物联网通信方法与流程

本发明涉及一种物联网通信方法，具体涉及一种能够让监控终端对所有的设备终端的设备数据进行识别的物联网通信方法。
背景技术：
：物联网的概念是在互联网的基础上发展而来，其将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。物联网将现实世界数字化，应用范围十分广泛，主要包括以下几个方面：运输和物流领域、健康医疗领域、智能环境(家庭、办公、工厂)领域、个人和社会领域等，具有十分广阔的市场和应用前景。目前，主要是通过把感应器等信息传感模块嵌入或安装到电网、铁路、桥梁、建筑、供水系统、油气管道、工业设备等现场设备中，并且使其通过网络与云端通信连接，从而形成物联网。它的主要功能是采集众多类型的现场传感器的数据，并通过各种无线和有线的通信手段将数据传输到云端，进行智能计算，并根据计算结果来控制现场的各种执行设备，从而达到物与物的连接和智能功能。可见，在物联网领域，最基础的是将智能设备接入网络，即实现设备入网。然而，由于生产设备的厂商众多，每个厂商都是单独定义生产的设备中传递的数据内容，因此，导致设备入网前都需要在云端进行单独的解析配置，才能够获取该设备入网后发送到云端的数据内容，也就导致设备入网周期长；并且，当入网设备的种类越来越多时，云端的配置将更加繁琐，耗费大量资源。另外，当物联网的网络资源不足或通信网络不稳定时，仍要发送大量数据，则导致网络利用率低下。技术实现要素：本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够让监控终端对所有的设备终端的设备数据进行识别的物联网通信方法。本发明提供了一种物联网通信方法，基于至少包含相通信连接的至少一个设备终端和监控终端的物联网系统，实现让监控终端对设备终端发送来的设备数据进行识别，具有这样的特征，包括：设备模型建立步骤，设备终端在接入通信网络后，将其对应的设备元数据发送至监控终端，使得监控终端生成相匹配的设备模型对应表；发送规则设定步骤，让用户基于通信网络的网络情况设定设备终端与监控终端之间的数据发送规则；数据包生成发送步骤，设备终端或监控终端中的发送方基于对应的数据发送规则生成数据包，并基于预定通信规则将数据包发送至设备终端或监控终端中的接收方；以及数据包接收处理步骤，接收方接收发送来的数据包，并对该数据包进行解析处理从而得到相对应的数据信息，其中，设备元数据包含设备采集数据项表、采集任务表以及设备命令表，监控终端存储有用于对所有的设备终端的设备采集数据项表中的识别号进行解析的识别号解析表。在本发明提供的物联网通信方法中，还可以具有这样的特征：其中，设备元数据还包含设备标识信息，该设备表示信息至少包含生产商、型号以及生产序列号，在设备模型建立步骤中，监控终端接收到设备元数据后，基于设备标识信息能够对设备终端进行识别。在本发明提供的物联网通信方法中，还可以具有这样的特征：其中，设备终端的数量为复数个，物联网系统中还包含物联网网关，每个设备终端通过物联网网关与监控终端相通信连接，物联网网关中存储有所有的设备终端的设备列表，在设备模型建立步骤中，物联网网关将设备元数据发送至监控终端的同时，还将设备列表发送至监控终端，使得监控终端自动发现所有的设备终端。在本发明提供的物联网通信方法中，还可以具有这样的特征：其中，设备采集数据项表包含复数个数据项以及与每个数据项相对应的数据项索引号和数据项识别号，采集任务表包含采集任务号、与该采集任务号相对应的至少一个数据项索引号以及与发送时间，设备命令表包含控制任务号、与该控制任务号相对应的至少一个数据项索引号。在本发明提供的物联网通信方法中，还可以具有这样的特征：其中，数据发送规则包含与采集任务表相对应、用于限定设备终端向监控终端发送的上报数据的形式的上报数据发送规则，在数据包生成发送步骤中，作为发送方设备终端基于上报数据发送规则生成作为数据包的上报数据包，并基于发送时间将上报数据包发送至作为接收方的监控终端，在数据包接收解析处理步骤中，监控终端接收设备终端发送来的上报数据包，并基于设备模型对应表和识别号解析表对该上报数据包进行解析处理，从而得到作为数据信息的上报数据。在本发明提供的物联网通信方法中，还可以具有这样的特征：其中，数据发送规则包含与设备命令表相对应、用于限定监控终端向设备终端发送的控制命令的形式的下发数据发送规则，在数据包生成发送步骤中，作为发送方的监控终端基于下发数据发送规则生成作为数据包的下发数据包，并基于预定通信规则将下发数据包发送至作为接收方的相对应的设备终端，在数据包接收解析处理步骤中，设备终端接收监控终端发送来的下发数据包，并基于设备模型对应表对该下发数据包进行解析处理，从而得到作为数据信息的控制命令，设备终端基于控制命令执行相应的操作。在本发明提供的物联网通信方法中，还可以具有这样的特征：其中，上报数据发送规则为至少发送待上报的数据项的上报数值和数据项识别号，下发数据发送规则为至少发送待控制的数据项的控制数值和数据项识别号。在本发明提供的物联网通信方法中，还可以具有这样的特征：其中，上报数据发送规则为至少发送待上报的数据项的上报数值和数据项索引号，下发数据发送规则为至少发送待控制的数据项的控制数值和数据项索引号。在本发明提供的物联网通信方法中，还可以具有这样的特征：其中，上报数据发送规则为至少发送待上报的数据项的上报数值和采集任务号，下发数据发送规则为至少发送待控制的数据项的控制数值和控制任务号。发明的作用与效果根据本发明所涉及的物联网通信方法，通过设备模型建立步骤让每个设备终端在接入通信网络后，将其对应的设备元数据发送至监控终端，使得监控终端生成相匹配的设备模型对应表，然后，通过发送规则设定步骤让用户设定设备终端与监控终端之间的数据发送规则，进一步，设备终端或监控终端中的发送方基于设定的数据发送规则生成数据包，并基于预定通信规则将数据包发送至设备终端或监控终端中的接收方，最后，接收方接收发送来的数据包，并基于设备模型对应表或识别号解析表对该数据包进行解析处理从而得到相对应的数据信息；另外，在上述过程中，这里的设备元数据包含设备采集数据项表、采集任务表以及设备命令表，监控终端中存储有能够对所有的设备终端的设备采集数据项表中的识别号进行解析的识别号解析表，使得监控终端能够对任意一个接入通信网络的设备终端发送来的设备数据进行识别，并且监控终端无需针对不同的设备终端进行复杂的入网配置，也就是说，监控终端实现了让设备终端快速入网，另外，根据通信网络情况设定数据发送规则使得通信更灵活，保证了设备终端与监控终端之间快速、稳定地通信，提高网络通信效率。附图说明图1是本发明的实施例中数据项信息存储表的示意图；图2是本发明的实施例中行业信息存储表的示意图；图3是本发明的实施例中数据类型信息存储表的示意图；图4是本发明的实施例中实例信息存储表的示意图；图5是本发明的实施例中数值单位信息存储表的示意图；图6是本发明的实施例中设备采集数据项表的示意图；图7是本发明的实施例中物联网通信方法的流程图；以及图8是本发明的实施例中设备模型对应表的示意图。具体实施方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的物联网通信系统作具体阐述。在本实施例中，物联网通信方法应用在物联网系统中，该于联网系统包含至少一个设备终端和一个监控终端，通过该物联网通信方法能够实现让监控终端对任意设备终端发送来的设备数据进行识别。这里，设备数据为设备终端向监控终端发送的任意数据信息。每个设备终端包含其自身的设备元数据。该设备元数据包含设备采集数据项表、采集任务表、设备命令表以及设备标识信息。这里，设备表示信息至少包含生产商、型号以及生产序列号。并且，在所有的设备终端中，至少有两个设备终端采用不同的设备通信协议，也就是说，设备通信协议不同的两个设备终端生成的通信数据的格式是不同的。另外，每个设备终端具有唯一的设备编号，这样，便于监控终端能够通过设备编号寻找待通信的设备终端。在本实施例中，设备终端可以为任意的智能设备。监控终端存储有识别号解析表，该识别号解析表用于让监控终端在对设备终端的设备采集数据项表中的识别号进行解析时使用，从而对设备终端的设备数据进行识别。在本实施例中，监控终端可以为物联云平台。识别号解析表包含数据项信息存储表、行业信息存储表、数据类型信息存储表、实例信息存储表、数值单位信息存储表。具体地，图1是本发明的实施例中数据项信息存储表的示意图。如图1所示，数据项信息存储表11用于存储所有行业的全部的数据项11a的数据项名称11b、数据项编码11c以及数据项类型11d。例如，在图1中，数据项名称为“在线状态”的数据项，用于表示网关或设备终端的在线状态，其数据项编码为“6”、数据类型为“布尔数”、助记符为“onlinestatus”。图2是本发明的实施例中行业信息存储表的示意图。如图2所示，行业信息存储表12用于存储所有的行业类别12a的行业名称12b以及行业编码12c。例如，在图2中，以农业为例，其行业名称12b为“农业”、行业编码12c为“1”。另外，由于存在多个数据项广泛使用在各个行业中，因此，在行业类别中设置了通用型，其行业名称12b为“通用”、行业编码12c为“0”。图3是本发明的实施例中数据类型信息存储表的示意图。如图3所示，数据类型信息存储表13用于存储所有类型的数据13a的数据类型名称13b、数据类型编码13c、字节数13d以及数据分类13e。例如，在图3中，数据类型名称13b为“int”的数据，用于表示有符号整数，其数据类型编码13c为“6”、字节数13d为“4个字节”以及数据分类13e为“整数”。图4是本发明的实施例中实例信息存储表的示意图。如图4所示，实例信息存储表14用于存储每个实例14a的实例编码14b和实例名称14c。例如，在图4中，实例编码14b为“0”表示的是第一个实例，实例编码14b为“1”表示的是第二个实例，以此类推，这样便于对一个设备终端中同时存在的多个相同的数据项进行区分。例如，一个设备终端中可以同时采集四个温度，此时，通过实例编码就能够对四个温度进行区分。图5是本发明的实施例中数值单位信息存储表的示意图。如图5所示，数值单位信息存储表15用于存储所有的数据单位15a的单位名称15b和单位编码15c。例如，在图5中，以温度单位为例，用于以摄氏度表示温度数值的含义，其单位名称15b为“℃”、单位编码15c为“3”。基于上述数据项信息存储表11、行业信息存储表12、数据类型信息存储表13、实例信息存储表14以及数值单位信息存储表15，在物联网系统中，每个设备终端所支持采集的数据项都具有对应的数据项编码11c、行业编码12c、数据类型编码13c、实例名称14c、单位编码15c，并且这些编码组成了每个数据项的唯一的识别号。相应地，所有的数据项的信息则形成设备采集数据项表。图6是本发明的实施例中设备采集数据项表的示意图。如图6所示，在本实施例中，设备采集数据项表16包含每个数据项16a的数据项索引号16b、数据项编码11c、行业编码12c、数据类型编码13c、实例名称14c、单位编码15以及读写标志16c。数据项索引号16b与该数据项16a唯一对应，也就是说，通过数据项索引号16b则可以确定唯一的数据项16a。另外，读写标志16c用来表明该数据项16a对应的执行机构是否支持数据写入，即、用户是否能够从监控终端发送控制命令来控该数据项的执行机构，具体地、该读写标志位可以为“读写”或“只读”等。例如，在图6中，数据项索引号16b“0”表示数据项编码11c为“8”、行业编码12c为“0”、数据类型编码13c为“0”、实例编码14b为“0”、单位编码15c为“0”以及读写标志为“读写”的数据项，进一步能够得到该数据项为各行业通用的参数“开关”。每个设备终端的采集任务表是根据设备终端所支持采集的所有数据项预先设定的采集规则，它包含采集任务号、与该采集任务号相对应的至少一个数据项索引号以及与发送时间。这里的发送时间用于限定对应的数据项索引号所匹配的数据项的上报时间，即、设备终端中各数据项对应的执行机构采集到相对应的上报数值后，设备终端基于个数据项对应的发送时间向监控终端进行数据上报；该发送时间可以固定为每天的某个时刻、也可以为周期性时间。如下表1所示，具体的采集任务表可以为：表1采集任务表采集任务号数据项个数数据项索引号发送时间020，1每天8点报一次132，3，4每小时报一次225，6每2小时报一次由表1可以看出：数据项索引号为“0”和“1”的数据项的发送时间都为“每天8点报一次”，并且该两个数据项可以根据采集任务号同时上报数据，也可以根据各自的识别号先后上报数据。每个设备终端的设备命令表是根据设备终端所支持的所有数据项的读写标志为“读写”的数据项设定的，它包含控制任务号、与该控制任务号相对应的至少一个数据项索引号。如下表2所示，具体的设备命令表可以为：表2设备命令表控制任务号数据项个数数据项索引号020，1由表2可以看出：设备终端支持从监控终端下发控制命令写入的数据项为两个、且数据项索引号为“0”和“1”，并且该两个数据项可根据控制任务号同时写入命令，也可根据数据项的识别号先后写入控制命令。图7是本发明的实施例中物联网通信方法的流程图。如图7所示，在本实施例中，物联网通信方法包括如下步骤：步骤S1(设备模型建立步骤)，每个设备终端在接入通信网络后分别将其对应的设备元数据发送至监控终端，使得监控终端基于所有的设备终端的设备采集数据项表生成相匹配的设备模型对应表。图8是本发明的实施例中设备模型对应表的示意图。如图8所示，设备模型对应表17包含了三个设备终端的设备采集数据项表的信息以及设备终端的设备编号17a。另外，监控终端接收到设备元数据后，基于设备标识信息还能够对设备终端进行识别。即、识别出设备终端的生产商、型号和生产序列号等生产信息。以上则完成在监控终端中建立所有的设备终端的设备模型对应表，然后进入步骤S2。步骤S2(发送规则设定步骤)，用户基于通信网络的网络情况设定设备终端与监控终端之间的数据发送规则。这里，数据发送规则包含上报数据发送规则和下发数据发送规则。上报数据发送规则与采集任务表相对应、用于限定设备终端向监控终端发送的上报数据的形式。下发数据发送规则与设备命令表相对应、用于限定监控终端向设备终端发送的控制命令的形式。根据设备采集数据项表，上报数据发送规则可以为至少发送待上报的数据项的上报数值和数据项识别号；还可以为至少发送待上报的数据项的上报数值和数据项索引号。根据采集任务表，上报数据发送规则可以为至少发送待上报的数据项的上报数值和采集任务号。根据设备模型对应表，下发数据发送规则可以为至少发送待控制的数据项的控制数值和数据项识别号；还可以为至少发送待控制的数据项的控制数值和数据项索引号。根据设备命令表，下发数据发送规则可以为至少发送待控制的数据项的控制数值和控制任务号。以上完成通信规则设定步骤后，然后进入步骤S3。步骤S3(数据包生成发送步骤)，设备终端或监控终端中的发送方基于数据发送规则生成数据包，并基于设备终端与监控终端之间的预定通信规则将该数据包通过通信网络发送至在设备终端与监控终端中的接收方。这里，预定通信规则可以为HTTP/websocket协议、Modbus协议、mqtt协议或TCP/IP协议等。这样，对于具有不同的设备通信协议的两个设备终端而言，根据相同的预定通信规则，该两个设备终端能够生成封装协议相同的两个上报数据包。以上完成数据包生成发送步骤后，然后进入步骤S4。步骤S4(数据包接收解析处理步骤)，监控终端或设备终端中的接收方对发送来的数据包进行接收，并基于设备模型对应表和/或识别号解析表对被接收到的数据包进行解析处理，从而得到相对应的数据信息，然后进入步骤S5。步骤S5，接收方基于解析得到的数据信息相对应的操作，然后进入结束状态。以下对数据发送规则以及步骤S3和S4进行实例说明：一、设备终端向监控终端上报数据在步骤S3(数据包生成发送步骤)中，作为发送方设备终端基于上报数据发送规则生成作为数据包的上报数据包，并基于预定通信规则并根据发送时间将上报数据包发送至作为接收方的监控终端。在步骤S4(数据包接收解析处理步骤)中，监控终端接收设备终端发送来的上报数据包，并基于设备模型对应表和识别号解析表对该上报数据包进行解析处理，从而得到作为数据信息的上报数据。结合上报数据发送规则的不同情况，上报数据过程具体为：(一)至少发送待上报的数据项的上报数值和数据项识别号此时，设备终端生成的上报数据包如下表3所示：表3上报数据包一由表3可以看出：此时传输的数据量最大，因此，通信占用的网络资源较大，网络负荷较重，通信效率较低。监控终端接收到该上报数据后，解析处理过程如下：通过行业编码和数据项编码，知道上报的数据项是农业数据项编码空间的“土壤PH”和“土壤湿度”，数据类型编码都是1，知道数据值是一个字节无符号数，实例编码都是0，表示是“土壤PH”和“土壤湿度”的第一个实例，“土壤PH”单位编码是0，表示没有单位，“土壤湿度”单位编码是4，表示百分数单位，然后从数据项值中解释，“土壤PH”是5，“土壤湿度”是40％。(二)至少发送待上报的数据项的上报数值和数据项索引号此时，设备终端生成的上报数据包如下表4所示：表4上报数据包二由表4可以看出：此时传输的数据量较少，因此，与完整格式相比，通信占用的网络资源较小，网络负荷较小，通信效率较高。监控终端接收到该上报数据后，解析处理过程如下：首先通过数据项索引号，从设备模型对应表中查找到对应的数据项编码、行业编码、数据类型编码、实例编码以及单位编码，接下来的过程与“完整格式”相同。最终得到，数据项索引号“5”对应的数据项为“土壤PH”，数据项索引号“6”对应的数据项为“土壤湿度”，然后从数据项值中解释得到，“土壤PH”是5，“土壤湿度”是40％。(三)至少发送待上报的数据项的上报数值和采集任务号此时，设备终端生成的上报数据包如下表5所示：表5上报数据包三由表5可以看出：此时传输的数据量最小，因此，与数据项索引格式相比，通信占用的网络资源最小，网络负荷最小，通信效率最高。监控终端接收到该上报数据后，解析处理过程如下：首先通过任务号，从上报数据发送规则中查找到任务号“2”对应的数据项索引号为：5和6，进一步，基于数据项索引号从设备模型对应表中查找到对应的数据项编码、行业编码、数据类型编码、实例编码以及单位编码，接下来的过程与“完整格式”相同。最终得到，数据项索引号“5”对应的数据项为“土壤PH”，数据项索引号“6”对应的数据项为“土壤湿度”，然后从数据项值中解释，“土壤PH”是5，“土壤湿度”是40％。二、监控终端向设备终端发送下发控制命令在步骤S3(数据包生成发送步骤)中，作为发送方的监控终端基于下发数据发送规则生成作为数据包的下发数据包，并基于预定通信规则将下发数据包发送至作为接收方的相对应的设备终端。在步骤S4(数据包接收解析处理步骤)中，设备终端接收监控终端发送来的下发数据包，并基于设备模型对应表对该下发数据包进行解析处理，从而得到作为数据信息的控制命令。结合下发数据发送规则的不同情况，下发控制命令过程具体为：(一)至少发送待控制的数据项的控制数值和数据项识别号此时，监控终端生成的下发数据包如下表6所示：表6下发数据包一由表6可以看出：此时传输的数据量最大，因此，通信占用的网络资源较大，网络负荷较重，通信效率较低。设备终端接收到该下发数据后，解析处理过程如下：通过行业编码和数据项编码，知道下发的数据项是通用数据项编码空间的“开关”，数据类型编码都是0，知道数据值是一个布尔数，实例编码是0和1，表示“开关”有两个实例，单位编码是0，表示没有单位，然后从数据项值中解释，“开关”0是关，“开关”1是开，设备终端基于对应的数据项值执行相应的控制操作，即、关闭第一个实例“开关”，打开第二个实例“开关”。(二)至少发送待控制的数据项的控制数值和数据项索引号此时，监控终端生成的下发数据包如下表7所示：表7下发数据包二由表7可以看出：此时传输的数据量较少，因此，与完整格式相比，通信占用的网络资源较小，网络负荷较小，通信效率较高。设备终端接收到该下发数据后，解析处理过程如下：首先通过数据项索引号，从设备模型对应表中查找到对应的数据项编码、行业编码、数据类型编码、实例编码以及单位编码，接下来的过程与“完整格式”相同。最终得到，数据项索引号“0”对应的数据项为第一个实例“开关”，数据项索引号“1”对应的数据项为第二个实例“开关”，然后从数据项值中解释，“开关”0是关，“开关”1是开，设备终端基于对应的数据项值执行相应的控制操作，即、关闭第一个实例“开关”，打开第二个实例“开关”。(三)至少发送待控制的数据项的控制数值和控制任务号此时，监控终端生成的下发数据包如下表8所示：表8下发数据三由表8可以看出：此时传输的数据量最小，因此，与数据项索引格式相比，通信占用的网络资源最小，网络负荷最小，通信效率最高。设备终端接收到该下发数据后，解析处理过程如下：首先通过任务号，从上报数据发送规则中查找到任务号“0”对应的数据项索引号为：0和1，进一步，通过数据项索引号，从设备模型对应表中查找到对应的数据项编码、行业编码、数据类型编码、实例编码以及单位编码，接下来的过程与“完整格式”相同。最终得到，数据项索引号“0”对应的数据项为第一个实例“开关”，数据项索引号“1”对应的数据项为第二个实例“开关”，然后从数据项值中解释，“开关”0是关，“开关”1是开，设备终端基于对应的数据项值执行相应的控制操作，即、关闭第一个实例“开关”，打开第二个实例“开关”。实施例的作用与效果根据本实施例所涉及的物联网通信方法，通过设备模型建立步骤让每个设备终端在接入通信网络后，将其对应的设备元数据发送至监控终端，使得监控终端生成相匹配的设备模型对应表，然后，通过发送规则设定步骤让用户设定设备终端与监控终端之间的数据发送规则，进一步，设备终端或监控终端中的发送方基于设定的数据发送规则生成数据包，并基于预定通信规则将数据包发送至设备终端或监控终端中的接收方，最后，接收方接收发送来的数据包，并基于设备模型对应表或识别号解析表对该数据包进行解析处理从而得到相对应的数据信息；另外，在上述过程中，这里的设备元数据包含设备采集数据项表、采集任务表以及设备命令表，监控终端中存储有能够对所有的设备终端的设备采集数据项表中的识别号进行解析的识别号解析表，使得监控终端能够对任意一个接入通信网络的设备终端发送来的设备数据进行识别，并且监控终端无需针对不同的设备终端进行复杂的入网配置，也就是说，监控终端实现了让设备终端快速入网，另外，根据通信网络情况设定数据发送规则使得通信更灵活，保证了设备终端与监控终端之间快速、稳定地通信，提高网络通信效率。在本实施例中，通过设备元数据中包含的生产商、型号以及生产序列号等信息，使得监控终端能够对设备终端进行识别。在本实施例中，当监控终端基于控制任务号同时发送多个控制命令至设备终端时，实现了设备终端同时执行多个操作。上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。在本实施例的物联网系统中，设备终端通过通信网络与监控终端直接通信连接，而在本发明应用的物联网系统中，物联网系统还可以包含物联网网关，此时，每个设备终端通过物联网网关与监控终端相通信连接，相应地，物联网网关中存储有所有的设备终端的设备列表。这样，在设备模型建立步骤中，所有的设备终端的设备元数据通过物联网网关被发送至监控终端，同时，物联网网关还将设备列表发送至监控终端，使得监控终端自动发现所有的设备终端。另外，当设备终端自身未预设设备元数据时，可以在物联网网关中基于实际情况建立设备终端匹配的设备元数据，同样能够实现上述通信方法及相应的作用与效果。当前第1页1 2 3