CN118101798A - 基于物联网平台的协议包开发系统、方法、装置及介质 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种基于物联网平台的协议包开发系统、方法、装置及介质，所述系统包括：认证器，用于在接收到设备端的数据交互请求时，根据需求将所述数据交互请求转换为相应的请求类型，对设备端进行认证，并返回相应的认证结果；消息编解码器，用于进行平台端的统一消息与设备端的可处理消息之间的双向转换；消息发送拦截器，用于在消息发送前后拦截消息的发送和返回动作；上下文组件，用于封装设备消息类型枚举对象、消息编解码器接口对象、默认的编码处理方法和解码处理方法。本发明实现了对不同协议和不同类型设备的协议包开发，不仅提高了开发效率，也降低了维护成本。

Description

基于物联网平台的协议包开发系统、方法、装置及介质

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，更具体的说是涉及一种基于物联网平台的协议包开发系统、方法、装置及介质。

背景技术

协议包是计算机网络通信中的重要概念，它承载着网络通信的内容和控制信息。在网络通信中，协议包是基本单位，用于在网络中传输数据。它包含了通信协议所规定的必要信息，如源地址、目的地址、数据长度等，并通过网络传输从源设备发送到目的设备，实现设备之间的通信。

协议包在拟定设备上报数据的编解码规则时起着核心作用，特别是在需要适配不同厂家、不同设备上报的各类数据的场景中。在实际应用中，制定协议包的编解码规则通常需要结合具体的业务需求和设备特性来进行。这可能需要跨部门的协作和沟通，以确保制定的规则能够满足各方的需求并得到有效的实施。同时，随着技术的不断发展和设备的不断更新，协议包的编解码规则也需要不断地进行修订和优化，以适应新的需求和挑战。

目前，许多物联网平台需要针对不同厂家的设备单独开发协议包，由于不用厂家的设备支持的协议不同，导致开发成本很高，开发效率较低。另外，在现有的协议包开发框架中，不同设备的操作通常需要不同的编解码解析，代码冗余且容易出现消息处理性能问题。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种基于物联网平台的协议包开发系统、方法、装置及介质，实现了对不同协议和不同类型设备的协议包开发，不仅提高了开发效率，也降低了维护成本。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明公开了一种基于物联网平台的协议包开发系统，所述协议包开发系统分别与平台端和设备端数据连接，所述协议包开发系统包括：认证器、消息发送拦截器、消息编解码器和上下文组件，消息发送拦截器分别与认证器、消息编解码器和上下文组件数据连接，消息编解码器与上下文组件数据连接。认证器，用于在接收到设备端的数据交互请求时，根据需求将所述数据交互请求转换为相应的请求类型，对设备端进行认证，并返回相应的认证结果；消息编解码器，用于进行平台端的统一消息与设备端的可处理消息之间的双向转换；消息发送拦截器，用于在消息发送前后拦截消息的发送和返回动作；上下文组件，用于封装设备消息类型枚举对象、消息编解码器接口对象、默认的编码处理方法和解码处理方法。

进一步，所述协议包开发系统还包括：

数据配置模块，用于配置消息传输配置相关的元数据。

进一步，所述消息编解码器具体用于：

根据设备端的设备类型，对设备端发送至平台端的可处理消息进行编码转换；响应订阅平台端发送的数据流，根据数据类型确定设备端，通过解码转换将统一消息发送至相应的设备端。

进一步，所述上下文组件还用于：

对公共数据位进行了编码处理，以减少重复操作；

在消息转换过程中，构造对应的具体消息编解码器进行数据解析。

进一步，所述消息传输配置相关的元数据，包括：协议的基本信息、名称、描述信息、特性、路由信息和默认模型。

第二方面，本发明还公开了一种基于物联网平台的协议包开发方法，包括：当接收到设备端的数据交互请求时，根据需求将所述数据交互请求转换为相应的请求类型，对设备端进行认证，并返回相应的认证结果；

当设备端向平台端发送可处理消息时，通过执行编码流程对可处理消息进行编码转换，并发送至平台端；

当收到平台端发送的统一消息时，通过执行解码流程将统一消息进行解码转换，并发送至相应的设备端；

在消息发送前后拦截消息的发送和返回动作。

进一步，所述编码流程包括：

根据设备端的设备类型枚举对设备数据位进行匹配；

根据功能数据位采取相应的策略，调用相应的设备消息编解码器进行解码。

进一步，所述解码流程包括：

实时订阅平台端发布的上下文数据流；

在上下文数据流对应的上下文对象中解析出平台端发送的消息类型；

根据消息类型枚举构造具体的设备消息对象，并对数据进行编码操作。

第三方面，本发明还公开了一种基于物联网平台的协议包开发装置，包括：

存储器，用于存储基于物联网平台的协议包开发程序；

处理器，用于执行所述基于物联网平台的协议包开发程序时实现如上文任一项所述基于物联网平台的协议包开发方法的步骤。

第四方面，本发明还公开了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有基于物联网平台的协议包开发程序，所述基于物联网平台的协议包开发程序被处理器执行时实现如上文任一项所述基于物联网平台的协议包开发方法的步骤。

对比现有技术，本发明有益效果在于：

1、本发明提供了一种基于多种设计模式设计协议包开发框架，实现了同一开发框架兼容不同消息类型的协议，同时可根据不同的产品选择不同的策略进行协议解析、数据处理，提高了代码的可维护性和可扩展性。本发明公开了一种基于物联网平台的协议包开发系统，该系统的组件主要包括认证器、消息编解码器、上下文组件和消息发送拦截器，其中在上下文组件当中封装了统一的设备消息定义和设备操作器接口，基于响应式编程，可对不同协议不同类型的设备进行具体的消息编解码处理。本发明的协议包解析流程分为设备上报数据到平台流程和平台下发指令到设备流程，使用本发明可以帮助开发者快速实现物联网设备与平台之间的通讯，提高开发效率和系统可靠性。

2、本发明基于上下文设计封装了协议解析组件，应用了响应式编程和策略配置，通过统一的消息处理入口，能够对不同类型的消息进行匹配，提高了平台与设备之间数据解析处理的性能，为物联网平台的发展和应用提供了更加灵活和高效的解决方案。

3、本发明基于响应式流的编程设计，以非阻塞的方式传递设备消息数据流，能够提高资源利用率、弹性、可伸缩性和响应性，本发明具备强大的组合性和互操作性，为处理大量异步数据流提供了一个强大且灵活的解决方案。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的实施例，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获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式的系统结构图。

图2是本发明具体实施方式的方法流程图。

图3是本发明具体实施方式中一种基于物联网平台的协议包开发装置的结构示意图。

图中，1、认证器；2、消息发送拦截器；3、消息编解码器；4、上下文组件；101、处理器；102、存储器；103、输入接口；104、输出接口；105、通讯单元；106、键盘；107、显示器；108、鼠标。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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做出创造性劳动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。

参见图1所示，本实施例提供了一种基于物联网平台的协议包开发系统，本系统分别与平台端和设备端数据连接，具体包括：认证器1、消息发送拦截器2、消息编解码器3和上下文组件4。消息发送拦截器2分别与认证器1、消息编解码器3和上下文组件4数据连接，消息编解码器3与上下文组件4数据连接。

认证器1，用于在接收到设备端的数据交互请求时，根据需求将所述数据交互请求转换为相应的请求类型，对设备端进行认证，并返回相应的认证结果。

在具体实施方式中，认证器1主要负责在接收到设备端请求(例如通过MQTT协议)时，对设备端进行认证。考虑到不同网络类型可能涉及不同的请求类型，认证器1能够根据实际情况将请求转换为对应的类型，并据此返回相应的认证结果。

消息编解码器3，用于进行平台端的统一消息与设备端的可处理消息之间的双向转换。

在具体实施方式中，消息编解码器3用于实现平台端统一消息与设备端可处理消息之间的双向转换。具体来说，当设备端网关从网络组件接收到报文后，首先通过统一的消息编解码器进行初步处理。随后，根据不同的处理策略，调用相应协议包下的具体设备消息编解码器进行进一步处理。

根据消息的传输方向，消息编解码器3所实现的消息转换过程具体如下：

(1)消息从设备端发送到平台端：其本质上是一种消息的解码传输过程。在这一过程中，可以自定义设备类型枚举和支持的产品定义(包括产品唯一ID)。在进行消息解码前，系统会根据设备类型枚举对设备数据位进行匹配，然后根据不同的功能数据位采取不同的策略，调用相应的设备消息编解码器进行解码。整个过程采用响应式编程以提升性能。

(2)消息从平台端发送到设备端：其本质上是一种消息的编码传输过程。这一过程基于响应订阅设计模式，通过实时订阅发布的上下文数据流，在上下文对象中解析出平台发送的消息类型。然后，根据消息类型枚举来构造具体的设备消息对象，并对数据进行编码操作。这种方式能够实现数据的实时处理和传递，同时也优化了数据的异步操作处理。

消息发送拦截器2，用于在消息发送前后拦截消息的发送和返回动作。

在具体实施方式中，基于响应式流的设计，消息发送拦截器2能够在消息发送前后拦截消息的发送和返回动作。通过修改参数等操作，实现自定义逻辑，例如：当设备离线时，将消息缓存至设备配置中，待设备上线时再进行重发。

上下文组件4，用于封装设备消息类型枚举对象、消息编解码器接口对象、默认的编码处理方法和解码处理方法。

在具体实施方式中，上下文组件4封装了设备消息类型枚举对象、消息编解码器接口对象、默认的编码处理方法和解码处理方法。此外，还对公共数据位进行了编码处理，以减少重复操作。在消息转换过程中，上下文组件负责构造对应的具体消息编解码器(设备操作器)进行数据解析。

另外，作为示例的，本系统还可以包括数据配置模块，用于配置消息传输配置相关的元数据。数据配置模块可视为一种其他配置类，用于配置相关的元数据，例如协议的基本信息、名称及其他描述信息等。此外，还可以配置协议的特性、路由信息、默认模型等其他重要信息。

本发明提供了一种基于物联网平台的协议包开发系统，采用了适配器模式，将不同厂家的数据处理适配到统一的接口，使得不同类型的数据可以被统一处理，有效的提高了开发效率。本系统基于上下文设计封装了协议解析组件，采用了响应式编程和策略配置的方式。通过统一的消息处理入口，不同类型的消息都可以匹配到相应的消息处理类进行响应式处理，从而显著提高了数据处理的性能。

参见图2所示，本发明还公开了一种基于物联网平台的协议包开发方法，包括如下步骤：

S1：当接收到设备端的数据交互请求时，根据需求将所述数据交互请求转换为相应的请求类型，对设备端进行认证，并返回相应的认证结果。

在具体实施方式中，当接收到设备端通过MQTT协议发送的数据交互请求时，对设备端进行认证。根据实际情况将请求转换为对应的类型，并据此返回相应的认证结果。

S2：当设备端向平台端发送可处理消息时，通过执行编码流程对可处理消息进行编码转换，并发送至平台端。

在具体实施方式中，当设备端向平台端发送可处理消息时，在进行消息解码前，根据设备类型枚举对设备数据位进行匹配。然后根据不同的功能数据位采取不同的策略，调用相应的设备消息编解码器进行解码。整个过程采用响应式编程以提升性能。

S3：当收到平台端发送的统一消息时，通过执行解码流程将统一消息进行解码转换，并发送至相应的设备端。

在具体实施方式中，本步骤基于响应订阅设计模式，通过实时订阅发布的上下文数据流，在上下文对象中解析出平台端发送的消息类型。然后，根据消息类型枚举来构造具体的设备消息对象，并对数据进行编码操作。本步骤能够实现数据的实时处理和传递，同时也优化了数据的异步操作处理。

S4：在消息发送前后拦截消息的发送和返回动作。

在具体实施方式中，基于响应式流的设计，在消息发送前后拦截消息的发送和返回动作。通过修改参数等操作，实现自定义逻辑，例如：当设备离线时，将消息缓存至设备配置中，待设备上线时再进行重发。

本实施例的基于物联网平台的协议包开发方法的具体实施方式与上述基于物联网平台的协议包开发系统的具体实施方式基本一致，在此不再赘述。

参见图3所示，本发明还公开了一种基于物联网平台的协议包开发装置，包括处理器101和存储器102；其中，所述处理器101执行所述存储器中保存的基于物联网平台的协议包开发程序时实现如上文任一项所述基于物联网平台的协议包开发方法的步骤。

本实施例提供的基于物联网平台的协议包开发装置可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等。

其中，处理器101可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器101可以采用数字信号处理(Digital Signal Processor，DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器101也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器101可以在集成有图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器101还可以包括人工智能(Artificial Intelligence，AI)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器102可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器102还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器102至少用于存储以下计算机程序，其中，该计算机程序被处理器101加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的基于物联网平台的协议包开发方法的相关步骤。另外，存储器102所存储的资源还可以包括操作系统和数据等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统可以包括Windows、Unix、Linux等。数据可以包括但不限于上述基于物联网平台的协议包开发方法中涉及的数据等。

进一步的，本实施例中的基于物联网平台的协议包开发装置，还可以包括：

输入接口103，用于获取外界导入的基于物联网平台的协议包开发程序，并将获取到的基于物联网平台的协议包开发程序保存至所述存储器102中，还可以用于获取外界终端设备传输的各种指令和参数，并传输至处理器101中，以便处理器101利用上述各种指令和参数展开相应的处理。本实施例中，所述输入接口103具体可以包括但不限于USB接口、串行接口、语音输入接口、指纹输入接口、硬盘读取接口等。

输出接口104，用于将处理器101产生的各种数据输出至与其相连的终端设备，以便于与输出接口相连的其他终端设备能够获取到处理器101产生的各种数据。本实施例中，所述输出接口104具体可以包括但不限于USB接口、串行接口等。

通讯单元105，用于在服务器运行业务优化配置装置和外部服务器之间建立远程通讯连接，以便于基于物联网平台的协议包开发装置能够将镜像文件挂载到外部服务器中。本实施例中，通讯单元105具体可以包括但不限于基于无线通讯技术或有线通讯技术的远程通讯单元。

键盘106，用于获取用户通过实时敲击键帽而输入的各种参数数据或指令。

显示器107，用于对运行基于物联网平台的协议包开发过程的相关信息进行实时显示。

鼠标108，可以用于协助用户输入数据并简化用户的操作。

本发明还公开了一种可读存储介质，这里所说的可读存储介质包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动硬盘、CD-ROM或技术领域内所公知的任意其他形式的存储介质。可读存储介质中存储有基于物联网平台的协议包开发程序，所述基于物联网平台的协议包开发程序被处理器执行时实现如上文任一项所述基于物联网平台的协议包开发方法的步骤。

综上所述，本发明实现了对不同协议和不同类型设备的协议包开发，不仅提高了开发效率，也降低了维护成本。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的基于物联网平台的协议包开发系统、方法、装置及可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于物联网平台的协议包开发系统，其特征在于，所述协议包开发系统分别与平台端和设备端数据连接，所述协议包开发系统包括：认证器、消息发送拦截器、消息编解码器和上下文组件，消息发送拦截器分别与认证器、消息编解码器和上下文组件数据连接，消息编解码器与上下文组件数据连接；

认证器，用于在接收到设备端的数据交互请求时，根据需求将所述数据交互请求转换为相应的请求类型，对设备端进行认证，并返回相应的认证结果；

消息编解码器，用于进行平台端的统一消息与设备端的可处理消息之间的双向转换；

消息发送拦截器，用于在消息发送前后拦截消息的发送和返回动作；

上下文组件，用于封装设备消息类型枚举对象、消息编解码器接口对象、默认的编码处理方法和解码处理方法。

2.根据权利要求1所述的基于物联网平台的协议包开发系统，其特征在于，所述协议包开发系统还包括：

数据配置模块，用于配置消息传输配置相关的元数据。

3.根据权利要求1所述的基于物联网平台的协议包开发系统，其特征在于，所述消息编解码器具体用于：

根据设备端的设备类型，对设备端发送至平台端的可处理消息进行编码转换；响应订阅平台端发送的数据流，根据数据类型确定设备端，通过解码转换将统一消息发送至相应的设备端。

4.根据权利要求1所述的基于物联网平台的协议包开发系统，其特征在于，所述上下文组件还用于：

对公共数据位进行了编码处理，以减少重复操作；

在消息转换过程中，构造对应的具体消息编解码器进行数据解析。

5.根据权利要求2所述的基于物联网平台的协议包开发系统，其特征在于，所述消息传输配置相关的元数据，包括：协议的基本信息、名称、描述信息、特性、路由信息和默认模型。

6.一种基于物联网平台的协议包开发方法，其特征在于，包括：

当接收到设备端的数据交互请求时，根据需求将所述数据交互请求转换为相应的请求类型，对设备端进行认证，并返回相应的认证结果；

当设备端向平台端发送可处理消息时，通过执行编码流程对可处理消息进行编码转换，并发送至平台端；

当收到平台端发送的统一消息时，通过执行解码流程将统一消息进行解码转换，并发送至相应的设备端；

在消息发送前后拦截消息的发送和返回动作。

7.根据权利要求6所述的基于物联网平台的协议包开发方法，其特征在于，所述编码流程包括：

根据设备端的设备类型枚举对设备数据位进行匹配；

根据功能数据位采取相应的策略，调用相应的设备消息编解码器进行解码。

8.根据权利要求6所述的基于物联网平台的协议包开发方法，其特征在于，所述解码流程包括：

实时订阅平台端发布的上下文数据流；

在上下文数据流对应的上下文对象中解析出平台端发送的消息类型；

根据消息类型枚举构造具体的设备消息对象，并对数据进行编码操作。

9.一种基于物联网平台的协议包开发装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储基于物联网平台的协议包开发程序；

处理器，用于执行所述基于物联网平台的协议包开发程序时实现如权利要求6至8中任一项权利要求所述的基于物联网平台的协议包开发方法的步骤。

10.一种可读存储介质，其特征在于：所述可读存储介质上存储有基于物联网平台的协议包开发程序，所述基于物联网平台的协议包开发程序被处理器执行时实现如权利要求6至8中任一项权利要求所述的基于物联网平台的协议包开发方法的步骤。