一种物联网网关通信方法、系统、设备及存储介质与流程

本发明涉及物联网，更具体地说，它涉及一种物联网网关通信方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

1、随着物联网技术的广泛应用，云服务系统与各类物联网设备连接通信，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种数据信息，以及下发物联网指令。数据通信成为实现物与物、物与人连接的关键点，面对海量异种设备数据，云服务系统每连接一类新设备，都需要系统开发人员适配新设备的协议，云服务频繁升级，导致研发成本升高，系统稳定性也因此受影响，因此设计一种统一网关，将多种协议适配器内置于网关中，形成兼容多协议的网关系统具有重要意义。

2、随着物联网发展，通信方式也越来越丰富。本发明与已有的专利比较，《一种基于dds的跨网段通信方法》(国际公布号wo2020/098040a1)提供了一种基于dds的通信方法，但主要是跨网段通信，并没有对协议适配进行管理，《一种物联网网关接入方法及系统》(申请公布号cn109257425a)只是描述协议适配层，并没有形成一个网关系统负责进行协议适配，《一种基于mqtt网关的自适应设备的方法及系统》(申请公布号cn201811536119)公开了一种通过mqtt进行网关自适应的技术特征，需要在硬件设备预设指令，比较依赖硬件支持，每台设备每秒支持发送几条数据,且需要依赖mqtt代理发送数据，使用集中式数据发送形式，通信效率低。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明的目的一是提供一种可以提高通信效率的物联网网关通信方法。

2、本发明的目的二是提供一种可以提高通信效率的物联网网关通信系统。

3、本发明的目的三是提供一种计算机设备。

4、本发明的目的四是提供一种计算机存储介质。

5、为了实现上述目的一，本发明提供一种物联网网关通信方法，包括：

6、扫描当前网络服务以获取物联网设备端口的ip信息，并根据端口的ip信息实现快速接入物联网设备；

7、将不同种类物联网设备的数据和协议类型输入到转换队列，转换队列统一根据协议类型进行转换，将数据转换为dds标准和将dds标准转换为各个物联网设备的特有协议数据；

8、根据dds提供的qos策略设置具体的通信策略；

9、根据dds协议建立与各用户端和物联网设备一一对应的dds数据中心，dds数据中心通过发布-订阅模型进行物联网设备数据接收和用户端指令下发，实现用户端与物联网设备双向通信，并且各个dds数据中心构成了去中心化的架构。

10、作为进一步地改进，通过rti connext dds、linux nmp、zenmap中的任意一种服务扫描和发现工具来扫描当前网络服务。

11、进一步地，初次扫描时，可以通过本地ip段进行扫描，获取本网络足够的设备信息，获取到物联网设备信息后通过人工进行确认或通过预先设置信息进行筛选，最终将通信网络信息录入到本地缓存库，并对ip状态进行维护；

12、后续扫描时，可以指定ip进行扫描，以提高扫描效率；

13、针对远程ip端，由人工指定ip进行扫描，形成本地ip信息。

14、进一步地，根据物联网设备端口记录的各通信协议的连接数量计算各通信协议的权重，在自动匹配时，优先选择权重大的通信协议作为解析，以提高解析成功率，权重计算如下：

15、

16、其中n为协议种类，c(i)为第i类协议的端口连接次数。

17、进一步地，通信策略包括重试队列，重试队列的数据结构为：

18、{msg:send_retry:expire_time}，

19、其中，msg包括产生的数据及连接目标信息，send_retry是重试次数，expire_time是失效时间；

20、send_retry默认为-1，默认一直重试，重试时先从队里消费；

21、如果send_retry>0，发送消息失败后，放入失败队列，等待下次重试；下一次重试依然失败则将send_retry累减1，再将消息重新放入队里，一直重试到send_retry累减到0；

22、通过设置失效时间expire_time，当重试时间大于失效时间时，数据将不再重试，并提示用户发送失败。

23、进一步地，通信策略还包括数据压缩技术，通过云服务提供压缩配置信息，物联网设备获取到压缩配置信息后，根据压缩信息进行解析压缩。

24、进一步地，首先用户端根据实际业务需求，设置当前场景的常用数据信息编码表，编码表设置在云端或直接导入物联网设备，当物联网设备连接云端服务时，定期更新编码表；

25、根据编码表对大于2个字节以上的数据进行压缩。

26、为了实现上述目的二，本发明提供一种物联网网关通信系统，包括：

27、设备接入模块，用于扫描当前网络服务以获取物联网设备端口的ip信息，并根据端口的ip信息实现快速接入物联网设备；

28、协议适配模块，用于将不同种类物联网设备的数据和协议类型输入到转换队列，转换队列统一根据协议类型进行转换，将数据转换为dds标准和将dds标准转换为各个物联网设备的特有协议数据；

29、策略模块，用于据dds提供的qos策略设置具体的通信策略；

30、数据应用模块，用于根据dds协议建立与各用户端和物联网设备一一对应的dds数据中心，dds数据中心通过发布-订阅模型进行物联网设备数据接收和用户端指令下发，实现用户端与物联网设备双向通信，并且各个dds数据中心构成了去中心化的架构。

31、为了实现上述目的三，本发明提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种物联网网关通信方法。

32、为了实现上述目的四，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的一种物联网网关通信方法。

33、有益效果

34、本发明与现有技术相比，具有的优点为：

35、1.本发明可以降低人力成本，本发明可以实现设备自动智能识别接入，提供根据权重管理端口的方法，减少人工投入，提高对接效率，并进行管理。

36、2.本发明可以提高物联网设备数据传输效率和可靠性，本发明通过基于dds国际通信协议构建网关系统，采用发布-订阅模型，并实现去中心化，最终形成具备以数据中心驱动的分布式网关架构解决方案，具有22种qos(质量标准)，具备更高的传输效率，每台设备每秒传输峰值1万条数据(mqtt的qos只有3种，每台设备每秒传输几条数据)，支持海量数据与应用服务进行通信，可广泛应用在具有海量数据且实时通信要求高的场景，例如用于医学、工业、国防、人工智能等众多领域。针对原dds的短板，新增了重试机制与数据压缩技术，提高数据传输效率。

37、3.本发明方便与国际标准接轨，dds是由国际非盈利组织发布，本网关采用dds协议，能够跟国际更多业务场景接轨。