CN116112357A - 一种可视化配置的软网关系统及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种可视化配置的软网关系统及其实现方法。系统主要包括了网关配置模块获取网关配置信息，并将网关配置信息保存在部署服务器上；连接模块根据网关配置信息建立与物联网关平台的连接关系；第一配置模块根据连接关系确定待连接设备的通讯协议参数，并根据通讯协议参数配置连接器；第二配置模块配置连接器所对应的转换器，并建立转换器与待连接设备的对应关系；信息配置模块将待连接设备与所对应的转换器和连接器进行整体信息配置。本发明极大缩短了物联网网关开发周期与维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种可视化配置的软网关系统及其实现方法。
背景技术
由于互联网技术的不断发展，不同的硬件设备会有不同的通讯协议，传统的物联网平台仅仅支持几种标准协议。
为了解决这个问题，需要利用网关进行协议解析和转换，通常的硬件网关需要利用其自身的硬件进行解码，但由于硬件有很多限制，当有新的协议接入时，迭代不够迅速，扩展性和易用性上有较大缺陷。
发明内容
基于此，本申请实施例提供了一种可视化配置的软网关系统及其实现方法，能够灵活应对不同的协议解析需求，极大缩短了物联网网关开发周期与维护成本。
第一方面，提供了一种可视化配置的软网关系统，该系统包括：
网关配置模块，用于获取网关配置信息，并将所述网关配置信息保存在部署服务器上；
连接模块，用于根据所述网关配置信息建立与物联网关平台的连接关系；
第一配置模块，用于设定待连接设备的通讯协议参数，并根据所述通讯协议参数配置连接器；其中包括配置协议类型、通信方式、端口号、校验方式；
第二配置模块，用于配置连接器所对应的转换器，并建立转换器与待连接设备的对应关系；
信息配置模块，用于将待连接设备与所对应的转换器和连接器进行整体信息配置；
检查模块，用于定时检查信息配置模块，获取得到所有配置设备信息，根据设备状态进行对应处理
可选地，所述系统还包括：
数据采集模块，用于根据待连接设备的连接器类型，监控对应端口或串口；
数据分析模块，用于根据所监控的数据进行分析；其中，根据设备连接器类型和转换器类型来完成数据与属性的映射；
数据上报模块，用于将分析后的数据进行格式转换后进行保存，并按照预设协议上报给物联管理平台；
数据监控模块，用于在可视化页面中选择对应的连接设备查看实时数据和历史数据。
可选地，信息配置模块将待连接设备与所对应的转换器和连接器进行整体信息配置，包括：
配置待连接设备所属网关、设备地址、连接器类型、转换器类型、设备名称等信息。
可选地，数据上报模块将分析后的数据进行格式转换后进行保存，并按照预设协议上报给物联管理平台，具体包括：
将数据以key-value键值对的格式组装保存于内存中，并按照按照mqtt协议上报给物联管理平台。
可选地，根据待连接设备的连接器类型，监控对应端口或串口，包括：
通过Mobus Rtu连接器监听COM1串口；
通过Modbus Tcp连接器监听8080端口。
第二方面，提供了一种可视化配置的软网关实现方法，该方法包括：
获取网关配置信息，并将所述网关配置信息保存在部署服务器上；
根据所述网关配置信息建立与物联网关平台的连接关系；
设定待连接设备的通讯协议参数，并根据所述通讯协议参数配置连接器；其中包括配置协议类型、通信方式、端口号、校验方式；
配置连接器所对应的转换器，并建立转换器与待连接设备的对应关系；
将待连接设备与所对应的转换器和连接器进行整体信息配置；
定时检查信息配置模块，获取得到所有配置设备信息，根据设备状态进行对应处理。
可选地，所述方法还包括：
根据待连接设备的连接器类型，监控对应端口或串口；
根据所监控的数据进行分析；其中，根据设备连接器类型和转换器类型来完成数据与属性的映射；
将分析后的数据进行格式转换后进行保存，并按照预设协议上报给物联管理平台；
在可视化页面中选择对应的连接设备查看实时数据和历史数据。
可选地，将待连接设备与所对应的转换器和连接器进行整体信息配置，包括：
配置待连接设备所属网关、设备地址、连接器类型、转换器类型、设备名称等信息。
可选地，将分析后的数据进行格式转换后进行保存，并按照预设协议上报给物联管理平台，具体包括：
将数据以key-value键值对的格式组装保存于内存中，并按照按照mqtt协议上报给物联管理平台。
可选地，根据待连接设备的连接器类型，监控对应端口或串口，包括：
通过Mobus Rtu连接器监听COM1串口；
通过Modbus Tcp连接器监听8080端口。
本申请实施例提供的技术方案中包括网关配置模块，用于获取网关配置信息，并将网关配置信息保存在部署服务器上；连接模块，用于根据网关配置信息建立与物联网关平台的连接关系；第一配置模块，用于根据连接关系确定待连接设备的通讯协议参数，并根据通讯协议参数配置连接器；第二配置模块，用于配置连接器所对应的转换器，并建立转换器与待连接设备的对应关系；信息配置模块，用于将待连接设备与所对应的转换器和连接器进行整体信息配置。可以看出，本发明的有益效果在于：
(1)摆脱了硬件载体和硬解码能力对物联协议解析的限制；
(2)利用不同的协议类库解析相应的物联协议,灵活应对不同的协议解析需求,缩短了物联网网关开发周期与维护成本；
(3)可以实时监控数据设备状态、实时上报数据和历史数据，节约了开发运维人员调试时间；
(4)相比于硬件网关开发、升级成本较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
图1为本申请实施例提供的一种可视化配置的软网关系统应用环境示意图；
图2为本申请实施例提供的一种可视化配置的软网关实现方法流程图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本发明的描述中，除非另有说明“多个”的含义是两个或两个以上。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”旨在区别指代的对象。对于具有时序流程的方案，这种术语表述方式不必理解为描述特定的顺序或先后次序，对于装置结构的方案，这种术语表述方式也不存在对重要程度、位置关系的区分等。
此外，术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于已明确列出的那些步骤或单元，而是还可包含虽然并未明确列出的但对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元，或者基于本发明构思进一步的优化方案所增加的步骤或单元。
由于互联网技术的不断发展，不同的硬件设备会有不同的通讯协议，传统的物联网平台仅仅支持几种标准协议。为了解决这个问题，需要利用网关进行协议解析和转换，通常的硬件网关需要利用其自身的硬件进行解码，但由于硬件有很多限制，当有新的协议接入时，迭代不够迅速，扩展性和易用性上有较大缺陷,于是，我们构建了一个可以在云端或者设备端安装的软件网关系统，简称软网关。并且，我们提供了一个可视化页面、和远程升级功能,灵活应对不同的协议解析需求,极大缩短了物联网网关开发周期与维护成本。
其示出了本申请实施例提供的一种可视化配置的软网关系统架构图，系统具体包括：
网关配置模块，用于获取网关配置信息，并将所述网关配置信息保存在部署服务器上。
连接模块，用于根据所述网关配置信息建立与物联网关平台的连接关系。
第一配置模块，用于设定待连接设备的通讯协议参数，并根据所述通讯协议参数配置连接器。
其中包括配置协议类型、通信方式、端口号、校验方式。
第二配置模块，用于配置连接器所对应的转换器，并建立转换器与待连接设备的对应关系。
信息配置模块，用于将待连接设备与所对应的转换器和连接器进行整体信息配置。
检查模块，用于定时检查信息配置模块，获取得到所有配置设备信息，根据设备状态进行对应处理。
其中，根据设备状态进行对应处理包括根据设备状态(包含未生效、生效、失效)，未生效则根据设备协议监听对应的端口或串口；生效说明该设备已经在监听中；失效关闭设备对应端口或串口的监听。
在进行整体信息配置具体包括配置待连接设备所属网关、设备地址、连接器类型、转换器类型、设备名称等信息。
系统还包括：数据采集模块，用于根据待连接设备的连接器类型，监控对应端口或串口。
数据分析模块，用于根据所监控的数据进行分析；其中，根据设备连接器类型和转换器类型来完成数据与属性的映射。
数据上报模块，用于将分析后的数据进行格式转换后进行保存，并按照预设协议上报给物联管理平台。
其中，将数据以key-value键值对的格式组装保存于内存中，并按照按照mqtt协议上报给物联管理平台。
数据监控模块，用于在可视化页面中选择对应的连接设备查看实时数据和历史数据。
具体地，本申请上述系统可以应用于图1所示的应用环境中。其中，软网关通过网络与设备、物联管理平台进行通信，设备与软网关的通讯协议不限于modbus、mqtt、http。其中，设备不限于分支监测单元、断路器、智能电表、温湿度传感器，物联平台管理软网关、设备并对收集的数据可视化。
如图2，本申请实施例还提供的一种可视化配置的软网关方法。方法具体包括：
步骤一，获取网关配置信息，并将网关配置信息保存在部署服务器上。
具体地本步骤中，在可视化页面填写网关名称、网关类型、物联平台的地址完成网关配置，并已配置文件形式保存在部署服务器上。
步骤二，根据网关配置信息建立与物联网关平台的连接关系。
具体地本步骤中，点击连接按钮软网关系统会根据物联平台地址与物联网关平台建立连接。
步骤三，根据连接关系确定待连接设备的通讯协议参数，并根据通讯协议参数配置连接器。
具体地本步骤中，通过可视化页面配置连接器，将已知设备的通讯协议参数可视化展示在页面上，配置内容包含协议类型、通信方式、端口号、校验方式等信息。
步骤四，配置连接器所对应的转换器，并建立转换器与待连接设备的对应关系。
具体地本步骤中，配置转换器将设备上报的数据和设备模型做映射,包含数据名称、数据类型、功能码、对象数等信息。
步骤五，将待连接设备与所对应的转换器和连接器进行整体信息配置。
具体地本步骤中，设备信息配置通过网关载体、通讯协议连接器、设备模型转换器组合的方式实现数据上报，配置内容包含所属网关、设备地址、连接器类型、转换器类型、设备名称等信息。
其中，还包括定时获取得到所有配置设备信息，根据设备状态进行对应处理，根据设备状态进行对应处理包括根据设备状态(包含未生效、生效、失效)，未生效则根据设备协议监听对应的端口或串口；生效说明该设备已经在监听中；失效关闭设备对应端口或串口的监听。
步骤六，根据待连接设备的连接器类型，监控对应端口或串口。
本步骤中主要为数据采集，其中，软网关会根据设备的连接器类型，监控对应端口或串口。例如mobus rtu监听COM1串口，modbus tcp监听是8080端口。
步骤七，根据所监控的数据进行分析。
本步骤中主要为数据分析，其中，软网关会根据设备id识别采集到数据是哪个设备的，设备连接器类型和转换器类型来完成数据与属性的映射。
数据分析详细过程如下：
表1Modbus Rtu连接器显示
| 中文名称 | 英文名称 | 描述 |
| 协议类型 | Protocol | 协议 |
| 端口号 | Portname | 端口号；例COM1 |
| 波特率 | Bit | 默认值2400 |
| 校验方式 | VerificationMode | N、无校验，O、奇，E、偶 |
| 停止位 | StopBit | 默认是8 |
| 数据位 | DataBit | 默认是1 |
表2设备属性转换器显示
| 英文属性 | 中文属性 | 功能码 | 属性类型 | 属性长度 | 属性位置 |
| voltage | 电压 | 03 | 整形 | 11 | 1 |
| electricity | 电流 | 03 | 整形 | 11 | 2 |
其中，数据映射解析过程如下：
例如，Modbus rtu指令(16进制)：
收集到数据：01030102013C 940D
01表示设备地址(设备A)；03是功能码，表示读保持寄存器；0001是起始寄存器地址即电压属性位置，即从1开始；02表示读取二个字节；013C是读取的电压值，即电压是220V；940D是CRC校验码。
当收集到数据：0103020101732C
01表示要查询的设备的地址；03是功能码，表示读保持寄存器；02是起始寄存器地址即电流属性位置，即从2开始；01表示读取一个字节，01是读取的电流的值，即电流是1A；732C是CRC校验码。
步骤八，将分析后的数据进行格式转换后进行保存，并按照预设协议上报给物联管理平台。
本步骤中主要为数据上报，其中，将数据已key：value键值对的格式组装好放于内存中；最后获取设备的所属网关按照mqtt协议上报给物联管理平台。上报物联平台的数据格式如下：
步骤九，在可视化页面中选择对应的连接设备查看实时数据和历史数据。
本步骤中在数据监控页面选择对应设备可以查看实时数据和历史数据。
综上可以看出，本申请通过可以可视化页面动态配置各个设备的连接参数、映射地址、功能码等；同时可实时监控子设备上下线状态、网关状态、设备的实时数据、历史上报数据等；支持一个云平台管理多个网关模式、网关下控制各个协议的连接器和转换器；每小时可以支持接入5000+台设备和100M条数据；当接入新的子设备时，可以远程升级，支持热部署，无需重启系统。
本申请实施例提供的可视化配置的软网关方法实现于上述可视化配置的软网关系统，关于可视化配置的软网关方法的具体限定可以参见上文中对于可视化配置的软网关系统的限定，在此不再赘述。上述可视化配置的软网关系统中的各个部分可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种可视化配置的软网关系统，其特征在于，所述系统包括：
网关配置模块，用于获取网关配置信息，并将所述网关配置信息保存在部署服务器上；
连接模块，用于根据所述网关配置信息建立与物联网关平台的连接关系；
第一配置模块，用于设定待连接设备的通讯协议参数，并根据所述通讯协议参数配置连接器；其中包括配置协议类型、通信方式、端口号、校验方式；
第二配置模块，用于配置连接器所对应的转换器，并建立转换器与待连接设备的对应关系；
信息配置模块，用于将待连接设备与所对应的转换器和连接器进行整体信息配置；
检查模块，用于定时检查信息配置模块，获取得到所有配置设备信息，根据设备状态进行对应处理。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
数据采集模块，用于根据待连接设备的连接器类型，监控对应端口或串口；
数据分析模块，用于根据所监控的数据进行分析；其中，根据设备连接器类型和转换器类型来完成数据与属性的映射；
数据上报模块，用于将分析后的数据进行格式转换后进行保存，并按照预设协议上报给物联管理平台；
数据监控模块，用于在可视化页面中选择对应的连接设备查看实时数据和历史数据。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，信息配置模块将待连接设备与所对应的转换器和连接器进行整体信息配置，包括：
配置待连接设备所属网关、设备地址、连接器类型、转换器类型、设备名称等信息。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，数据上报模块将分析后的数据进行格式转换后进行保存，并按照预设协议上报给物联管理平台，具体包括：
将数据以key-value键值对的格式组装保存于内存中，并按照按照mqtt协议上报给物联管理平台。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，根据待连接设备的连接器类型，监控对应端口或串口，包括：
通过Mobus Rtu连接器监听COM1串口；
通过Modbus Tcp连接器监听8080端口。
6.一种可视化配置的软网关实现方法，其特征在于，所述方法包括：
获取网关配置信息，并将所述网关配置信息保存在部署服务器上；
根据所述网关配置信息建立与物联网关平台的连接关系；
设定待连接设备的通讯协议参数，并根据所述通讯协议参数配置连接器；其中包括配置协议类型、通信方式、端口号、校验方式；
配置连接器所对应的转换器，并建立转换器与待连接设备的对应关系；
将待连接设备与所对应的转换器和连接器进行整体信息配置；
定时检查信息配置模块，获取得到所有配置设备信息，根据设备状态进行对应处理。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据待连接设备的连接器类型，监控对应端口或串口；
根据所监控的数据进行分析；其中，根据设备连接器类型和转换器类型来完成数据与属性的映射；
将分析后的数据进行格式转换后进行保存，并按照预设协议上报给物联管理平台；
在可视化页面中选择对应的连接设备查看实时数据和历史数据。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将待连接设备与所对应的转换器和连接器进行整体信息配置，包括：
配置待连接设备所属网关、设备地址、连接器类型、转换器类型、设备名称等信息。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将分析后的数据进行格式转换后进行保存，并按照预设协议上报给物联管理平台，具体包括：
将数据以key-value键值对的格式组装保存于内存中，并按照按照mqtt协议上报给物联管理平台。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据待连接设备的连接器类型，监控对应端口或串口，包括：
通过Mobus Rtu连接器监听COM1串口；
通过Modbus Tcp连接器监听8080端口。
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