一种基于物联网的联网装置及方法与流程

本发明涉及物联网领域，特别涉及一种基于物联网的联网装置及方法。

背景技术：

物联网Internet of things(IoT)是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网中的透传协议主要包括以下两种：

MQTT(Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输)是IBM开发的一个即时通讯协议，有可能成为物联网的重要组成部分。该协议支持所有平台，几乎可以把所有联网物品和外部连接起来，被用来当做传感器和致动器(比如通过Twitter让房屋联网)的通信协议。

CoAP是受限制的应用协议(Constrained Application Protocol)的代名词。在当前由PC机组成的世界，信息交换是通过TCP和应用层协议HTTP实现的。但是对于小型设备而言，实现TCP和HTTP协议显然是一个过分的要求。为了让小设备可以接入互联网，CoAP协议被设计出来。CoAP是一种应用层协议，它运行于UDP协议之上而不是像HTTP那样运行于TCP之上。CoAP协议非常小巧，最小的数据包仅为4字节。

除此，物联网还与嵌入式设备息息相关，对于嵌入式设备而言，其主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件和嵌入式软件系统组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的"器件"。嵌入式处理器主要由一个单片机或微控制器(MCU)组成。相关支撑硬件包括显示卡、存储介质(ROM和RAM等)、通讯设备、IC卡或信用卡的读取设备等。嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统，它不具备像硬盘那样大容量的存储介质，而大多使用闪存(Flash Memory)作为存储介质。嵌入式软件包括与硬件相关的底层软件、操作系统、图形界面、通讯协议、数据库系统、标准化浏览器和应用软件等。继ARM公司发布了为嵌入式微控制器设计的Cortex-M7架构处理器，ARM又公布了专为廉价低功耗“物联网”设计的新版软件及系统平台，以加速物联网设备的发展及部署。该软件为基于ARM现有Cortex-M架构设计的mbed平台，包括免费的嵌入式mbed OS操作系统，以及软件工具包mbed Device Server，公司称“能够以安全的方式为连接和管理设备提供所需的服务器端技术”，ARM旨在借mbed基础软件为物联网设备打造“砖块”，物联网设备供应商能够专注于为其产品增加更多新功能并从市场脱颖而出。

具体在交换机中，透传方案有两种理解方式：

一，直接透传：即是某个数据包在两个直连链路的两个端口间传输，数据包的VLAN标记没有发生任何变化。如两个直连的Trunk口，两个端口的PVID都是vlan 1，VLAN 2的数据包从Trunk口A发送出来，被另一端的Trunk口B接收，收发之间，VLAN 2的数据包无任何改变。

二，间接透传：即是数据包在两个直连端口链路间传输时，在两个端口收发时，数据包的VLAN标签会发生改变，但是最终数据包的VLAN还是没变。如两个直连的Trunk口，两个端口的PVID都是vlan 1，VLAN 1的数据包从Trunk口A发送出来，此时被剥除VLAN 1的信息，被另一端的Trunk口B接收，此时又被添加VLAN 1的信息。收发之间，VLAN 1的数据包先是被剥离VLAN信息，然后在接收端又被打上原先的VLAN1信息。

上述的透传方案中的结果都是数据包的最终VLAN信息在经历端口收发后，都不改变。

比如，如图1所示为当前物联网解决方案，其中模块A为嵌入式设备，模块B为路由器，模块C为云服务器，当嵌入式设备经过路由器通过互联网连接云服务器。嵌入式设备和云服务器之间一般通过上述的物联网协议完成交互数据。目前技术的缺点在于：当开发者想要实现嵌入式设备和云服务器之间交互数据时，需要学习嵌入式设备的开发文档、调用联网API接口、定义设备识别ID等才能够实现联网，无法实现消息的透传。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一个通用的联网解决方案，使开发者通过传统的串口实现联网，不需要掌握具体的联网API。

解决上述技术问题，本发明提供了一种基于物联网的联网装置，包括：无线连接模块，控制模块以及串口模块，

所述无线连接模块与所述控制模块连接，用以接收所述控制模块中解析得到的联网请求消息，以及将接收到的第二消息与所述控制模块同步；

所述串口模块与所述控制模块连接，用以提供串口通信接口：将从请求方接收到的第一消息传输至所述控制模块中，同时将从所述控制模块接收到的第二消息回传至请求方。

更进一步，所述无线连接模块为WI-FI通信模组。

更进一步，装置还包括：内置的ID识别模块，用以提供身份认证ID。

更进一步，装置还包括：与所述ID识别模块配合的签名模块，用以确定内置的ID识别模块为唯一标识设备。

更进一步，所述串口模块的通信格式为：消息头+消息长度+消息数据+消息结尾，

当请求方需要联网时，

按照所述通信格式编辑后发送至所述串口模块，

将所述消息数据内容发送至云服务器；

以及，所述云服务器通过无线连接模块回传消息数据’，并通过所述串口模块按照上述通信格式：消息头+消息长度+消息数据’+消息结尾发送给请求方。

更进一步，所述无线连接模块通过WI-FI或者GPRS与云服务器连接。

更进一步，所述串口模块与请求方的通信方式为：USB转串口方式。

基于上述，本发明还提供了一种基于物联网的联网方法，包括如下步骤：

对于非联网模块部署一联网模块，所述联网模块被配置为：无线连接模块与控制模块连接，用以接收所述控制模块中解析得到的联网请求消息，以及将接收到的第二消息与所述控制模块同步；

串口模块与所述控制模块连接，用以提供串口通信接口：将从请求方接收到的第一消息传输至所述控制模块中，同时将从所述控制模块接收到的第二消息回传至非联网模块。

更进一步，所述非联网模块通过串口与联网模块通信，所述联网模块通过路由器接入云端服务器。

更进一步，方法还包括：通过签名认证联网模块中设备的唯一标识ID

本发明的有益效果：

本发明中的一种基于物联网的联网装置，包括：无线连接模块，控制模块以及串口模块，由于所述无线连接模块与所述控制模块连接，用以接收所述控制模块中解析得到的联网请求消息，以及将接收到的第二消息与所述控制模块同步；由于所述串口模块与所述控制模块连接，用以提供串口通信接口：将从请求方接收到的第一消息传输至所述控制模块中，同时将从所述控制模块接收到的第二消息回传至请求方。解决了现有技术中需要了解嵌入式设备的开发文档、调用联网API接口以及定义设备识别ID的问题。

另外，本发明的基于物联网的联网方法，能够保证最终数据包的VLAN信息在经历端口收发后，都不改变，即非联网模块经过所述联网模块、路由器后与云端服务器连接后数据包信息不回发生改变。

附图说明

图1是现有技术中的物联网联网方案示意图。

图2是本发明一实施例中的基于物联网的联网装置结构示意图；

图3是图1中的优选方式示意图；

图4是本发明中的方法流程示意图；

图5是图1中的控制模块结构示意图；

图6是图1中的控制模块电路原理图。

具体实施方式

现在将参考一些示例实施例描述本公开的原理。可以理解，这些实施例仅出于说明并且帮助本领域的技术人员理解和实施例本公开的目的而描述，而非建议对本公开的范围的任何限制。在此描述的本公开的内容可以以下文描述的方式之外的各种方式实施。

如本文中所述，术语“包括”及其各种变体可以被理解为开放式术语，其意味着“包括但不限于”。术语“基于”可以被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”可以被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”可以被理解为“至少一个其它实施例”。

可以理解，本申请中的嵌入式设备是主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件和嵌入式软件系统组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式处理器主要由一个单片机或微控制器(MCU)组成。相关支撑硬件包括显示卡、存储介质(ROM和RAM等)、通讯设备、IC卡或信用卡的读取设备等。

图2是本发明一实施例中的基于物联网的联网装置结构示意图；基于物联网的联网装置，包括：无线连接模块2，控制模块1以及串口模块3，所述无线连接模块2与所述控制模块1连接，用以接收所述控制模块1中解析得到的联网请求消息，以及将接收到的第二消息与所述控制模块1同步；所述串口模块3与所述控制模块1连接，用以提供串口通信接口：将从请求方接收到的第一消息传输至所述控制模块1中，同时将从所述控制模块1接收到的第二消息回传至请求方。解决了现有技术中需要了解嵌入式设备的开发文档、调用联网API接口以及定义设备识别ID的问题。作为本实施例中的优选，控制模块1包括但不限于esp8266/ARM等。

作为本实施例中的优选，所述无线连接模块为WI-FI通信模组。作为本实施例中的优选，装置还包括：内置的ID识别模块，用以提供身份认证ID；以及，与所述ID识别模块配合的签名模块，用以确定内置的ID识别模块为唯一标识设备。作为本实施例中的优选，所述串口模块的通信格式为：消息头+消息长度+消息数据+消息结尾，当请求方需要联网时，按照所述通信格式编辑后发送至所述串口模块，将所述消息数据内容发送至云服务器；以及，所述云服务器通过无线连接模块回传消息数据’，并通过所述串口模块按照上述通信格式：消息头+消息长度+消息数据’+消息结尾发送给请求方。具体地，通信格式如下形式：AA+CC+DD或AA+BB+CC，能确定CC的完整内容即可。其中，AA为消息头，用于确定消息起始；BB为消息长度，CC为消息数据，DD为消息结尾，可以是固定字符、校验字节、空字符等。

作为本实施例中的优选，所述串口模块与请求方的通信方式为：异步串行通信UART。

基于串口模块，串口通信的两种最基本的方式：同步串行通信方式和异步串行通信方式，即包括但不限于:UART，USB、USB转串口、RS-232-C、RS-422、RS485等。

图3是图1中的优选方式示意图；基于物联网的联网装置，包括：无线连接模块2，控制模块1以及串口模块3，所述无线连接模块2与所述控制模块1连接，用以接收所述控制模块1中解析得到的联网请求消息，以及将接收到的第二消息与所述控制模块1同步；所述串口模块3与所述控制模块1连接，用以提供串口通信接口：将从请求方接收到的第一消息传输至所述控制模块1中，同时将从所述控制模块1接收到的第二消息回传至请求方。在一些实施例中，所述无线连接模块通过WI-FI或者GPRS与云服务器连接。通过所述无线连接模块2与交换机200连接，所述交换机300用以与云服务器300连接。作为本实施例中的优选，非联网模块与联网模块的通信方式包括不限于串口，USB等通信方式。联网模块与云服务器的通信方式包括不限于wifi、GPRS等互联网通信。根据上述协议，当开发者需要联网时，只需要将要发送的内容通过串口，发送AA+BB1+CC1+DD格式的数据给联网模块，联网模块将CC1内容发送到云服务器。同理，云服务器发送CC2内容给联网模块，联网模块通过串口发送AA+BB2+CC2+DD格式的数据给请求方。

在一些实施例总，请求方包括但不限于：嵌入式设备。

图4是本发明中的方法流程示意图；主要包括了两个步骤：步骤S100对于非联网模块部署一联网模块，所述联网模块被配置为：无线连接模块与控制模块连接，用以接收所述控制模块中解析得到的联网请求消息，以及将接收到的第二消息与所述控制模块同步；在所述步骤S101中，所述非联网模块通过串口与联网模块通信，所述联网模块通过路由器接入云端服务器。步骤S101串口模块与所述控制模块连接，用以提供串口通信接口：将从请求方接收到的第一消息传输至所述控制模块中，同时将从所述控制模块接收到的第二消息回传至非联网模块。方法还包括：通过签名认证联网模块中设备的唯一标识ID。本发明的基于物联网的联网方法，不仅解决了现有技术中需要了解嵌入式设备的开发文档、调用联网API接口以及定义设备识别ID的问题，而且能够保证最终数据包的VLAN信息在经历端口收发后，都不改变，即非联网模块经过所述联网模块、路由器后与云端服务器连接后数据包信息不会发生改变。

请参考图5、图6，其中，图5是图1中的控制模块结构示意图；图6是图1中的控制模块电路原理图。以控制模块1为esp8266为列，进行说明。esp8266芯片内包括了:控制器、UART接口以及射频模块。其中UART接口用以串行通信，控制器中带有WIFI通信模组，用以与外接进行通信。供电的电源3.5v以及晶体震荡器。

虽然本公开以具体结构特征和/或方法动作来描述，但是可以理解在所附权利要求书中限定的本公开并不必然限于上述具体特征或动作。而是，上述具体特征和动作仅公开为实施权利要求的示例形式。