CN114513410A - 一种设备快速接入物联网平台的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种设备快速接入物联网平台的方法和系统，首先提供设备所属物模型的选择和新建物模型，新建物模型时用户录入设备基本属性信息；而对于物模型下的变量信息定义，留在配置采集变量中完成；其次，选择平台中已经维护的网关或创建新的网关；然后，用户配置设备的采集变量信息，以及针对设备连接协议来配置采集；在配置保存后，在系统后台来自动创建相关的物模型信息；最后判断用户选择的是智能网关还是非智能网关，并进行相应的操作。本发明解决物联设备接入云平台配置繁琐的难题，通过快速接入向导，用户只需要3个步骤，在一个页面中完成所有的接入配置，降低了接入配置的操作难度，提升用户使用效率。

Description

一种设备快速接入物联网平台的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种设备快速接入物联网平台的方法和系统，具体为一种通过指引向导的方式，帮助用户在一个界面中通过几个步骤快速完成相关配置，用户无需理解物联平台中复杂的信息模型概念，即可完成设备数据快速上云的相关工作，降低了用户配置操作设备上云的技术门槛，提高了工程效率。本技术方案设计物联网设备接入、物联云平台、物联信息模型技术领域。

背景技术

随着物联网技术的快速发展，全球快速进入工业4.0时代，接入到网络的物联设备数量在爆发式增长。在现有技术中，设备通常需要通过边缘网关进行物理连接，网关再与物联网平台连接，即设备端到网关到云的过程。这个配置过程需要对接入设备进行采集变量配置、通信协议配置，这些配置大部分需要在网关和云平台配置两次，相当繁琐，也容易出现配置错误，效率低下，因此，需要能够更简单快捷的实现设备接入到云端系统。

同时，设备在接入云端过程中，需要在云平台维护相关的信息模型对象，这些信息对象即包括IT信息领域，也包括自动化领域的知识，用户需要对这些信息模型与知识具备一定的理解才能正确的完成。而不同物联云平台对物联信息模型的抽象又不尽相同，抽象出的名称都可能存在差异，这些都对平台的使用用户提出了较高的要求，使用门槛过高，在一定程度上制约了设备连接上云的进程。

发明内容

发明目的：本发明提供一种设备快速接入物联网平台的方法和系统，主要解决如下两个问题：

一是要解决设备接入云平台过程中，配置的相关功能点多，要理解的概念复杂，配置内容繁琐，对用户使用要求高的问题；

二是解决云平台配置信息如何高效下达到边缘网关的问题，需要针对智能网关和传统非智能网关分别提出实现方案。。

技术方案：一种设备快速接入物联网平台的方法，包括如下步骤：

步骤1，录入设备信息：

用户录入设备基本属性信息；同时提供设备所属物模型的选择，这里主要是考虑设备配置的重用，如果之前已经维护了物模型，通过这里的选择，在后面的步骤3采集变量配置环节自动反馈给用户，如果没有的话，在此录入设备信息的界面提示用户维护物模型的名称，而对于物模型下的变量信息定义，留在后面的采集变量配置中完成。

步骤2，配置边缘网关

用户可以选择平台中已经维护的网关，也可以创建新的网关，网关信息包括网关名称、网关标识，网关的类型（智能网关/非智能网关），选择网关北向与云平台通信的协议类型，通常默认是MQTT协议。同时针对设备连接协议，配置采集通道（南向）的相关信息，包括设备连接协议类型、连接地址、端口等信息。

步骤3，配置采集变量

用户配置设备的采集变量信息，以及针对设备连接协议（网关中的采集通道），来配置具体的采集例如PLC寄存器的地址等配置。此处为用户隐藏了物模型的抽象概念与相关的界面维护，用户只需要关心设备上需要配置哪些变量（点位），更符合用户的操作习惯。而在配置保存后，在系统后台来自动创建相关的物模型信息。

经过上面三个步骤之后，用户点击完成，至此对用户来说，即已经完成了设备接入的配置。但后台程序仍需要进一步实现后续的功能，根据配置的边缘网关类型：智能网关或非智能

智能网关：通过云边协同机制，把配置信息自动下发到智能网关中，智能网关接收到配置信息后自动实现数据采集与上报，从而实现设备数据上云。

非智能网关：在云端自动生成边缘网关可识别的配置文件格式，如excel等，内包含了设备连接信息、连接协议、点位配置等信息，以便用户可下载后，通过边缘网关所支持的方式导入到网关中。

综上所述，通过快速接入向导简化了配置流程，隐藏了设备、物模型、网关之间复杂的关联关系，同时后台自动根据网关类型进行配置信息的下发，提高了整体配置的效率。

一种设备快速接入物联网平台的系统，包括：设备信息录入界面，网关配置界面，采集变量配置界面，以及系统后台处理模块；

设备信息录入界面，用于用户选择物模型和创建物模型；如果可选择的物模型，提示用户创建物模型；系统后台处理模块会根据物模型名称创建物模型对象；

网关配置界面，通过网关配置界面使用户可以选择平台中已经维护的网关，也可以创建新的网关；创建新的网关时，需要配置网关信息包括网关名称、网关标识，网关的类型，网关生产厂商与型号；同时针对设备连接协议，配置采集通道的相关信息；

采集变量配置界面，如果用户在设备信息录入界面中是从平台中选择的已经维护好的物模型，则后台处理模块会自动带出相关的采集变量信息反馈给采集变量配置界面，用户无需再进行创建变量，只进行具体采集协议相关的配置即可；如果是新创建的物模型，则此时变量列表中为空，用户需要通过采集变量配置界面添加采集变量信息，并在后台处理模块维护到采集变量配置界面新创建的物模型对象中。

系统后台处理模块，根据配置的边缘网关类型：智能网关或非智能网关，实现配置信息下发到边缘网关。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供的设备快速接入物联网平台的方法和系统，解决物联设备接入云平台配置繁琐的难题，物联设备接入通常要经过网关配置、设备模板点表配置、解析协议配置等多个环节，通过快速接入向导，用户只需要3个步骤，在一个页面中完成所有的接入配置，降低了接入配置的操作难度，提升用户使用效率。

附图说明

图1是设备接入云平台的原理图；

图2是本发明实施例的方法原理图；

图3是本发明实施例的系统中各界面执行顺序框图；

图4是本发明实施例的设备信息录入界面示意图；

图5是本发明实施例的网关配置界面示意图；

图6是本发明实施例的采集变量配置界面示意图；

图7是本发明实施例的方法中步骤S1- S3流程图；

图8是本发明实施例的系统后台处理流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

在物联云平台中，构建的信息模型包括：

物模型（设备类型），物联平台中表达物体（如设备）的数据模型，模型主要包括变量、服务、事件，在快速接入中主要是配置变量信息。

变量，从设备采集到的变量数据，也叫点位。

设备，即对应物理运行的设备，设备是物模型的一个具象的实例。

边缘网关，网关作为边缘端，向下可以兼容适配多种设备连接协议，实现与设备连接与数据采集任务，并把数据转换为平台可以识别的格式，上报给云平台。对于物联网平台来说，网关屏蔽了底层设备协议的复杂多样性，是物联平台运行的重要组成部分。边缘网关分为两类，一类是传统的标准网关，网关需要独立进行配置，无法与云平台进行协同互动，还有一类是智能网关，可以实现与云平台的智能协同，配置规则都可以在云平台实现。

如图1所示，通常设备接入平台的一个完整流程如下：

1)在云平台创建物模型，定义物模型中的变量等。

2)在云平台创建设备实例。

3)在云平台创建网关对象。

4)如果是智能网关，可进一步在云平台设置网关上对设备采集协议相关的配置，如使用modbustcp、Siemens S7等协议，以便配置完成后，云平台可自动下发配置到网关。

5)如果是传统标准网关，则需要人工到网关上重新创建点位信息，采集协议，上报地址等相关配置信息。

从以上现有技术可以看出，设备接入云平台的过程主要配置包括两个方面：

（1）如何在云端快速构建设备相关的信息模型；

（2）如何把配置信息快速的下发到边缘网关，从而最终实现针对设备数据的采集。

本实施例技术方案针对以上两个关键点（痛点），优化设备接入的过程，把设备接入设计为3步，用户在一套完整页面中，按操作指引完成设备接入流程。同时为了尽量减少用户的配置操作，这个创新流程把一些维护操作隐藏在后台进行，以达到减少操作的目的。

如图2、图7和图8所示，设备快速接入物联网平台的方法，包括：步骤S1、S2、S3和S4。

S1，录入设备信息

首先，提供设备信息录入界面，对用户平台中已经存在的物模型进行查找，选择合适的、匹配的物模型。如果没有适合的物模型，用户可以在此界面快速地创建物模型，系统提供“新建物模型”按钮，用户点击后弹出物模型名称、物模型描述两个输入框，用户输入后返回设备信息录入界面，继续录入设备信息。

注意此时后台系统会根据物模型名称创建物模型对象，但并不创建采集变量等信息，这些信息待后面的“采集变量配置界面”中进行维护。

继续录入设备的基本属性信息，主要包括设备名称、编码、规格型号、生产厂家等静态属性信息。

S2，配置网关

通过网关配置界面使用户从平台中已经维护的网关中，选择与设备实际相连接的网关，如果此时还没有，则可在此界面创建新的网关，新建网关是，需要配置网关相关信息包括网关名称、网关标识，网关的类型（智能网关/非智能网关），网关生产厂商与型号，选择网关北向与云平台通信的协议类型（默认是MQTT协议）。

接下来配置网关下的与设备相连接的通道信息配置，选择设备连接协议（S7、Modbus TCP等），配置内容和所选协议相关，包括连接地址、站号等，有些协议还有选择设备型号（如西门子PLC）。

S3，配置采集变量

如果在S1中是从平台中选择的已经维护好的物模型，则系统会自动带出相关的采集变量信息，用户无需再进行创建变量，只进行具体采集协议相关的配置即可。如果是新创建的物模型，则此时变量列表中为空，用户需要通过采集变量配置界面添加采集变量信息，包括输入变量名称、单位等信息。这些新增加的采集变量，在后台维护到S1新创建的物模型对象中。

采集变量定义完成后，需要继续配置这些变量的采集协议相关配置，此时的配置内容，与S2中网关下配置的“采集通道”信息相关，即“采集通道”决定了每个变量的采集协议配置格式。例如如果“采集通道”选择了西门子S7协议，则此处应配置的信息包括变量在本协议中的数据类型（短整型、长整型、浮点等）、寄存器类型（V）、变量存储的地址。

S4，系统后台处理

根据配置的边缘网关类型：智能网关或非智能网关，实现配置信息下发到边缘网关。

如果是智能网关：通过云边协同机制，把配置信息自动下发到智能网关中，智能网关接收到配置信息后自动实现数据采集与上报，从而实现设备数据上云。

如果是非智能网关：则根据网关厂商及网关型号，自动以此型号网关的配置格式来生成采集配置文件，例如xml、csv、excel等，配置文件内包含了设备连接信息、连接协议、点位配置等信息，用户可从云平台方便地下载此文件，通过边缘网关所支持的方式如边缘控制台或程序，导入配置信息到网关中，从而实现网关的采集配置。

如图3-图6所示，设备快速接入物联网平台的系统，包括：设备信息录入界面，网关配置界面，采集变量配置界面，以及系统后台处理模块。设备信息录入界面、网关配置界面和采集变量配置界面，在配置过程中，每个界面可通过上一步、下一步进行跳转。

设备信息录入界面，用于用户选择物模型和创建物模型；对用户平台中已经存在的物模型进行查找，供用户选择合适的、匹配的物模型。如果没有适合的物模型，用户可以在此界面快速地创建物模型，系统提供“新建物模型”按钮，用户点击后弹出物模型名称、物模型描述两个输入框，用户输入后返回设备信息录入界面，继续录入设备信息。

注意此时系统后台处理模块会根据物模型名称创建物模型对象，但并不创建采集变量等信息，这些信息待后面的“采集变量配置界面”中进行维护。

继续录入设备的基本属性信息，主要包括设备名称、编码、规格型号、生产厂家等静态属性信息。

网关配置界面，通过网关配置界面使用户从平台中已经维护的网关中，选择与设备实际相连接的网关，如果此时还没有，则可在此界面创建新的网关，新建网关时，需要配置网关相关信息包括网关名称、网关标识，网关的类型（智能网关/非智能网关），网关生产厂商与型号，选择网关北向与云平台通信的协议类型（默认是MQTT协议）。

接下来配置网关下的与设备相连接的通道信息配置，选择设备连接协议（S7、Modbus TCP等），配置内容和所选协议相关，包括连接地址、站号等，有些协议还有选择设备型号（如西门子PLC）。

采集变量配置界面，如果用户在设备信息录入界面中是从平台中选择的已经维护好的物模型，则后台处理模块会自动带出相关的采集变量信息反馈给采集变量配置界面，用户无需再进行创建变量，只进行具体采集协议相关的配置即可。如果是新创建的物模型，则此时变量列表中为空，用户需要通过采集变量配置界面添加采集变量信息，包括输入变量名称、单位等信息。这些新增加的采集变量，在后台处理模块维护到采集变量配置界面新创建的物模型对象中。

采集变量定义完成后，需要继续配置这些变量的采集协议相关配置，此时的配置内容，与网关配置界面中网关下配置的“采集通道”信息相关，即“采集通道”决定了每个变量的采集协议配置格式。例如如果“采集通道”选择了西门子S7协议，则此处应配置的信息包括变量在本协议中的数据类型（短整型、长整型、浮点等）、寄存器类型（V）、变量存储的地址。

用户点击完成按钮，至此，用户的配置工作已经完成。

系统后台处理模块，根据配置的边缘网关类型：智能网关或非智能网关，实现配置信息下发到边缘网关。

如果是智能网关：通过云边协同机制，把配置信息自动下发到智能网关中，智能网关接收到配置信息后自动实现数据采集与上报，从而实现设备数据上云。

如果是非智能网关：则根据网关厂商及网关型号，自动以此型号网关的配置格式来生成采集配置文件，例如xml、csv、excel等，配置文件内包含了设备连接信息、连接协议、点位配置等信息，用户可从云平台方便地下载此文件，通过边缘网关所支持的方式如边缘控制台或程序，导入配置信息到网关中，从而实现网关的采集配置。

Claims (7)

1. 一种设备快速接入物联网平台的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，录入设备信息

用户录入设备基本属性信息；同时提供设备所属物模型的选择，如果之前已经维护了物模型，通过这里的选择，在步骤3配置采集变量中将选择物模型的变量信息反馈给用户，如果没有，提示用户维护物模型的名称，而对于物模型下的变量信息定义，留在步骤3配置采集变量中完成；

步骤2，配置边缘网关

用户可以选择平台中已经维护的网关，也可以创建新的网关，网关信息包括网关名称、网关标识，选择网关北向与云平台通信的协议类型；同时针对设备连接协议，配置采集通道的相关信息，所述网关的类型包括智能网关和非智能网关；

步骤3，配置采集变量

用户配置设备的采集变量信息，以及针对设备连接协议来配置采集；在配置保存后，在系统后台来自动创建相关的物模型信息；

步骤4，当步骤2中选择智能网关：通过云边协同机制，把配置信息自动下发到智能网关中，智能网关接收到配置信息后自动实现数据采集与上报，从而实现设备数据上云；

当步骤2中选择非智能网关：在云端自动生成边缘网关可识别的配置文件格式，以便用户可下载后，通过边缘网关所支持的方式导入到网关中。

2.根据权利要求1所述的设备快速接入物联网平台的方法，其特征在于，用户录入设备基本属性信息，包括设备名称、编码、规格型号、生产厂家的静态属性信息。

3.根据权利要求1所述的设备快速接入物联网平台的方法，其特征在于，所述步骤2中针对设备连接协议，配置采集通道的相关信息，包括设备连接协议类型、连接地址、端口信息。

4.根据权利要求1所述的设备快速接入物联网平台的方法，其特征在于，所述步骤4中当步骤2中选择非智能网关，在云端自动生成边缘网关可识别的配置文件格式，配置文件内包含了设备连接信息、连接协议、点位配置的信息。

5.根据权利要求1所述的设备快速接入物联网平台的方法，其特征在于，所述步骤2中，还包括配置网关下的与设备相连接的通道信息配置，选择设备连接协议，配置内容和所选协议相关，包括连接地址、站号，有些协议还有选择设备型号。

6.根据权利要求1所述的设备快速接入物联网平台的方法，其特征在于，步骤3中，如果步骤1中用户是从平台中选择的已经维护好的物模型，则系统会自动带出相关的采集变量信息，用户无需再进行创建变量，只进行具体采集协议相关的配置即可；如果是新创建的物模型，则此时变量列表中为空，用户需要通过采集变量配置添加采集变量信息，包括输入变量名称、单位的信息；新增加的采集变量，在后台维护到步骤1新创建的物模型对象中；

采集变量定义完成后，需要继续配置这些变量的采集协议相关配置，此时的配置内容，与步骤2中网关下配置的采集通道信息相关，即采集通道决定了每个变量的采集协议配置格式。

7.一种设备快速接入物联网平台的系统，其特征在于，包括：设备信息录入界面，网关配置界面，采集变量配置界面，以及系统后台处理模块；

设备信息录入界面，用于用户选择物模型和创建物模型；如果可选择的物模型，提示用户创建物模型；系统后台处理模块会根据物模型名称创建物模型对象；

网关配置界面，通过网关配置界面使用户可以选择平台中已经维护的网关，也可以创建新的网关；创建新的网关时，需要配置网关信息包括网关名称、网关标识，网关的类型，网关生产厂商与型号；同时针对设备连接协议，配置采集通道的相关信息；

采集变量配置界面，如果用户在设备信息录入界面中是从平台中选择的已经维护好的物模型，则后台处理模块会自动带出相关的采集变量信息反馈给采集变量配置界面，用户无需再进行创建变量，只进行具体采集协议相关的配置即可；如果是新创建的物模型，则此时变量列表中为空，用户需要通过采集变量配置界面添加采集变量信息，并在后台处理模块维护到采集变量配置界面新创建的物模型对象中；

系统后台处理模块，根据配置的边缘网关类型：智能网关或非智能网关，实现配置信息下发到边缘网关。

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