工业数据多层嵌套规约解析方法和解析系统与流程

本发明属于工业数据采集领域，具体涉及一种工业数据多层嵌套规约解析方法和解析系统。

背景技术：

1、工业数据采集可以实现对生产现场各种工业数据的实时采集和整理，是智能制造和工业物联网的基础。通过工业数据采集系统接入厂站设备、远传报警器、管网监测设备等各种各样的远传监控设备，实现数据实时监控、实时报警以及远程控制。目前场站面临控制系统复杂、设备种类繁多、通信协议多样、海量数据存储、业务应用安全控制等问题，给设备数据采集、链路管理和安全控制带来配置和管理的巨大压力。同时物联网协议覆盖物理层、链路层、传输层、应用层等不同层次，行业里常用的协议即包括coap、lwm2m、mqtt等标准物联网协议，也涉及opc-ua、opc-da、modbus rtu和modbus tcp等工业协议，低功耗和无线还有ble、nb-iot和lora等通信协议；此外还有大量设备采用基于tcp/udp定制的协议。由于设备种类较多、连接介质多样、低功耗和多复杂场景，通讯包括无线、有线等多种形态下，如何在工业数据采集平台灵活配置和管理多种规则、约定和协议，如何快速、便捷并保证数据安全地完成规约和协议转换，解析出有效数据并准确及时有序上报是必须解决的问题。

技术实现思路

1、发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种能够实现多协议、复杂规约的工业数据解析方法。

2、技术方案：一方面，本发明公开了一种工业数据多层嵌套规约解析方法，包括：

3、s1、建立采集终端与采集平台之间的长连接，并保存所有长连接的链路配置信息，以及长连接链路上每个采集终端和通信设备的规约信息；所述链路配置信息包括：采集终端和/或通信设备所属场站、ip、端口、链路启停状态；所述规约信息包括特征码；所述特征码为采集终端的规约或通信设备的协议的唯一标识码；

4、s2、根据链路配置信息和规约信息建立多层嵌套规约解析树，所述多层嵌套规约解析树由多个规约解析器构成树结构；规约解析器与采集终端或链路中的通信设备对应，用于根据特征码解析数据包的数据域报文；多层嵌套规约解析树的根节点为从采集平台到采集终端链路的第一级通讯设备对应的规约解析器，每个节点的子节点为与所述节点对应的通信设备下一级通信设备和/或采集终端对应的规约解析器；

5、s3、当接收到采集终端上报的数据包时，解析数据包中的ip和端口，根据链路配置信息获取数据包发送方，并获取第一规约解析器，所述第一规约解析器为数据包发送方在多层嵌套规约解析树中对应的规约解析器；

6、将接收到的数据包转发至第一规约解析器进行第一层规约解析，根据解析出的数据判断是否有规约嵌套；如有，确定下一层规约类型，并将解析出的数据发送至第二规约解析器，所述第二规约解析器为第一规约解析器的子节点，且特征码与下一层规约类型匹配；根据解析出的数据判断是否有规约嵌套并转发，直至解析出的数据包没有规约嵌套，获得采集终端的采集数据。

7、进一步地，还包括：

8、s4、建立多层嵌套规约编码树，所述多层嵌套规约编码树由多个规约编码器构成树结构，且结构与多层嵌套规约解析树的结构相同；规约编码器用于根据特征码对应的规约类型对数据包进行编码；

9、s5、当向目标采集终端下发命令时，根据目标采集终端的ip、端口和链路配置信息确定第一规约编码器，所述第一规约编码器为多层嵌套规约编码树中与目标采集终端对应的规约编码器；

10、将命令报文转发至第一规约编码器进行第一层规约编码，并将编码后的数据包发送至第一规约编码器的父节点进行规约编码，编码后的数据包再次转发至当前规约编码器的父节点进行规约编码，直至经过多层嵌套规约编码树根节点的规约编码得到最终封装的命令报文，并经对应的长连接下发至采集终端。

11、进一步地，还包括：对采集终端与采集平台之间的长连接进行链路维护，实时获取链路上设备连接通道上下文、设备在线或离线状态，记录并监控。

12、进一步地，还包括：

13、对采集终端的采集属性进行归类合并，基于同类采集终端属性最大集合建立物模型；

14、当新增采集终端时，基于物模型定义新增采集终端的采集属性。

15、进一步地，所述多层嵌套规约解析树中一个节点对应多个物理实体；

16、所述步骤s3中，接收到的数据包转发至第一规约解析器对应的多个物理实体中任务量最小的物理实体，进行第一层规约解析。

17、进一步地，还包括：

18、对步骤s3获取的采集数据进行类型转换，得到采集的物理量。

19、另一方面，本发明还公开了一种工业数据多层嵌套规约解析系统，包括：

20、链路配置组件，用于配置采集终端与采集平台的链路配置信息；所述链路配置信息包括：采集终端和/或通信设备所属场站、ip、端口、链路启停状态；

21、会话管理组件，用于根据链路配置信息建立采集终端与采集平台之间的长连接；

22、规约管理组件，用于配置长连接链路上每个设备和终端的规约信息；所述规约信息包括特征码；所述特征码为采集终端的规约或通信设备的协议的唯一标识码；

23、缓存组件，用于保存链路配置信息和规约信息；

24、报文解析组件，用于根据链路配置信息和规约信息建立多层嵌套规约解析树，所述多层嵌套规约解析树由多个规约解析器构成树结构；规约解析器与采集终端或链路中的通信设备对应，用于根据特征码解析数据包的数据域报文；多层嵌套规约解析树的根节点为从采集平台到采集终端链路的第一级通讯设备对应的规约解析器，每个节点的子节点为与所述节点对应的通信设备下一级通信设备和/或采集终端对应的规约解析器；当接收到代理网关转发的数据包时，根据数据包中的链路配置信息，判断是否存在多层规约配置；如果存在，从根节点进行解析获取数据域报文，根据数据域报文特征判断下层规约类型，并将数据域报文投递至下层规约解析器进行解析，以此类推直到解析完成，并将解析结果推送至其他业务系统；

25、代理网关，用于接收采集终端上报的数据包，解析数据包中的ip和端口，根据链路配置信息获取数据包发送方，并获取第一规约解析器，所述第一规约解析器为数据包发送方在多层嵌套规约解析树中对应的规约解析器；将接收到的数据包转发至第一规约解析器进行第一层规约解析；

26、报文解析组件还用于：根据第一层规约解析后的数据判断是否有规约嵌套；如有，确定下一层规约类型，并将解析出的数据发送至第二规约解析器，所述第二规约解析器为第一规约解析器的子节点，且特征码与下一层规约类型匹配；根据解析出的数据判断是否有规约嵌套并转发，直至解析出的数据包没有规约嵌套，获得采集终端的采集数据。

27、进一步地，还包括：

28、编码组件，用于建立多层嵌套规约编码树，所述多层嵌套规约编码树由多个规约编码器构成树结构，且结构与多层嵌套规约解析树的结构相同；规约编码器用于根据特征码对应的规约类型对数据包进行编码；在下发召测命令时，根据目标采集终端的链路配置信息判断最终召测命令是否使用多种规约编码器进行封装；如果需要，从根节点开始调用规约编码器，逐层对原始召测命令进行编码，生成最终召测命令报文；

29、命令下发组件，用于根据目标采集终端的ip、端口和链路配置信息确定第一规约编码器，所述第一规约编码器为多层嵌套规约编码树中与目标采集终端对应的规约编码器；

30、当向目标采集终端下发命令时，命令下发组件将命令报文转发至第一规约编码器进行第一层规约编码；编码组件将第一层规约编码后的数据包发送至第一规约编码器的父节点进行规约编码，编码后的数据包再次转发至当前规约编码器的父节点进行规约编码，直至经过多层嵌套规约编码树根节点的规约编码得到最终封装的命令报文；代理网关将最终封装的命令报文经对应的长连接下发至采集终端。

31、进一步地，还包括链路信息维护组件，用于对采集终端与采集平台之间的长连接进行链路维护，实时获取链路上设备连接通道上下文、设备在线或离线状态，记录并监控。

32、进一步地，还包括：数据模型组件，用于对报文解析组件获取的采集数据进行类型转换，得到采集的物理量。

33、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：本发明针对通讯协议多样和复杂规约嵌套问题，通过构建多层嵌套规约解析树，实现多协议适配，支持多元性设备标准化接入及复杂规约解析，提供采集终端到业务系统及上层应用的信息交互通道，满足工业全流程的数据采集及智能化生产需求。