一种物联网下易扩展集成驱动的方法与流程

1.本发明涉及一种物联网程序驱动方法，特别是一种物联网下易扩展集成驱动的方法。


背景技术：

2.物联网中的驱动部分缺乏统一标准，对接不同类型的设备便需要开发不同的协议，目前大多是将众多自定义协议放到一个协议包中，供物联网程序调用或者直接将协议写到物联网程序中，这两种做法均缺乏一定的扩展性，在对接设备稳定不变的前提下，是一种较为不错的驱动管理的解决方案；然而大多数情况下，众多物联网项目部署到现场实施时，会遇到新的设备类型，现公司已有的物联网程序下的驱动不支持；在这种情况下，公司要么重新定制开发，要么砍掉该设备的接入，而若公司选择重新定制开发，那么开发完毕后，程序能够直接投入使用难以保证，这或许又是一个导致公司业务推迟的风险；若公司选择砍掉该设备接入，那么公司的发展会受阻，盈收会缩减，并且也很难保证下个客户不会有新的设备；针对于这两种做法显然与公司的发展或者说与物联网行业的发展都是不够完美的。因此，现有的技术存在着扩展性较差的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于，提供一种物联网下易扩展集成驱动的方法。本发明具有能够有效改善扩展性的特点。
4.本发明的技术方案：一种物联网下易扩展集成驱动的方法，通过在物联网平台中构建驱动管理框架，自定义协议包模块根据现场设备类型开发出相匹配的新自定义协议，并将其打成jar包，上传到驱动管理框架进行自定义协议的注册；注册成功后，物联网平台即支持该新自定义协议，亦可接入该新自定义协议支持的设备。
5.前述的一种物联网下易扩展集成驱动的方法中，所述驱动管理框架包括协议注册模块、协议管理模块、报文分发模块、网络组件模块、设备绑定模块和数据下置模块。
6.前述的一种物联网下易扩展集成驱动的方法中，驱动管理框架上还设有设备认证接口、消息编解码接口、消息发送拦截器接口、配置元数据接口、网络组件接口以及设备绑定接口。
7.前述的一种物联网下易扩展集成驱动的方法中，自定义协议包模块包括设备认证单元、消息解编码单元、消息发送拦截器单元和配置元数据单元。
8.前述的一种物联网下易扩展集成驱动的方法中，自定义协议包模块的自定义过程：需要对接新的设备协议时，要在自定义协议包模块中添加符合规范的设备认证、消息编解码、消息拦截器的接口实现，打成jar包，并上传至驱动管理框架进行注册。
9.前述的一种物联网下易扩展集成驱动的方法中，驱动管理框架的具体操作过程为：
10.1)新自定义协议的注册：驱动管理框架接收到jar包后，判断该jar包是否为新协
议包，若为新协议包则在驱动管理框架上新增并发布，反之则更新已有协议包并重新发布，完成该jar包在驱动管理框架中的注册，驱动管理框架会对该jar包进行管理；
11.2)在驱动管理框架中创建产品信息：根据jar包的信息，先选择此产品需使用的驱动，之后配置此产品的物模型并发布，完成产品信息的创建；
12.3)添加新设备：使用创建的产品信息来完成新设备的添加，设备的位号属性依赖于产品信息中的物模型；新设备添加创建后，上报自身在物联网平台上线事件，驱动管理框架调用对应的设备协议对其进行认证，认证成功后将消息解码，再通过网络组件模块将数据上报至物联网平台，至此，设备在物联网平台中完成认证且状态变更为上线。
13.前述的一种物联网下易扩展集成驱动的方法中，设备上线后，会不定时上报自身位号属性值，通过驱动管理框架调用对应的设备协议将消息解码并通过网络组件模块将数据上报物联网平台，进行设备绑定，将设备对应的产品的物模型的属性信息与设备上报的自身位号属性值进行一一绑定，成功绑定后，将设备属性值采用时序数据库存储。
14.前述的一种物联网下易扩展集成驱动的方法中，对于支持数据下置的设备，物联网程序可通过平台统一的消息格式，将待修改位号写入修改值，通过网络组件模块发送到对应自定义协议模块，自定义协议模块对消息进行解码后，采用自身与设备端之间的通信协议，将数据下置到对应设备。
15.与现有技术相比，本发明通过在物联网平台中构建驱动管理框架，并通过自定义协议包模块根据现场设备类型开发出相匹配的新自定义协议，并将其打成jar包，上传到驱动管理框架进行自定义协议的注册；注册成功后，物联网平台即支持该新自定义协议，亦可接入该新自定义协议支持的设备，达到驱动协议统一管理，且开发新的协议无需对物联网程序改动，在很大程序上提升了协议的扩展性。使用本发明易扩展集成驱动的方法后，公司只需内置必要的和公司已知的驱动协议，而无需刻意扩大驱动支持的协议范围，避免造成高不成低不就的现象，可以大大减少企业资金投入成本，缩减业务扩展周期。同时，本发明还做到了驱动协议随时注册，随时卸载，设备离线时数据暂存、待设备上线后可继续使用，生产环境无需预开发驱动协议，可直接线上新增。本方法对于原有程序的架构低侵入，不影响原有流程，可根据实际情况开发不同的设备协议，亦可根据情况对已注册的协议进行卸载，拥有极高的扩展性。综上所述，本发明具有能够有效改善扩展性的特点。
附图说明
16.图1是本发明将自定义协议包引入物联网平台的流程图；
17.图2是驱动管理框架的框图。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
19.实施例。一种物联网下易扩展集成驱动的方法，构成如图1和2 所示，通过在物联网平台中构建驱动管理框架，自定义协议包模块根据现场设备类型开发出相匹配的新自定义协议，并将其打成jar包，上传到驱动管理框架进行自定义协议的注册；注册成功后，物联网平台即支持该新自定义协议，亦可接入该新自定义协议支持的设备。
20.所述驱动管理框架包括协议注册模块、协议管理模块、报文分发模块、网络组件模块、设备绑定模块和数据下置模块。
21.驱动管理框架上还设有设备认证接口、消息编解码接口、消息发送拦截器接口、配置元数据接口、网络组件接口以及设备绑定接口。
22.自定义协议包模块包括设备认证单元、消息解编码单元、消息发送拦截器单元和配置元数据单元。
23.自定义协议包模块的自定义过程：需要对接新的设备协议时，要在自定义协议包模块中添加符合规范的设备认证、消息编解码、消息拦截器的接口实现，打成jar包，并上传至驱动管理框架进行注册。
24.驱动管理框架的具体操作过程为：
25.1)新自定义协议的注册：驱动管理框架接收到jar包后，判断该jar包是否为新协议包，若为新协议包则在驱动管理框架上新增并发布，反之则更新已有协议包并重新发布，完成该jar包在驱动管理框架中的注册，驱动管理框架会对该jar包进行管理；
26.2)在驱动管理框架中创建产品信息：根据jar包的信息，先选择此产品需使用的驱动，之后配置此产品的物模型并发布，完成产品信息的创建；
27.3)添加新设备：使用创建的产品信息来完成新设备的添加，设备的位号属性依赖于产品信息中的物模型；新设备添加创建后，上报自身在物联网平台上线事件，驱动管理框架调用对应的设备协议对其进行认证，认证成功后将消息解码，再通过网络组件模块将数据上报至物联网平台，至此，设备在物联网平台中完成认证且状态变更为上线。
28.设备上线后，会不定时上报自身位号属性值，通过驱动管理框架调用对应的设备协议将消息解码并通过网络组件模块将数据上报物联网平台，进行设备绑定，将设备对应的产品的物模型的属性信息与设备上报的自身位号属性值进行一一绑定，成功绑定后，将设备属性值采用时序数据库存储。
29.对于支持数据下置的设备，物联网程序可通过平台统一的消息格式，将待修改位号写入修改值，通过网络组件模块发送到对应自定义协议模块，自定义协议模块对消息进行解码后，采用自身与设备端之间的通信协议，将数据下置到对应设备。
30.物联网平台：一个集成了设备管理、数据安全通信和消息订阅等能力的一体化平台。向下支持连接海量设备，采集设备数据上云；向上提供云端api，服务端可通过调用云端api将指令下发至设备端，实现远程控制。
31.产品：设备的集合，通常指一组具有相同功能的设备。物联网平台为每个产品颁发全局唯一的productkey。
32.设备：归属于某个产品下的具体设备。物联网平台为设备颁发产品内唯一的证书devicename。
33.物模型：是对设备在云端的功能描述，包括设备的属性、服务和事件。物联网平台通过定义一种物的描述语言来描述物模型，称之为 tsl(即thing specification language)，采用json格式，可以根据tsl组装上报设备的数据。
34.属性:设备的功能模型之一，一般用于描述设备运行时的状态，如环境监测设备所读取的当前环境温度等。属性支持get和set请求方式。应用系统可发起对属性的读取和设置请求。
35.jar包:由java web项目打包形成的文件,可以供其他程序调用或独立运行。
36.新自定义协议的自定义过程：
37.当需要使用程序默认之外的协议且设备协议已经确定并且无法修改协议的时候，需开发自定义协议接入，而随着公司的技术沉淀与发展，自定义协议会越来越多，传统一个协议作为一个程序部署的方式会变得越来越繁琐且容易出错，缺乏统一的管理；而使用本方法之后，所有自定义的协议均可在驱动管理框架的管理页面管理，较之以往，可更清晰的查看所有已支持的协议，且容易管理，但仍可保留协议的对接设备能力；
38.在开发驱动框架之后，在对指定设备进行认证时，新的自定义协议分属于不同的网络类型，请求类型可根据实际情况转换为对应的类型，提供设备操作接口，通过此接口获取设备的配置，设备的配置信息；
39.设备认证成功后，如果将设备消息发往物联网平台，那么需要将消息先发送到自定义协议包模块中，自定义协议包模块中的程序将通过调用对应消息编解码器将消息转成平台统一的消息格式，通过网络组件发送到平台；而平台如需将消息发送到指定设备，通过网络组件将消息发送到自定义协议包模块的程序中，自定义协议包模块调用对应消息编解码器进行处理消息，处理后发送到设备端；
40.使用消息发送拦截器可以拦截消息发送和返回的动作，通过修改参数等操作实现自定义逻辑,如:当设备离线时，将消息缓存到设备配置中，等设备上线时再重发；
41.配置元数据用于告诉物联网平台，在使用此协议的时候，需要添加一些自定义配置到设备配置，在其他地方可以通过对应方法获取；
42.完成以上步骤后，将新的自定义协议打成jar包，在驱动管理框架的管理页面上传注册，验证通过后，平台即支持该协议，亦可接入该自定义协议支持的设备。
43.驱动管理框架的管理过程如图1所示：
44.驱动管理框架的提供设备认证、消息编解码、消息拦截器、配置元数据的接口，供自定义协议实现，并提供实现规范；
45.在物联网程序稳定运行的情况下，开发人员如果需要对接新的设备协议，则要在自定义协议包中添加符合规范的设备认证、消息编解码、消息拦截器的接口实现，打成jar包后，在物联网的驱动管理页面上传协议包，此时需要判断协议包是否为新包，如果为新包则在驱动管理中新增并发布，反之则更新已有协议并重新发布；此时该协议包已注册到驱动管理框架，被驱动管理框架所管理；
46.在创建产品时，选择此产品需使用的驱动，之后配置此产品的物模型并发布；至此，该产品已符合物联网的使用标准，使用此产品创建新的设备，设备的位号属性依赖于产品的物模型，不可单独扩展，只能使用产品端编辑物模型后重新发布的方式来扩展；
47.新设备创建后，上报自身在平台上线事件，驱动管理框架调用对应的设备协议对其进行认证，认证成功后将消息解码，再通过基础的网络组件将数据上报至平台，至此，设备在物联网程序中完成认证且状态变更为上线；
48.设备上线后，会不定时上报自身位号属性值，此时亦需要驱动管理框架调用对应的设备协议将消息解码并通过基础的网络组件将数据上报至平台，但由于设备的位号属性值仍处于散点状态故此时无法存储设备时序值，故驱动管理框架提供位号属性页面进行设备绑点，将设备对应的产品的物模型的属性信息与设备上报的自身位号属性值进行一一绑
定，成功绑点后，将设备属性值采用时序数据库存储；
49.对于支持数据下置的设备，物联网程序可通过平台统一消息格式将待修改位号写入修改值，通过基础网络组件发送到对应自定义协议，其对消息进行解码后，采用自身与设备端的通信协议，将数据下置到对应设备。
50.驱动管理框架的组成如图2所示，针对于符合规范的自定义协议，驱动管理框架提供协议注册、协议管理、报文分发、网络组件、设备绑定、数据下置等六大功能；协议注册保证注册到驱动管理框架的协议是符合实现规范的；协议管理控制协议的发布与删除，使协议亦能如插件一般即插即用；报文分发则通过创建产品时预设的协议，在设备与物联网程序交互的过程中，选择对应的协议进行交互；网络组件提供自定义协议与驱动管理框架通信的能力；设备绑点则让设备上传数据与下置数据更加安全可靠，未绑定的位号属性的值会被直接抛弃；数据下置则使物联网程序有控制设备的能力，让程序在现实生活中愈有用武之地。
51.基于此方法的驱动管理框架，对于原有程序的架构低侵入，不影响原有流程，可根据实际情况开发不同的设备协议，亦可根据情况对已注册的协议进行卸载，拥有极高的扩展性。