用户本地文件、令牌等；还包括数据主体内的标识字段，包括：设备的ID，会话消息以及上传时间。而监测量字段则用于对应监测量库子节点的数据，在数据形式上体现为请求键值中的嵌套内容。
第二协议子模块42用于对具有报文头、报文体和结束符的第二数据包进行解析。
具体地，第二协议子模块42适用于对TCP协议和UDP协议这一类原始报文协议进行解析，该类数据协议主要包括：报文头、报文体和结束符。消息头是对于报文数据的结构进行定义，包括报文关键内容、报文标识符和报文体的长度。报文体中存储由外部设备1A、1B、1C传输过来的监测信息等。通常情况下，第二协议子模块42需要根据分隔符对特定字段进行分隔，并根据一固定长度从报文起始位置进行偏移量计算，获取协议中每个特定字段中的内容。
在一种较优的实施例中，协议适配模块4还包括测试子模块43，用于对适配协议进行检测，并确认是否能根据wii-link协议生成正确的重封装数据。
在一种较优的实施例中，协议适配模块4还包括一可视化界面44，可视化界面用于显示适配协议库中具有的通信协议，和/或输入待适配的通信协议。
在一种较优的实施例中，如图3所示，可视化界面44包括：
工具栏441，工具栏441用于显示操作指令；
协议组件选择区442，协议组件选择区442用于选择第一协议子模块41和第二协议子模块42以及第一协议子模块41的字段；
具体地，协议组件选择区442用于展示协议适配模块4所能够适配的各类协议，包括但不限于CoAP协议、HTTP协议、HTTPS协议、TCP协议和UDP协议，同时还能够显示如HTTP协议这类应用层协议所具备的字段，并根据实际通信协议中具有的字段来选择相应的字段，通过这种方式设置待适配协议的类型和字段能够有效提高适配的准确度。
展示区443，展示区443用于显示适配协议，具体包括通信协议与wii-link协议的映射关系，数据包的各类参数等，便于适配人员直观地对两种通信协议之间的对应字段和键值进行确认；
测试区444，测试区444用于显示测试子模块的测试结果以及适配协议的属性设置选项。
需要说明的是，图3中所展示的可视化界面44仅是众多实施例中的一个较优的实施例，该附图并不能作为对可视化界面44的形状、UI、排列、控件、元素等的限定。
进一步地，可视化界面44采用WEB页面的方式展示上述的工具栏441、协议组件选择区442、展示区443、测试区444，便于适配人员通过可视化的方式直接对通信协议进行适配。在适配过程中，通过移动图形组件和输入相关命令的方式能够提高输入的效率，清晰直观地展现适配过程。
在一种较优的实施例中，接入系统还包括一存储模块8，存储模块连接转译模块2和第二通信模块3；
存储模块8内存储重封装数据。
在一种较优的实施例中，第二通信模块通过MQTT通信协议连接外部业务系统。
具体地，通过MQTT通信协议建立与外部业务系统的通信连接能够一种多协议转换接入方法，如图4所示，具体包括：
S1：第一通信模块与外部物联网设备建立通信连接并接收数据包；
S2：判断外部物联网设备是否为新增加设备；
若是，进行步骤S3；若否，进行步骤S4；
S3：协议适配模块根据通信协议生成适配协议；
S4：转译模块根据适配协议将数据包进行转译重封装生成重封装数据；
S5：第二通信模块向外部业务系统发送重封装数据。
在一种较优的实施例中，如图5所示，步骤S3包括：
S31：判断通信协议的种类并根据判断结果选择第一协议子模块或第二协议子模块；
S32：从通信协议中选择相应的字段；
S33：根据字段生成与预定协议匹配的适配协议；
S34：对适配协议进行测试，判断是否能够通过测试；
若是，将适配协议存入适配协议库；若否，回到步骤S31。
本发明的有益效果在于：通过协议模块存储用于适配多种IOT设备的通信协议提高了接入系统整体的兼容性，并设置转译模块对来自不同IOT设备的数据包进行转译，生成基于同一通信协议的数据包，提高了数据的可用性，便于用户对数据进行进一步处理。
本领域普通技术人员将会理解，本发明的各个方面、或各个方面的可能实现方式可以被具体实施为系统、方法或者计算机程序产品。因此，本发明的各方面、或各个方面的可能实现方式可以采用完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件等等)，或者组合软件和硬件方面的实施例的形式，在这里都统称为“电路”、“模块”或者“系统”。此外，本发明的各方面、或各个方面的可能实现方式可以采用计算机程序产品的形式，计算机程序产品是指存储在计算机可读介质中的计算机可读程序代码。
计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质包含但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备或者装置，或者前述的任意适当组合，如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或者快闪存储器)、光纤、便携式只读存储器(CD-ROM)。
计算机中的处理器读取存储在计算机可读介质中的计算机可读程序代码，使得处理器能够执行在流程图中每个步骤、或各步骤的组合中规定的功能动作；生成实施在框图的每一块、或各块的组合中规定的功能动作的装置。
应当理解的是，计算机中的处理器可以被理解为一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、DSP、可编程逻辑器件(PLD)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器(MCU)、微处理器(Microprocessor)、或者其他电子元件实现，用于执行前述计算机可读程序代码。
计算机可读程序代码可以完全在用户的本地计算机上执行、部分在用户的本地计算机上执行、作为单独的软件包、部分在用户的本地计算机上并且部分在远程计算机上，或者完全在远程计算机或者服务器上执行。也应该注意，在某些替代实施方案中，在流程图中各步骤、或框图中各块所注明的功能可能不按图中注明的顺序发生。例如，依赖于所涉及的功能，接连示出的两个步骤、或两个块实际上可能被大致同时执行，或者这些块有时候可能被以相反顺序执行。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多协议转换接入系统，其特征在于，包括：
第一通信模块，与多个外部物联网设备建立通信连接并接受数据包；
设备协议模块，存储与所述外部设备一一对应的通信协议；
协议适配模块，所述协议适配模块连接所述设备协议模块并对所述通信协议进行解析生成适配协议，并将所述适配协议存入适配协议库；
转译模块，根据所述适配协议对所述数据包进行转译重封装生成重封装数据；
第二通信模块，与外部业务系统建立通信连接并发送所述重封装数据。
2.根据权利要求1所述的接入系统，其特征在于，所述协议适配模块包括第一协议子模块和第二协议子模块；
所述第一协议子模块用于对具有参数字段、头文件和数据主体的第一数据包进行解析；
所述第二协议子模块用于对具有报文头、报文体和结束符的第二数据包进行解析。
3.根据权利要求2所述的接入系统，其特征在于，所述第一数据包还包括：
标识字段，所述标识字段用于注释所述头文件和所述数据主体的内容；
监测量字段，所述监测量字段用于标识所述数据中的监测量库子节点。
4.根据权利要求3所述的接入系统，其特征在于，所述协议适配模块还包括测试子模块，用于对所述适配协议进行检测，并确认是否能生成与预定协议正确的重封装数据。
5.根据权利要求4所述的接入系统，其特征在于，所述协议适配模块还包括一可视化界面，所述可视化界面用于显示所述设备协议模块中具有的所述通信协议，和/或输入待适配的所述通信协议。
6.根据权利要求5所述的接入系统，其特征在于，所述可视化界面包括：
工具栏，所述工具栏用于显示操作指令；
协议组件选择区，所述协议组件选择区用于选择所述第一协议子模块和所述第二协议子模块以及所述第一协议子模块的字段；
展示区，所述展示区用于显示所述适配协议；
测试区，所述测试区用于显示所述测试子模块的测试结果以及所述适配协议的属性设置选项。
7.根据权利要求1所述的接入系统，其特征在于，所述接入系统还包括一存储模块，所述存储模块连接所述转译模块和所述第二通信模块；
所述存储模块内存储所述重封装数据。
8.一种多协议转换接入方法，其特征在于，适用于权利要求1-7任意一项所述的多协议转换接入系统，具体包括：
S1：第一通信模块与外部物联网设备建立通信连接并接收数据包；
S2：判断所述外部物联网设备是否为新增加设备；
若是，进行步骤S3；若否，进行步骤S4；
S3：协议适配模块根据通信协议生成适配协议；
S4：转译模块根据适配协议将所述数据包进行转译重封装生成重封装数据；
S5：第二通信模块向外部业务系统发送所述重封装数据。
9.根据权利要求8所述的接入方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S31：判断所述通信协议的种类并根据判断结果选择第一协议子模块或第二协议子模块；
S32：从所述通信协议中选择相应的字段；
S33：根据所述字段生成与预定协议匹配的适配协议；
S34：对所述适配协议进行测试，判断是否能够通过测试；
若是，将所述适配协议存入适配协议库；若否，回到步骤S31。
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