CN115801912A - 一种物联网设备接入网关的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种物联网设备接入网关的方法和系统，将网路协议分装为网络组件；编写消息编解码逻辑和连接认证逻辑，打包为消息编解码插件；将消息编解码插件加载到物联网平台中；构建设备接入网关；将设备接入网关中包含的传输协议、编解码协议ID储存到产品中；将产品和设备的基础数据缓存到数据库中；设备上传数据至物联网平台和/或物联网平台下发指令到设备时，获取产品的基础数据，通过产品的网络信息和设备进行数据传输；通过产品的编解码协议对数据进行编解码。该方法和系统使网关的网络能力和数据编解码能力分离开来，实现了功能解耦，还支持数据编解码插件的动态上传和用户自定义，极大的解决了物联网行业多设备厂家的动态协议适配问题。

Description

一种物联网设备接入网关的方法和系统

技术领域

本发明涉及到物联网技术领域，特别涉及到一种物联网设备接入网关的方法和系统。

背景技术

在物联网平台中，设备数据上报到平台或平台下发指令给设备，均需要通过设备接入网关的编解码和认证等处理。对于使用不同传输协议、不同编解码协议的设备，使用的设备接入网关能力也不同。在相关技术中，通常是将物联网平台的标准协议和固定传输网络资源内置到网关中，通过对网络资源，标准协议的集成，整理成一个支持处理设备消息上报和平台下发消息到设备的设备接入网关，该设置方式具备以下弊端：

(1)内置集成标准协议，需要设备来适配平台标准协议的编解码能力。而现在物联网时长中，设备厂家，设备协议千变万化，极大的限制了设备接入能力。

(2)将网络能力同网关的生命周期一起管理，当网络环境变化，或需求切换不同的网络资源时，需要先将网关功能停止，然后进行切换。在这个过程中，设备上报的数据既有可能丢失，同时会导致设备在网关的停止期间都是离线状态。

发明内容

本发明提出一种物联网设备接入网关的方法和系统，主要解决的技术问题是：相关技术中，设备接入网关的过程中，需要设备来适配平台标准协议的编解码能力，限制了设备接入能力，以及将网络能力同网关的生命周期一起管理，导致网络环境发生变化时或者切换不同的网络资源时，需要停止网关功能的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种物联网设备接入网关的方法，包括如下步骤：

步骤1、将网路协议分装为可管理的网络组件；

步骤2、利用物联网平台的消息编解码接口和连接认证接口，编写消息编解码逻辑和连接认证逻辑，并打包为消息编解码插件；

步骤3、将所述消息编解码插件加载到物联网平台中；

步骤4、利用所述网络组件和所述消息编解码插件构成设备接入网关；

步骤5、当某个产品下的设备接入所述设备接入网关后，将所述设备接入网关中包含的传输协议、编解码协议ID储存到所述产品中；

步骤6、创建设备数据的注册中心，将所述产品的基础数据和所述设备的基础数据缓存到数据库中；

步骤7、所述设备上传数据至所述物联网平台和/或所述物联网平台下发指令到所述设备时，在所述注册中心获取所述设备所属的产品对应的基础数据，通过所述基础数据中产品对应的网络信息和设备进行数据传输；

步骤8、通过所述设备所属的产品对应的编解码协议对传输的数据进行编解码。

在本发明的一种实施例中，将网路协议分装为可管理的网络组件包括：

填写网路协议的特有属性，根据所述特有属性创建用于监听设备连接或者连接其他中间件的网络组件。

在本发明的一种实施例中，所述产品的基础数据包括：产品名称、产品ID、物模型、编解码协议ID、产品状态、传输协议、网关ID、网关名称。

在本发明的一种实施例中，所述设备的基础数据包括：设备名称、设备ID、产品ID、产品名称、设备状态、传输协议。

在本发明的一种实施例中，所述基础数据中产品对应的网络信息和设备分别指网关ID和设备ID。

本发明实施例还提供了一种物联网设备接入网关的系统，包括：

分装模块，用于将网路协议分装为可管理的网络组件；

编写模块，用于利用物联网平台的消息编解码接口和连接认证接口，编写消息编解码逻辑和连接认证逻辑，并打包为消息编解码插件；

加载模块，用于将所述消息编解码插件加载到物联网平台中；

协议存储模块，用于将设备接入网关中包含的传输协议、编解码协议ID储存到产品中；

缓存模块，用于将所述产品的基础数据和所述设备的基础数据缓存到数据库中；

数据传输模块，用于获取所述设备所属的产品对应的基础数据，通过所述基础数据中产品对应的网络信息和设备进行数据传输；

编解码模块，用于通过所述设备所属的产品对应的编解码协议对传输的数据进行编解码。

在本发明的一种实施例中，所述分装模块包括组件创建子模块，用于填写网路协议的特有属性，根据所述特有属性创建用于监听设备连接或者连接其他中间件的网络组件。

在本发明的一种实施例中，所述设备接入网关由所述网络组件和所述消息编解码插件构成。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有一个或者多个计算机程序，该一个或者多个计算机程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述的物联网设备接入网关的方法的步骤。

本发明的有益技术效果是：

本发明提供的物联网设备接入网关的方法和系统，通过将网路协议分装为可管理的网络组件；利用物联网平台的消息编解码接口和连接认证接口，编写消息编解码逻辑和连接认证逻辑，并打包为消息编解码插件；将消息编解码插件加载到物联网平台中；利用网络组件和消息编解码插件构成设备接入网关；当某个产品下的设备在接入设备接入网关后，将设备接入网关中包含的传输协议、编解码协议ID储存到产品中；创建设备数据的注册中心，将产品的基础数据和设备的基础数据缓存到数据库中；设备上传数据至物联网平台和/或物联网平台下发指令到设备时，在注册中心获取设备所属的产品对应的基础数据，通过基础数据中产品对应的网络信息和设备进行数据传输；通过设备所属的产品对应的编解码协议对传输的数据进行编解码，使网关的网络能力和数据编解码能力分离开来，实现了功能解耦，还支持数据编解码插件的动态上传和用户自定义，极大的解决了物联网行业多设备厂家的动态协议适配问题。

附图说明

附图1为本发明中的物联网设备接入网关的方法的流程图；

附图2为本发明中的物联网设备接入网关的系统的结构示意图。

在各附图中：21、分装模块；22、编写模块；23、加载模块；24、协议储存模块；25、缓存模块；26、数据传输模块；27、编解码模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

为了解决相关技术中，设备接入网关的过程中，需要设备来适配平台标准协议的编解码能力，限制了设备接入能力，以及将网络能力同网关的生命周期一起管理，导致网络环境发生变化时或者切换不同的网络资源时，需要停止网关功能的问题，本发明实施例提供一种物联网设备接入网关的方法，采用能力解耦，编写协议插件化等方式实现了Jetlinks(JetLinks是一个开源物联网平台，JetLinks基于Java8,Spring Boot 2.x,WebFlux,Netty,Vert.x,Reactor等开发,是一个开源的企业级物联网基础开发平台，实现了物联网相关以及相关业务开发的众多基础功能)物联网设备接入网关。

如图1所示，一种物联网设备接入网关的方法，包括以下步骤：

S101：将网路协议分装为可管理的网络组件。

在该步骤中，将物联网行业常用的网路协议(包括但不限于MQTT、CoAP、HTTP、WebSocket、TCP等协议)分装成为可管理的网络组件。其中，将网路协议分装成网络组件的实现逻辑如下：

填写网路协议的特有属性，根据特有属性创建用于监听设备连接或者连接其他中间件的网络组件。具体的，通过填写包括但不限于网络端口、绑定的网卡地址、数据长度、账号、密码等网路协议特有的属性，然后根据填写的数据，使用java网络API创建对应的网络组件。

S102：利用物联网平台的消息编解码接口和连接认证接口，编写消息编解码逻辑和连接认证逻辑，并打包为消息编解码插件。

在该步骤中，利用物联网平台自带的消息编解码接口和连接认证接口，用户可根据不同厂家的设备编写具体的消息编解码逻辑和连接认证逻辑，然后打包成消息编解码插件。具体的，在代码开发完成后，可使用maven打包命令mvn package将代码打包为消息编解码插件。

S103：将消息编解码插件加载到物联网平台中。

在该步骤中，可在物联网平台内利用java提供的classload类加载器，将用户动态上传的插件加载到物联网平台中

S104：利用网络组件和消息编解码插件构成设备接入网关。

在该步骤中，利用上述的不同的网络组件和不同的消息编解码插件构成设备的接入网关。

S105：当某个产品下的设备在接入设备接入网关后，将设备接入网关中包含的传输协议、编解码协议ID储存到产品中。

其中，产品是现实世界中一类设备的抽象，一个产品下可以创建多个设备，例如iPhone13pro max是产品，实际使用的iPhone13 pro max手机实体就是具体的设备。设备接入网关是虚拟的，是平台为了承接设备数据而定义的一段业务代码。

在该步骤中，当某个产品下的设备在接入设备接入网关后，例如型号A的摄像头产品下的一个实体的摄像头接入网关后，就将设备接入网关中包含的传输协议、编解码协议ID储存到型号A的摄像头产品对应的数据表单中。

S106：创建设备数据的注册中心，将产品的基础数据和设备的基础数据缓存到数据库中。

具体的，该注册中心用于将产品的基础数据和设备的基础数据缓存到redis中间件中，Redis是一种支持key-value等多种数据结构的高速缓存数据库，可以用于缓存、事件发布和订阅，高速队列等场景，可提供字符串，哈希，列表，队列，集合直接存存取。

产品的基础数据包括但不限于产品名称、产品ID、物模型(对产品的建模数据，如产品有支持什么功能、是什么颜色的描述。该字段以json格式表示)、编解码协议ID、产品状态、传输协议(如：http、mqtt、tcp等)、网关ID(设备接入网关)、网关名称等数据。

设备的基础数据包括但不限于设备名称、设备ID、产品ID、产品名称、设备状态、传输协议、建模数据、设备账号密码等数据。

S107：设备上传数据至物联网平台和/或物联网平台下发指令到设备时，在注册中心获取设备所属的产品对应的基础数据，通过基础数据中产品对应的网络信息和设备进行数据传输。

具体的，设备上传数据到平台或平台下发指令到设备端时，通过设备的设备ID在注册中心中拿到产品对应的缓存信息(即产品的基础数据)，通过缓存信息中产品对应的网关ID信息和设备ID信息进行数据传输。基础数据中产品对应的网络信息和设备分别指网关ID和设备ID，例如在某一设备上传数据至物联网平台时，通过该设备的ID信息在注册中心获取该设备所属的产品的基础数据，得知该产品对应的网关ID信息后，即可将该设备传输的数据发送至对应ID的网关内。平台拿到缓存信息。平台运行网络组件是在服务器中申请了一个网络资源。比如tcp类型的网络组件。就申请一个占用一个端口的tcp服务运转在服务器中。

S108：通过设备所属的产品对应的编解码协议对传输的数据进行编解码。

通过上述物联网设备接入网关的方法的实施，实现了将网关的网络能力和数据编解码能力分离开来，实现功能解耦，同时支持数据编解码插件的动态上传和用户自定义，极大的解决了物联网行业多设备厂家的动态协议适配问题。

用户需要选择某个网络组件(根据需要的协议)，然后需要填写相关参数，由网络组件和编解码消息协议支撑，不过设备接入网关时可以通用的。不同产品可以用同一个设备接入网关。

设备接入网关整合了网络组件、第三方云平台、视频接入等接入能力。视频接入时独有的视频传输协议和编解码协议，叫做gb28181协议。和网络组件第三方平台的业务逻辑也不一样。统一了物联网平台南向接入的入口。传统的云云对接，只不过这儿的是只有南向的云云对接。其它云过来的数据也是需要编解码的，所以也需要消息协议，不过不需要网络组件了。因为是云与云之间的对接，消息走的网络链路是http；南向代表数据流入平台。北向代表数据流出平台。

实施例二

为了解决相关技术中，设备接入网关的过程中，需要设备来适配平台标准协议的编解码能力，限制了设备接入能力，以及将网络能力同网关的生命周期一起管理，导致网络环境发生变化时或者切换不同的网络资源时，需要停止网关功能的问题，本发明实施例提供一种物联网设备接入网关的方法。

如图2所示，一种物联网设备接入网关的系统，包括：

分装模块21，用于将网路协议分装为可管理的网络组件。

具体的，将物联网行业常用的网路协议(包括但不限于MQTT、CoAP、HTTP、WebSocket、TCP等协议)分装成为可管理的网络组件。

分装模块还包括组件创建子模块，用于填写网路协议的特有属性，根据特有属性创建用于监听设备连接或者连接其他中间件的网络组件。具体的，通过填写包括但不限于网络端口、绑定的网卡地址、数据长度、账号、密码等网路协议特有的属性，然后根据填写的数据，使用java网络API创建对应的网络组件。

编写模块22，用于利用物联网平台的消息编解码接口和连接认证接口，编写消息编解码逻辑和连接认证逻辑，并打包为消息编解码插件。

具体的，利用物联网平台自带的消息编解码接口和连接认证接口，用户可根据不同厂家的设备编写具体的消息编解码逻辑和连接认证逻辑，然后打包成消息编解码插件。在代码开发完成后，可使用maven打包命令mvn package将代码打包为消息编解码插件

加载模块23，用于将消息编解码插件加载到物联网平台中。

具体的，可在物联网平台内利用java提供的classload类加载器，将用户动态上传的插件加载到物联网平台中。

协议存储模块24，用于将设备接入网关中包含的传输协议、编解码协议ID储存到产品中。

其中设备接入网关由上述的网络组件和消息编解码插件构成。

产品是现实世界中一类设备的抽象，一个产品下可以创建多个设备，例如iPhone13 pro max是产品，实际使用的iPhone13 pro max手机实体就是具体的设备。

具体的，当某个产品下的设备在接入设备接入网关后，例如型号A的摄像头产品下的一个实体的摄像头接入网关后，就将设备接入网关中包含的传输协议、编解码协议ID储存到型号A的摄像头产品对应的数据表单中。

缓存模块25，用于将产品的基础数据和设备的基础数据缓存到数据库中。

具体的，将产品的基础数据和设备的基础数据缓存到redis中间件中，Redis是一种支持key-value等多种数据结构的高速缓存数据库，可以用于缓存、事件发布和订阅，高速队列等场景，可提供字符串，哈希，列表，队列，集合直接存存取。

产品的基础数据包括但不限于产品名称、产品ID、物模型(对产品的建模数据，如产品有支持什么功能、是什么颜色的描述。该字段以json格式表示)、编解码协议ID、产品状态、传输协议(如：http、mqtt、tcp等)、网关ID(设备接入网关)、网关名称等数据。

设备的基础数据包括但不限于设备名称、设备ID、产品ID、产品名称、设备状态、传输协议等数据。

数据传输模块26，用于获取设备所属的产品对应的基础数据，通过基础数据中产品对应的网络信息和设备进行数据传输。

具体的，设备上传数据到平台或平台下发指令到设备端时，通过设备的设备ID在注册中心中拿到产品对应的缓存信息(即产品的基础数据)，通过缓存信息中产品对应的网关ID信息和设备ID信息进行数据传输。基础数据中产品对应的网络信息和设备分别指网关ID和设备ID，例如在某一设备上传数据至物联网平台时，通过该设备的ID信息在注册中心获取该设备所属的产品的基础数据，得知该产品对应的网关ID信息后，即可将该设备传输的数据发送至对应ID的网关内。

编解码模块27，用于通过设备所属的产品对应的编解码协议对传输的数据进行编解码。

通过上述物联网设备接入网关的系统的应用，实现了将网关的网络能力和数据编解码能力分离开来，实现功能解耦，同时支持数据编解码插件的动态上传和用户自定义，极大的解决了物联网行业多设备厂家的动态协议适配问题。

实施例三

本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、计算机程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性或非易失性、可移除或不可移除的介质。计算机可读存储介质包括但不限于RAM(Random Access Memory，随机存取存储器),ROM(Read-Only Memory，只读存储器),EEPROM(Electrically Erasable Programmable read only memory，带电可擦可编程只读存储器)、闪存或其他存储器技术、CD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory，光盘只读存储器)，数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。

本实施例中的计算机可读存储介质可用于存储一个或者多个计算机程序，其存储的一个或者多个计算机程序可被处理器执行，以实现上述实施例一中的物联网设备接入网关的方法中的至少一个步骤。

可见，本领域的技术人员应该明白，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件(可以用计算装置可执行的计算机程序代码来实现)、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。

此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、计算机程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明实施例所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种物联网设备接入网关的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将网路协议分装为可管理的网络组件；

步骤2、利用物联网平台的消息编解码接口和连接认证接口，编写消息编解码逻辑和连接认证逻辑，并打包为消息编解码插件；

步骤3、将所述消息编解码插件加载到物联网平台中；

步骤4、利用所述网络组件和所述消息编解码插件构成设备接入网关；

步骤5、当某个产品下的设备在接入所述设备接入网关后，将所述设备接入网关中包含的传输协议、编解码协议ID储存到所述产品中；

步骤6、创建设备数据的注册中心，将所述产品的基础数据和所述设备的基础数据缓存到数据库中；

步骤7、所述设备上传数据至所述物联网平台和/或所述物联网平台下发指令到所述设备时，在所述注册中心获取所述设备所属的产品对应的基础数据，通过所述基础数据中产品对应的网络信息和设备进行数据传输；

步骤8、通过所述设备所属的产品对应的编解码协议对传输的数据进行编解码。

2.如权利要求1所述的物联网设备接入网关的方法，其特征在于，所述将网路协议分装为可管理的网络组件包括：

填写网路协议的特有属性，根据所述特有属性创建用于监听设备连接或者连接其他中间件的网络组件。

3.如权利要求1所述的物联网设备接入网关的方法，其特征在于，所述产品的基础数据包括：产品名称、产品ID、物模型、编解码协议ID、产品状态、传输协议、网关ID、网关名称。

4.如权利要求1所述的物联网设备接入网关的方法，其特征在于，所述设备的基础数据包括：设备名称、设备ID、产品ID、产品名称、设备状态、传输协议。

5.如权利要求3和4所述的物联网设备接入网关的方法，其特征在于，所述基础数据中产品对应的网络信息和设备分别指网关ID和设备ID。

6.一种物联网设备接入网关的系统，其特征在于，包括：

分装模块，用于将网路协议分装为可管理的网络组件；

编写模块，用于利用物联网平台的消息编解码接口和连接认证接口，编写消息编解码逻辑和连接认证逻辑，并打包为消息编解码插件；

加载模块，用于将所述消息编解码插件加载到物联网平台中；

协议存储模块，用于将设备接入网关中包含的传输协议、编解码协议ID储存到产品中；

缓存模块，用于将所述产品的基础数据和所述设备的基础数据缓存到数据库中；

数据传输模块，用于获取所述设备所属的产品对应的基础数据，通过所述基础数据中产品对应的网络信息和设备进行数据传输；

编解码模块，用于通过所述设备所属的产品对应的编解码协议对传输的数据进行编解码。

7.如权利要求6所述的物联网设备接入网关的系统，其特征在于，所述分装模块包括组件创建子模块，用于填写网路协议的特有属性，根据所述特有属性创建用于监听设备连接或者连接其他中间件的网络组件。

8.如权利要求6所述的物联网设备接入网关的系统，其特征在于，所述设备接入网关由所述网络组件和所述消息编解码插件构成。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个计算机程序，所述一个或者多个计算机程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1-5中任一项所述的物联网设备接入网关的方法的步骤。

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