CN114827202A - 一种基于物联互动的实体传输方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于物联互动的实体传输方法、系统及存储介质，属于数据传输领域，其方法包括当物联网设备未接入时，获取所述物联网设备的设备信息；根据所述设备信息设置产品信息、网络连接参数及消息协议，得到所述物联网设备对应的产品；配置所述产品的物模型属性及物模型功能，得到物模型，所述物模型属性为物模型对应的数据格式；当所述物联网设备接入时，根据所述网络连接参数构建传输通道；获取所述物联网设备发送的设备数据报文，通过所述消息协议进行解析得到设备数据；将所述设备数据的格式转换为所述物模型对应的数据格式。本申请具有便于使不同物联网终端设备互相连接时节省研发成本的效果。

Description

一种基于物联互动的实体传输方法、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及数据传输领域，尤其是涉及一种基于物联互动的实体传输方法、系统及存储介质。

背景技术

随着信息技术的迅速发展，在智慧园区建设中，园区系统通常包含若干设备子系统，若干设备子系统用于对园区若干物联网终端设备进行数据采集，监测和存储。

在相关技术中，不同设备子系统的接入方式往往不同，当不同设备子系统之间需进行连通时，需首先对不同设备子系统的不同物联网终端设备的接口进行定制化开发，以使不同设备子系统之间进行通信。

针对上述中的相关技术，发明人认为当连通不同设备子系统时，不同物联网终端设备的连接方式通常不一致、容易导致不同物联网终端设备间无法兼容，若每对接一个不同物联网终端设备，均对接口做定制化开发，则与物联网终端设备对接的软件开发工作增加了研发成本。

发明内容

为了便于使不同物联网终端设备互相连接时节省研发成本，本发明提供一种基于物联互动的实体传输方法、系统及存储介质。

第一方面，本申请提供的一种基于物联互动的实体传输方法采用如下的技术方案：

一种基于物联互动的实体传输方法，包括：

当物联网设备未接入时，获取所述物联网设备的设备信息；

根据所述设备信息设置产品信息、网络连接参数及消息协议，得到所述物联网设备对应的产品；

配置所述产品的物模型属性及物模型功能，得到物模型，所述物模型属性为物模型对应的数据格式；

当所述物联网设备接入时，根据所述网络连接参数构建传输通道；

获取所述物联网设备发送的设备数据报文，通过所述消息协议进行解析得到设备数据；

将所述设备数据的格式转换为所述物模型对应的数据格式。

通过采用上述技术方案，产品与物联网设备对应，配置产品的物模型属性和物模型功能得到物模型，则物联网设备与物模型对应；同时将设备数据转换为物模型对应的数据格式，即将物联网设备通过物模型对应的数据格式进行通信，从而起到不同物联网设备之间进行信息传输的作用，从而无需对接口做定制化开发，进而使不同物联网设备互相连接时节省研发成本。

可选的，所述根据所述设备信息设置网络连接参数包括：

基于所述设备信息和预设的网络框架，构建网络组件；

基于所述网络组件，得到所述网络连接参数。

通过采用上述技术方案，网络组件即物联网设备之间进行数据通信所遵循的协议，通过网络组件，物联网设备之间可进行相互通信，有利于增加不同物联网设备间的连通性。

可选的，所述网络连接参数包括网络组件类型、网络连接协议和网络组件端口；

所述网络组件类型包括HTTP、TCP、UDP、MODBUS、MQTT和COAP的通信协议。

通过采用上述技术方案，网络连接参数，即网络通信所需要的信息，主要为网络组件名称、网络组件类型和网络组件端口。

可选的，所述通过所述消息协议进行解析得到设备数据包括：

在预设的协议库中获取消息协议类型；

基于所述消息协议类型，确定所述消息协议；

基于所述消息协议，对所述设备数据报文进行解码，得到所述设备数据。

通过采用上述技术方案，消息协议通过解析设备数据报文得到相同的设备数据的格式，使若干物联网设备可均与平台进行通信。

可选的，所述消息协议类型包括内置通用协议和外设协议包。

通过采用上述技术方案，内置通用协议指根据相关标准文档进行定义与编写的通用协议，可解决通用的消息解析场景；外设协议包指第三方开发的用于特殊消息解析场景的协议。将消息协议分为内置通用协议和外设协议包，有助于应对各种消息解析场景，提高消息解析的灵活性。

可选的，所述物模型属性包括属性唯一标识和属性名称；所述物模型功能包括功能唯一标识和功能名称。

通过采用上述技术方案，物模型属性用于对应物联网设备的硬件信息，物模型功能用于对应物联网设备的功能信息，将物模型分为物模型属性和物模型功能，有利于对物联网设备进行管理。

可选的，所述将所述设备数据的格式转换为所述物模型对应的数据格式包括：

基于预设的拖拉方式，将所述设备数据的格式与所述物模型属性进行映射关系绑定；

在绑定所述映射关系后，实现对所述设备数据格式的解析，得到与所述物模型对应的数据格式。

通过采用上述技术方案，将设备数据格式与物模型属性绑定即实现对设备数据的解析，无需人为对端口做定制化开发，在节省研发成本的基础上，省时省力。

第二方面，本申请提供的一种基于物联互动的实体传输系统采用如下的技术方案：

一种基于物联互动的实体传输系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有基于物联互动的实体传输程序，所述处理器用于在执行程序时采用上述的基于物联互动的实体传输方法。

第三方面，本申请提供的一种存储介质采用如下的技术方案：

一种存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上述基于物联互动的实体传输方法的计算机程序。

综上所述，本申请具有以下至少一种有益技术效果：

1.将物联网设备通过物模型对应的数据格式进行通信，起到不同物联网设备之间进行信息传输的作用，无需对接口做定制化开发，进而使不同物联网设备互相连接时节省研发成本。

2．将物模型分为物模型属性和物模型功能，有利于对物联网设备进行管理。

3．将消息协议分为内置通用协议和外设协议包，有助于应对各种消息解析场景，提高消息解析的灵活性。

附图说明

图1是本申请实施例一种基于物联互动的实体传输方法的整体流程图。

图2是本申请实施例一种基于物联互动的实体传输方法中通过消息协议进行解析得到设备数据的流程图。

具体实施方式

本申请实施例公开一种基于物联互动的实体传输方法。

参照图1，一种基于物联互动的实体传输方法包括：

S100、当物联网设备未接入时，获取物联网设备的设备信息。

设备信息指物联网设备的唯一标识信息，例如设备ID和设备名称。

S200、根据设备信息设置产品信息、网络连接参数及消息协议，得到物联网设备对应的产品。

基于设备信息对产品信息、网络连接参数和消息协议进行设置，其中产品指一组具有相同功能定义的设备集合，是物理空间中的实体在平台的数字化表示。产品信息指产品ID和产品名称。

网络连接参数包括网络组件类型、网络连接协议和网络组件端口；其中网络连接协议指网络IP。

网络组件类型包括HTTP、TCP、UDP、MODBUS、MQTT和COAP的通信协议。

HTTP通信协议是一个客户端终端和服务器端请求和应答的标准。通过使用网页浏览器、网络爬虫或其余工具，客户端终端发起一个HTTP请求到服务器上指定端口。将此客户端终端称为用户代理程序（user agent）。应答的服务器上存储有资源，例如HTML文件和图像。将此应答服务器称为源服务器（origin server）。在用户代理和源服务器中可能存在多个“中间层”，例如代理服务器、网关或隧道等。

HTTP协议采用请求响应模型，即客户端向服务器发送一个请求报文，此请求报文包括请求的方法、URL、协议版本、请求头部和请求数据。服务器以一个状态行作为响应，响应的内容包括协议的版本、成功或者错误代码、服务器信息、响应头部和响应数据。

TCP通信协议指面向连接的，可靠的，基于字节流的传输层通信协议。TCP是因特网中的传输层协议，使用三次握手协议建立连接。当主动方发出SYN连接请求后，等待对方回答SYN+ACK，并最终对对方的SYN执行ACK确认。这种建立连接的方法可以防止产生错误的连接，TCP使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。其中SYN指同步序列编号（Synchronize Sequence Numbers），是TCP/IP建立连接时使用的握手信号；ACK(Acknowledge character）指确认字符，在数据通信中，是接收站发给发送站的一种传输类控制字符。

UDP通信协议即用户数据报协议，是OSI（Open System Interconnection，开放式系统互联）参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。UDP通信协议主要用于不要求分组顺序到达的传输，分组传输顺序的检查与排序由应用层完成。UDP通信协议适用端口分别运行在同一台设备上的多个应用程序。

MODBUS通信协议是一种串行通信协议，是工业电子设备之间常用的连接方式。Modbus允许多个设备连接在同一网络上进行通信，例如，一个测量温度和湿度的装置，将装置的测量结果发送至计算机。

MQTT通信协议是一种消息列队传输协议，采用订阅、发布机制，订阅者仅接收自己已经订阅的数据，非订阅数据则不接收，保证必要数据交换的同时避免了无效数据造成的储存与处理。

COAP通信协议即受限应用协议，是一种专用于受限设备的Internet应用协议。COAP采用双层结构即消息层和请求层。COAP是一个二进制应用层协议，默认运行在UDP上。

其中HTTP、TCP、UDP、MODBUS、MQTT和COAP的通信协议目前已被广泛使用，故在此不再赘述。

在本实施例中，网络连接参数在物联网平台上进行设置，具体的，网络连接参数在物联网平台中的网络组件模块中进行设置，用于进行网络通信。

消息协议即消息解析协议，用于对物联网设备传输的报文进行编解码操作。本实施例中，消息协议与产品对应，其中设置产品对应的消息协议的动作在物联网平台上的消息协议模块进行。

具体的，物联网平台包括网络组件模块、消息协议模块、产品模块和设备模块。其中设备模块与产品模块之间存在N：1的映射关系，即一个产品类型下可存在多个设备。

具体的，根据设备信息设置网络连接参数包括：

S210、基于设备信息和预设的网络框架，构建网络组件。

网络组件即物联网通信协议，用于使设备与设备之间，设备与平台之间互相通信。

在本实施例中，构建网络组件基于Netty框架进行构建，Netty是异步的事件驱动的网络应用程序框架，支持快速地开发可维护的高性能的面向协议的服务器和客户端。具体的，Netty是非阻塞IO，即使用较少的线程便可处理更多连接，因此减少了内存管理和上下文切换所带来的开销，当没有I/O操作需要处理时，线程亦可被用于其他任务。

S220、基于网络组件，得到网络连接参数。

参照图1，S300、配置产品的物模型属性及物模型功能，得到物模型，物模型属性为物模型对应的数据格式。

物模型包括物模型属性和物模型功能，物模型属性包括属性唯一标识和属性名称；物模型功能包括功能唯一标识和功能名称。本实施例中，若网络组件类型为TCP、UDP或MODBUS的通信协议时，可对物模型属性进行数据指令设置。举例说明，当网络组件类型为MODBUS的通信协议时，数据指令设置包括寄存器设置和数据帧设置，其中寄存器设置包括设置从站寄存器ID、寄存器功能码、寄存器起始地址和寄存器连续个数。具体的，功能码在MODBUS协议中用于表示信息帧的功能，本实施例中用到的功能码有01、02、03、04、05、06、15和16，其中01功能码的内容为读取从设备的线圈状态；02功能码的内容为读取从设备的离散量输入的on/off状态；03功能码的内容是读取从设备保持寄存器的内容；04功能码的内容是读取输入寄存器值；05功能码的内容是写单个传感器；06功能码的内容是修改单个保持寄存器的值；15功能码的内容是写多个线圈；16功能码的内容是设置从设备保持寄存器多个连续的地址块。

数据帧设置包括数据指令帧的设置。

当网络组件类型为MODBUS的通信协议时，支持数据指令帧的设置；当网络组件类型为HTTP、MQTT或COAP的通信协议时，可响应数据类型为json类型的产品。

S400、当物联网设备接入时，根据网络连接参数构建传输通道。

当物联网设备接入时，平台上的设备模块即通过传输通道与物联网设备进行信号传输，达到设备互联的效果。

S500、获取物联网设备发送的设备数据报文，通过消息协议进行解析得到设备数据。

设备数据报文为物联网设备发送，消息协议是设备与平台通信的一种标准，物联网设备需按照消息协议标准规定上报的数据格式与物联网平台进行通信。

参照图2，通过消息协议进行解析得到设备数据包括：

S510、在预设的协议库中获取消息协议类型。

本实施例中，预设的协议库中包括内置通用消息协议和外设协议包。具体的，内置通用协议指根据相关标准文档进行定义与编写的通用协议，可解决通用的消息解析场景；外设协议包指第三方开发的用于特殊消息解析场景的协议。对于特殊的消息内容解析，则以第三方开发jar包的形式上传并进行消息协议的解析。

消息协议基于产品构建相应的物模型，后结合内置的消息协议解析器或第三方插件包方式解析上下行数据报文。具体的，内置的消息协议解析器主要有MQTT消息协议解析器、HTTP消息协议解析器和MODBUS消息协议解析器。

消息协议的实现首先需构建消息处理器，定义PayloadHandler接口，该接口包含消息处理器、消息协议ID、消息协议名称、报文解码处理操作和报文编码处理操作。其中，任何消息协议处理器均需定义PayloadHandler接口，后第三方插件包需利用自定义类加载器进行外部Jar包的类加载，通过传输的类名到类容器中获取相对应的类进行报文的解码和编码。

S520、基于消息协议类型，确定消息协议。

由于协议类型包括包括内置通用消息协议和外设协议包，故消息协议基于消息类型进行确定。

S530、基于消息协议，对设备数据报文进行解码，得到设备数据。

物联网平台首先获取物联网设备传输的设备数据报文，后对设备数据报文进行解码，即得到设备数据，得到的设备数据为json数据格式。

步骤S510-步骤S530均在物联网平台中的消息协议模块中进行。

参照图1，S600、将设备数据的格式转换为物模型对应的数据格式。

物模型对应的数据格式为统一数据格式。

具体的，将设备数据的格式转换为物模型对应的数据格式包括：

S610、基于预设的拖拉方式，将设备数据的格式与物模型属性进行映射关系绑定；

本实施例中，拖拉方式即将设备数据格式与物模型属性通过拖拉进行一一对应，拖拉方式可为计算机操作亦可为人为操作。

S620、在绑定映射关系后，实现对设备数据格式的解析，得到与物模型对应的数据格式。

将设备数据格式与物模型进行绑定后，即实现对设备数据格式的解析，得到与物模型对应的数据格式，需要说明的是，物模型对应的数据格式为统一数据格式。

本实施例中，在物联网设备接入后，可在物联网平台中的设备模块中，实时查看设备的上线状态和其他与产品对应的物模型的物模型属性。

综上，通过网络组件、消息协议组件的构建，并配置相应产品设备物模型及相应物联网设备映射，便可建立物联网设备与物联网平台的数据关联，可对接同步所需的物联网设备的数据。使用户无需定制化开发，摈弃了传统的开发模型，以无代码的方式接入设备信息，有利于缩短开发时间，提高了开发效率，同时实现设备接入的统一管理。

本申请实施例一种基于物联互动的实体传输方法的实施原理为：产品与物联网设备对应，配置产品的物模型属性和物模型功能得到物模型，则物联网设备与物模型对应；同时将设备数据转换为物模型对应的数据格式，即将物联网设备通过物模型对应的数据格式进行通信，从而起到不同物联网设备之间进行信息传输的作用，从而无需对接口做定制化开发，进而使不同物联网设备互相连接时节省研发成本。

本申请实施例还公开一种基于物联互动的实体传输系统。

一种基于物联互动的实体传输系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有基于物联互动的实体传输程序，所述处理器用于在执行程序时采用上述基于物联互动的实体传输方法。

本申请实施例还公开一种存储介质。

一种存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上述基于物联互动的实体传输方法的计算机程序。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于物联互动的实体传输方法，其特征在于，包括：

当物联网设备未接入时，获取所述物联网设备的设备信息；

根据所述设备信息设置产品信息、网络连接参数及消息协议，得到所述物联网设备对应的产品；

配置所述产品的物模型属性及物模型功能，得到物模型，所述物模型属性为物模型对应的数据格式；

当所述物联网设备接入时，根据所述网络连接参数构建传输通道；

获取所述物联网设备发送的设备数据报文，通过所述消息协议进行解析得到设备数据；

将所述设备数据的格式转换为所述物模型对应的数据格式。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联互动的实体传输方法，其特征在于，所述根据所述设备信息设置网络连接参数包括：

基于所述设备信息和预设的网络框架，构建网络组件；

基于所述网络组件，得到所述网络连接参数。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联互动的实体传输方法，其特征在于：所述网络连接参数包括网络组件类型、网络连接协议和网络组件端口；

所述网络组件类型包括HTTP、TCP、UDP、MODBUS、MQTT和COAP的通信协议。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联互动的实体传输方法，其特征在于，所述通过所述消息协议进行解析得到设备数据包括：

在预设的协议库中获取消息协议类型；

基于所述消息协议类型，确定所述消息协议；

基于所述消息协议，对所述设备数据报文进行解码，得到所述设备数据。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联互动的实体传输方法，其特征在于：所述消息协议类型包括内置通用协议和外设协议包。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联互动的实体传输方法，其特征在于：所述物模型属性包括属性唯一标识和属性名称；所述物模型功能包括功能唯一标识和功能名称。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联互动的实体传输方法，其特征在于，所述将所述设备数据的格式转换为所述物模型对应的数据格式包括：

基于预设的拖拉方式，将所述设备数据的格式与所述物模型属性进行映射关系绑定；

在绑定所述映射关系后，实现对所述设备数据格式的解析，得到与所述物模型对应的数据格式。

8.一种基于物联互动的实体传输系统，其特征在于：包括存储器和处理器，所述存储器存储有基于物联互动的实体传输程序，所述处理器用于在执行程序时采用权利要求1-7的任一种方法。

9.一种存储介质，其特征在于：存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1-7中任一种方法的计算机程序。

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