一种多协议物联网传感器接入系统及互通方法与流程

1.本发明涉及物联网技术领域，具体为一种多协议物联网传感器接入系统及互通方法。


背景技术：

2.常见使用互联网传输的物联网传感器一般根据功能不同使用不同网络协议通信，如http、mqtt、coap、tcp等常见网络协议等。不同协议物联网传感器具备不同功能，根据协议只能接入协议内系统并只能和本协议内传感器通信，不同协议传感器因设计或协议原因之间无法互相通信。


技术实现要素：

3.本发明的目的是：针对现有技术中不同协议传感器因设计或协议不同，使得不同协议传感器之间无法互相通信的问题，提出一种多协议物联网传感器接入系统及互通方法。
4.本发明为了解决上述技术问题采取的技术方案是：
5.一种多协议物联网传感器接入系统及互通方法，包括以下步骤：
6.基于需要通信的传输传感器和目标传感器，分别判断传输传感器和目标传感器为可即时通讯设备或非可即时通讯设备；
7.当判断结果为可即时通讯设备与可即时通讯设备，或判断结果为非可即时通讯设备与可即时通讯设备时，则将多协议物联网平台作为数据中转通道，解包上报协议，取出对应数据，并根据目标传感器的协议，将取出的数据打包后转发，之后根据是否发送成功向传输传感器发送对应ack或nack；
8.当判断结果为非可即时通讯设备与非可即时通讯设备时，首先解包上报协议，得到数据并存储，并直接向传输传感器发送ack，同时等待目标传感器通信建立后根据对应协议，将得到的数据编码后发送给目标传感器；
9.当判断结果为可即时通讯设备与非可即时通讯设备时，默认非即时通信设备为在线，当收到传输传感器发送的数据时，解包存储数据，并返回ack，待下个唤醒周期目标传感器建立连接后，根据命令的顺序依次下发指令，若到唤醒周期，目标传感器并未建立连接，则此后所有的命令均返回nack，且平台不再存储后续命令，直到目标传感器重新建立连接。
10.进一步的，所述可即时通讯设备包括使用tcp长连接的传感器或使用mqtt长连接的传感器。
11.进一步的，所述使用tcp长连接的传感器为需要即时响应的受控设备，所述使用mqtt长连接的传感器为无功耗限制的采集设备。
12.进一步的，所述非可即时通讯设备包括使用http协议的传感器或mqtt的非cleansession模式的传感器。
13.进一步的，所述非可即时通讯设备为低功耗采集设备，包括智能温度计、无线报警
器、水浸传感器。
14.进一步的，所述判断传输传感器和目标传感器为可即时通讯设备或非可即时通讯设备通过判定连接状态是否为长连接确定，若为长连接，则为可即时通讯设备，否则为非可即时通讯设备。
15.进一步的，所述传输传感器和目标传感器之间有ack，则消息分发方式为：
16.长连接设备之间：上行设备发送命令解包后根据下行设备的协议重新打包发送，并根据命令是否到达返回ack；
17.长连接设备发送到周期设备：上行设备发送命令解包后存储到服务器中，待下行设备上线后根据下行设备协议打包后发送，并在上行设备发送命令解包后存储到服务器中时，返回ack；
18.上行设备发送多个命令且下行设备未到通信周期，则只保留第一个数据并返回ack，其余数据均被丢弃且无ack；
19.周期设备之间：上行设备发送命令解包后，返回ack，并等待下行设备上线后发送数据；
20.所述传输传感器和目标传感器之间有无ack，即nack，则消息分发方式为：
21.长连接设备之间：上行设备发送命令解包后根据下行设备的协议重新打包发送；
22.长连接设备发送到周期设备：上行设备发送命令解包后存储到服务器中，待下行设备上线后根据下行设备协议打包后发送，上行设备发送多个命令且下行设备未到通信周期，则只保留第一个数据，其余数据均被丢弃；
23.周期设备之间：上行设备发送命令解包后，等待下行设备上线后发送数据。
24.本发明的有益效果是：
25.本技术通过判断即时通信设备与非即时通信设备，并根据不同设备之间的通信分别对应设置中转通道，解包方式以及发送对应ack或nack等，进而解决了不同传感器因工作方式以及协议不同导致的数据不能互传的问题。
26.本技术可以实现不同协议之间的物联网传感器设备的相互通信。如使用mqtt、http、tcp方式的传感器等。
附图说明
27.图1为本技术的整体流程图。
具体实施方式
28.需要特别说明的是，在不冲突的情况下，本技术公开的各个实施方式之间可以相互组合。
29.具体实施方式一：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种多协议物联网传感器接入系统及互通方法，包括以下步骤：
30.获取需要通信的传输传感器和目标传感器，并分别判断传输传感器和目标传感器为可即时通讯设备或非可即时通讯设备；
31.当判断结果为可即时通讯设备与可即时通讯设备时，则将多协议物联网平台作为数据中转通道，解包上报协议，取出对应数据，并根据目标传感器的协议，将取出的数据打
包后转发，之后根据是否发送成功向传输传感器发送对应ack或nack，所述ack为一种正向反馈，接收方收到数据后回复消息告知发送方，所述nack为一种负向反馈，接收方只有在没有收到数据的时候才通知发送方；
32.当判断结果为非可即时通讯设备与非可即时通讯设备时，首先解包上报协议，得到数据并存储，并直接向传输传感器发送ack，同时等待目标传感器通信建立后根据对应协议，将得到的数据编码后发送给目标传感器；
33.当判断结果为非可即时通讯设备与可即时通讯设备时，则将多协议物联网平台作为数据中转通道，解包上报协议，取出对应数据，并根据目标传感器的协议，将取出的数据打包后转发，并根据是否发送成功向传输传感器发送对应ack或nack；
34.当判断结果为可即时通讯设备与非可即时通讯设备时，默认非即时通信设备为在线，当收到传输传感器发送的数据时，解包存储数据，并返回ack，待下个唤醒周期目标传感器建立连接后，根据命令的顺序依次下发指令，若到唤醒周期，目标传感器并未建立连接，则此后所有的命令均返回nack，且平台不再存储后续命令，直到目标传感器重新建立连接。
35.本技术实现了不同协议传感器之间相互通信。
36.物联网传感器按照协议功能一般分为如下三类：
37.非即时通信，通信链路一般在需要时链接，空闲时关闭。上行通信为周期性或者传感器动作时建立，一般无下行命令或者允许较长下行命令延迟，下行命令发送时间为上行命令连接建立后发生。常见于使用http协议或者mqtt的非cleansession模式的的传感器。此类传感器一般为低功耗采集设备，如智能温度计、无线报警器、水浸传感器等。
38.即时通信，长连接，通信链路一直保持链接，传感器设备可以随时上报数据和接收下行命令。常见于使用tcp长连接或使用mqtt长连接的传感器。此类传感器一般为需要即时响应的受控设备或者无功耗限制的采集设备等。
39.有限的即使通信，通信链路一般由协议根据一定规则建立，在业务逻辑上是无感知的，在硬件层面上是有延迟的，如使用mqtt协议的传感器，其协议中规定一组cleansession字段，允许设备根据需要使用不同换通信方式。在设备休眠通信断开链接后平台仍旧允许一些命令下发直或者根据配置平台显示为断线等功能。如一些计量用表具，电表或者燃气表等。
40.平台具备多种不同协议以供不同传感器接入。
41.因互联网nat机制或防火墙限制，各传感器之间消息互相通信基于服务器中转。
42.消息传输分为传感器和平台通信或传感器和传感器通信。
43.传感器和平台通信仅需按照所使用协议要求通信即可。
44.传感器和传感器之间通信需考虑传感器设计和协议不同因素，由服务器解包后在打包方式传输。
45.多协议物联网平台需要综合考虑上述情况的出现并做出对应处理，针对以上三种类别传感器，系统平台可以本质可以归类为两类分别为可即时通信类和非即时通信类。
46.针对可即时通信与可即使通信类传感器通信此时平台作为数据中转通道，解包上报协议取出对应数据，并根据目标传感器协议打包后转发，根据是否发送成功向发送方发送对应ack或nack，此类功能实现较为容易。
47.针对非即时通信与非即时通信设备通信，会首先解包上报协议得到数据并存储，
并直接向发送方返回ack，同时等待目标传感器通信建立后根据对应协议编码数据发送。
48.针对即时通信设备发往非即时通信设备，平台需要进行一定状态维护，默认情况为非即时通信设备为在线，当收到发送端发送数据时，解包存储数据时并返回ack，待下个唤醒周期接收端设备建立连接后根据命令顺序依次下发指令。若到唤醒周期此时设备因故障并未唤醒联立链接时，此后所有命令均返回nack且平台不在存储后续命令，直到接收端设备重新建立连接。
49.第三种可变传感器在首次或者因中断后重新连接时根据此时协议指示归纳与上述集中情况中。
50.不同协议传感器因设计原因会有不同通信行为，如设备与服务器之间保持长连接，设备与服务器之间周期通信等。
51.一般长连接设备下行通道处于随时可达状态，有命令可直接下发。
52.一般周期通信设备下行无法随时可达，需要等待设备连接后才可达。
53.有些设备需要ack(命令应答包)以确保数据送达。
54.有些设备无需ack，发送后命令不管。
55.技术方案主要分为以下几种
56.有ack之间通信
57.长连接设备之间：上行设备发送命令解包后根据下行设备的协议重新打包发送，并根据命令是否到达返回ack。
58.长连接设备发送到周期设备：上行设备发送命令解包后存储到服务器中，待下行设备上线后根据下行设备协议打包后发送，ack发生在存储到服务器中步骤，以满足上连接设备命令不因超时而重发。上行设备发送多个命令且下行设备未到通信周期，则只保留第一个数据并返回ack，其余数据均被丢弃且无ack。
59.周期设备之间：上行设备发送命令解包返回ack，并等待下行设备上线后发送数据。
60.无ack通信
61.在上述基础上无需发送应答包。
62.此种方式实现了不同传感器因工作方式使用不同协议之间数据互传的需求。
63.需要注意的是，具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释和说明，不能以此限定权利保护范围。凡根据本发明权利要求书和说明书所做的仅仅是局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种多协议物联网传感器接入系统及互通方法，其特征在于包括以下步骤：基于需要通信的传输传感器和目标传感器，分别判断传输传感器和目标传感器为可即时通讯设备或非可即时通讯设备；当判断结果为可即时通讯设备与可即时通讯设备，或判断结果为非可即时通讯设备与可即时通讯设备时，则将多协议物联网平台作为数据中转通道，解包上报协议，取出对应数据，并根据目标传感器的协议，将取出的数据打包后转发，之后根据是否发送成功向传输传感器发送对应ack或nack；当判断结果为非可即时通讯设备与非可即时通讯设备时，首先解包上报协议，得到数据并存储，并直接向传输传感器发送ack，同时等待目标传感器通信建立后根据对应协议，将得到的数据编码后发送给目标传感器；当判断结果为可即时通讯设备与非可即时通讯设备时，默认非即时通信设备为在线，当收到传输传感器发送的数据时，解包存储数据，并返回ack，待下个唤醒周期目标传感器建立连接后，根据命令的顺序依次下发指令，若到唤醒周期，目标传感器并未建立连接，则此后所有的命令均返回nack，且平台不再存储后续命令，直到目标传感器重新建立连接。2.根据权利要求1所述的一种多协议物联网传感器接入系统及互通方法，其特征在于所述可即时通讯设备包括使用tcp长连接的传感器或使用mqtt长连接的传感器。3.根据权利要求2所述的一种多协议物联网传感器接入系统及互通方法，其特征在于所述使用tcp长连接的传感器为需要即时响应的受控设备，所述使用mqtt长连接的传感器为无功耗限制的采集设备。4.根据权利要求3所述的一种多协议物联网传感器接入系统及互通方法，其特征在于所述非可即时通讯设备包括使用http协议的传感器或mqtt的非cleansession模式的传感器。5.根据权利要求4所述的一种多协议物联网传感器接入系统及互通方法，其特征在于所述非可即时通讯设备为低功耗采集设备，包括智能温度计、无线报警器、水浸传感器。6.根据权利要求5所述的一种多协议物联网传感器接入系统及互通方法，其特征在于所述判断传输传感器和目标传感器为可即时通讯设备或非可即时通讯设备通过判定连接状态是否为长连接确定，若为长连接，则为可即时通讯设备，否则为非可即时通讯设备。7.根据权利要求6所述的一种多协议物联网传感器接入系统及互通方法，其特征在于所述传输传感器和目标传感器之间有ack，则消息分发方式为：长连接设备之间：上行设备发送命令解包后根据下行设备的协议重新打包发送，并根据命令是否到达返回ack；长连接设备发送到周期设备：上行设备发送命令解包后存储到服务器中，待下行设备上线后根据下行设备协议打包后发送，并在上行设备发送命令解包后存储到服务器中时，返回ack；上行设备发送多个命令且下行设备未到通信周期，则只保留第一个数据并返回ack，其余数据均被丢弃且无ack；周期设备之间：上行设备发送命令解包后，返回ack，并等待下行设备上线后发送数据；所述传输传感器和目标传感器之间有无ack，即nack，则消息分发方式为：长连接设备之间：上行设备发送命令解包后根据下行设备的协议重新打包发送；
长连接设备发送到周期设备：上行设备发送命令解包后存储到服务器中，待下行设备上线后根据下行设备协议打包后发送，上行设备发送多个命令且下行设备未到通信周期，则只保留第一个数据，其余数据均被丢弃；周期设备之间：上行设备发送命令解包后，等待下行设备上线后发送数据。

技术总结
一种多协议物联网传感器接入系统及互通方法，涉及物联网技术领域，针对现有技术中不同协议传感器因设计或协议不同，使得不同协议传感器之间无法互相通信的问题，本申请通过判断即时通信设备与非即时通信设备，并根据不同设备之间的通信分别对应设置中转通道，解包方式以及发送对应ACK或NACK等，进而解决了不同传感器因工作方式以及协议不同导致的数据不能互传的问题。本申请可以实现不同协议之间的物联网传感器设备的相互通信。如使用MQTT、HTTP、TCP方式的传感器等。TCP方式的传感器等。TCP方式的传感器等。


技术研发人员：刘金明 张瑜峰 刘钦明 周宏敏 刘传奇 张丽娟 黄文姣 沈小萌 张博 孔祥禄 郗子捷
受保护的技术使用者：哈尔滨国铁科技集团股份有限公司
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/10/7