一种基于边云协同的异构协议动态适配方法及系统

本发明属于物联网，具体涉及一种基于边云协同的异构协议动态适配方法及系统。

背景技术：

1、随着我国智能制造的全面实施和高速发展，工业互联网及企业级工业物联网也得到了快速普及，从而实现对工业现场大量设备的精细化管理和监测。显然，对于工业互联网/物联网而言，来自设备、控制器、传感器等的工业现场数据是平台基础。因此，实现对智能制造现场工业大数据的实时采集和传输是构建工业互联网/物联网的核心关键。然而，大型企业自动化生产车间诸如机床、机器人、机械手、无人物流车等机器设备的类型、品牌、型号不尽相同，其控制器、传感器、执行器等更是品类繁多，同时还存在部分自身不具备数据采集的哑设备，如何对工业现场众多的异构设备进行实时工业大数据采集仍是行业痛点问题。特别的，异构设备同时带来异构工业协议的问题，实现对这类工业协议的适配和解析是实施数据采集的前提。因此，面向我国智能制造、工业互联网对企业生产制造的强力赋能现状，解决生产现场繁杂的异构工业协议动态适配问题是实现工业大数据采集的关键，进而实现人、机器设备、物料产品、生产资源的有机融合，从而基于工业大数据分析和应用推动企业的自动化、智能化生产和管理。

2、为解决这些问题，一些工程师提出了一些解决方案，比如在边缘节点预存所有协议。然而对于任意给定的任务，只需要几个协议，而每个通讯接口都被分配了相同的固定数量资源。而这就会导致高冗余和硬件成本高的问题，同时为每个通信接口分配固定数量资源，占用系统资源却没有用到，浪费资源。而且异构设备的协议数量巨大，因此几乎不可能涵盖所有现有协议。也有一些工程师选择开发针对自己工业现场的方案，不过这是个工作量很大的工程，往往效率不高，且不利于管理。

3、因此，本发明考虑边缘网关资源有限，设计一种云边协同动态协议适配方法，进而使得边缘网关可以动态的接入不同的异构设备，以适应不同的应用场景。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种基于边云协同的异构协议动态适配方法，使得边缘网关可以动态的接入不同的异构设备，以适应不同的应用场景。

2、为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

3、一种基于边云协同的异构协议动态适配方法，用于将异构工业设备接入边缘网关，所述边缘网关分别连接协议配置工具和云平台，所述基于边云协同的异构协议动态适配方法，包括：

4、运行协议配置工具获取待接入异构工业设备的适配需求，并通过边缘网关将所述适配需求发送至所述云平台，同时设置边缘网关为预运行状态；

5、运行云平台检查所述适配需求能否满足，若无法满足则结束；否则根据适配需求生成协议适配方案，并响应于协议配置工具的指示将协议适配方案配置到边缘网关工程，编译边缘网关工程生成二进制可执行文件；

6、运行协议配置工具设置边缘网关为启动状态，并指示云平台将生成的二进制可执行文件下发至边缘网关，并在边缘网关根据二进制可执行文件更新后设置边缘网关为运行状态；

7、运行边缘网关获取接入的异构工业设备的属性信息，并将属性信息组成指定协议格式的信息后上报至云平台，完成异构协议动态适配。

8、以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

9、作为优选，所述云平台预构建有协议库，所述检查所述适配需求能否满足，包括：

10、先检查协议库是否支持适配需求中指定的协议类型，若不支持则判断为无法满足；否则检查适配需求中指定的端口是否处于可配置状态，若不处于可配置状态则判断为无法满足；否则判断为能够满足。

11、作为优选，所述边缘网关工程包括协议配置文件和协议驱动文件，所述将协议适配方案配置到边缘网关工程，包括：

12、运行云平台中的配置服务将协议配置文件中对应的协议适配方案使能，并读取协议适配方案中指定的协议驱动文件替换边缘网关工程中原有的协议驱动文件，完成配置。

13、作为优选，所述将属性信息组成指定协议格式的信息，包括：

14、加载协议驱动文件对所述属性信息进行解析，将解析出来的数据组成指定协议格式的信息。

15、作为优选，所述协议配置工具通过边缘网关获取云平台的协议适配状态，并根据协议适配状态通过边缘网关向云平台发送协议适配指令，实现对云平台的指示。

16、本发明提供的一种基于边云协同的异构协议动态适配方法，在协议配置的自动化、灵活性和可扩展性等方面具备显著优势，能够为用户提供高效、准确和可靠的协议适配解决方案。这种方法能够广泛应用于各种领域和应用场景，为用户带来便捷的协议适配体验。

17、本发明的目的之二在于提供一种基于边云协同的异构协议动态适配系统，使得边缘网关可以动态的接入不同的异构设备，以适应不同的应用场景。

18、为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

19、一种基于边云协同的异构协议动态适配系统，用于将异构工业设备接入边缘网关，所述基于边云协同的异构协议动态适配系统包括边缘网关，以及与边缘网关分别连接的协议配置工具和云平台，其中：

20、协议配置工具，用于获取待接入异构工业设备的适配需求，并通过边缘网关将所述适配需求发送至所述云平台，同时设置边缘网关为预运行状态；

21、云平台，用于检查所述适配需求能否满足，若无法满足则结束；否则根据适配需求生成协议适配方案，并响应于协议配置工具的指示将协议适配方案配置到边缘网关工程，编译边缘网关工程生成二进制可执行文件；

22、协议配置工具，还用于设置边缘网关为启动状态，并指示云平台将生成的二进制可执行文件下发至边缘网关，并在边缘网关根据二进制可执行文件更新后设置边缘网关为运行状态；

23、边缘网关，用于获取接入的异构工业设备的属性信息，并将属性信息组成指定协议格式的信息后上报至云平台，完成异构协议动态适配。

24、作为优选，所述云平台预构建有协议库，所述检查所述适配需求能否满足，执行如下操作：

25、先检查协议库是否支持适配需求中指定的协议类型，若不支持则判断为无法满足；否则检查适配需求中指定的端口是否处于可配置状态，若不处于可配置状态则判断为无法满足；否则判断为能够满足。

26、作为优选，所述边缘网关工程包括协议配置文件和协议驱动文件，所述云平台将协议适配方案配置到边缘网关工程，执行如下操作：

27、运行云平台中的配置服务将协议配置文件中对应的协议适配方案使能，并读取协议适配方案中指定的协议驱动文件替换边缘网关工程中原有的协议驱动文件，完成配置。

28、作为优选，所述边缘网关，将属性信息组成指定协议格式的信息，执行如下操作：

29、加载协议驱动文件对所述属性信息进行解析，将解析出来的数据组成指定协议格式的信息。

30、作为优选，所述协议配置工具通过边缘网关获取云平台的协议适配状态，并根据协议适配状态通过边缘网关向云平台发送协议适配指令，实现对云平台的指示。

31、本发明提供的一种基于边云协同的异构协议动态适配系统，用于解决工业现场异构设备带来的异构工业协议的问题，采用动态编译的方式，通过用户提供需要连接的异构设备的信息，基于这些信息，云平台将需要的协议与接口进行匹配，编译新的适配方案，然后将更新后适配方案发送到边缘网关并加载。边缘网关可以动态的连接到不同的异构设备，以适应不同的场景。