一种网关获取下位机设备的对象属性数据的方法及装置与流程

本发明涉及数据通讯，特别是一种应用于网关从下位机设备获取对象属性数据的方法、应用于下位机设备向网关上传对象属性数据的方法、网关、下位机设备和机器可读存储介质。

背景技术：

1、在网络数据通讯中，上位机与下位机设备通常通过网关实现通讯，其中，上位机与网关之间的通讯网络与下位机设备与网关之间的通讯网络的速度可能存在失衡现象，导致低速一侧的通讯堵塞。例如，在基于bacnet协议的楼宇自控领域中常存在这种现象。

2、bacnet(a data communication protocol for building automation andcontrol network，建筑自动化与控制网络的数据通信协议)是一种标准国际通讯协议，在楼宇自控领域得到广泛的应用。基于bacnet协议的通讯网络架构典型地如图1所示。上位机与网关(具体可为bacnet路由器)之间通过以太网连接，以bacnet ip方式进行通讯，而下位机设备(具体可为直接数字控制器(direct digital controller，简称ddc))与网关之间则通过mstp(master-slave/token-passing，主从令牌传递)网络连接，以bacnet mstp方式进行通讯。具体地，数据由下位机设备通过mstp通讯上传给网关，再通过网关转到以太网，接入上位机。mstp通讯基于rs485物理层，波特率仅为76800bps，远低于以太网的波特率。受限于带宽(76800bps)，mstp的速度较低。可见，在这种架构中，上位机与网关之间是高速网，而下位机设备与网关之间是低速网，两种网络之间速度严重失衡，造成低速总线mstp的堵塞。

3、为克服mstp侧堵塞问题，现有技术中提出了在bacnet路由器上实现变量缓存的技术方案。该技术方案的通讯网络架构典型地如图2所示，其中，依据变量描述文件的配置参数，在bacnet路由器中建立变量表存入数据存储区，上位机(具体可为bacnet ip客户端)直接从变量表中读取数据，并对所读的变量打上请求标记。另有一个遍历引擎，遍历所有的打上请求标记的变量，在最大帧长度的约束下，向下位机设备(具体可为ddc)请求变量的值，得到响应后清除标记。然而，尽管这种变量缓存技术解决了在ip网络侧的高速访问下mstp网络侧的拥塞问题，但由于编码的低效率，导致仍然存在mstp侧变化的数据上传慢的问题，ip侧访问路由器获得的数据相比现场下位机设备中的第一手数据有显著的滞后。

4、因此，亟需开发一种提高编码效率，提升数据的传输速度的技术方案。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的应用于网关从下位机设备获取对象属性数据的方法、应用于下位机设备向网关上传对象属性数据的方法、网关、下位机设备和机器可读存储介质。

2、本发明的一个目的是提高网关与下位机设备之间数据通讯的编码效率，提升数据的传输速度。

3、本发明一个进一步的目的是尽量压缩网关与下位机设备之间的数据请求指令和数据响应信息的字节数，以进一步提升通讯效率。

4、特别地，根据本发明的一方面，提供了一种应用于网关从下位机设备获取对象属性数据的方法，所述网关与至少一个下位机设备通过网络连接，且各所述下位机设备支持用于从所述下位机设备读取对象属性数据的原始请求服务，其中，所述方法包括分别对各所述下位机设备执行数据读取操作，各所述数据读取操作具体包括：

5、检查所述下位机设备是否支持指定请求服务，所述指定请求服务用于从所述下位机设备读取对象属性数据且不同于所述原始请求服务；以及

6、若所述下位机设备支持所述指定请求服务，向所述下位机设备发送符合所述指定请求服务的模式的数据请求指令，并接收所述下位机设备响应于所述数据请求指令发送的符合所述指定请求服务的模式的数据响应信息，其中，与符合所述原始请求服务的模式的数据请求指令和数据响应信息相比，符合所述指定请求服务的模式的所述数据请求命令和所述数据响应信息内记录对象及其属性数据的部分中仅包含指示对象及其属性或属性值且随所述对象及其属性或属性值的不同而变化的有效信息。

7、可选地，在所述数据请求指令中，所述有效信息为指示对象标识的信息，所述对象标识包含对象类型和对象实例；

8、在所述数据响应信息中，所述有效信息为指示所述对象标识及其当前值属性数值的信息。

9、可选地，所述网关为bacnet路由器，所述网络为mstp网络，所述原始请求服务为rpm服务。

10、可选地，所述对象类型包括以下至少之一：开关量输入、开关量输出、开关量变量、模拟量输入、模拟量输出、模拟量变量；

11、在符合所述指定请求服务的模式的所述数据请求命令中，每个所述对象标识占用第一数量个字节，且所述第一数量个字节包含的位由用于表示对象类型的第一部分、用于表示对象实例的第二部分和作为保留段的第三部分组成；

12、在符合所述指定请求服务的模式的所述数据响应信息中，在对象类型为开关量输入、开关量输出或开关量变量的情况下，每个所述对象标识及其当前属性值占用所述第一数量个字节，且所述第一数量个字节包含的位由用于表示对象类型的第四部分、用于表示对象实例的第五部分和用于表示当前值属性数值的第六部分组成；并且

13、在符合所述指定请求服务的模式的所述数据响应信息中，在对象类型为模拟量输入、模拟量输出或模拟量变量的情况下，每个所述对象标识及其当前属性值占用第二数量个字节，所述第二数量等于所述第一数量与第三数量的和，且在所述第二数量个字节中，所述第一数量个字节包含的位由用于表示对象类型的第七部分、用于表示对象实例的第八部分和用于表示对象正常与否标志的第九部分组成，所述第三数量个字节用于表示当前值属性数值，其中，所述第一部分、所述第四部分和所述第七部分的位数相同，所述第二部分、所述第五部分和所述第八部分的位数相同，且所述第三部分、所述第六部分和所述第九部分的位数相同。

14、可选地，在分别对各所述下位机设备执行所述数据读取操作之前，该应用于网关从下位机设备获取对象属性数据的方法还包括：

15、向各所述下位机设备发送用于查询所述下位机设备是否支持所述指定请求服务的查询指令；

16、接收各所述下位机设备响应于所述查询指令的应答信息；以及

17、根据所述应答信息确定并记录各所述下位机设备的支持属性，所述支持属性指示所述下位机设备是否支持所述指定请求服务；

18、所述检查所述下位机设备是否支持指定请求服务的步骤包括：

19、根据记录的所述下位机设备的支持属性检查所述下位机设备是否支持所述指定请求服务。

20、可选地，各所述数据读取操作具体还包括：

21、若所述下位机设备不支持所述指定请求服务，向所述下位机设备发送符合所述原始请求服务的模式的数据请求指令，并接收所述下位机设备响应于所述数据请求指令发送的符合所述原始请求服务的模式的数据响应信息。

22、根据本发明的另一方面，还提供了一种应用于下位机设备向网关上传对象属性数据的方法，所述下位机设备与所述网关通过网络连接，且所述下位机设备支持用于从所述下位机设备读取对象属性数据的原始请求服务，其中，所述下位机设备还支持用于从所述下位机设备读取对象属性数据且不同于所述原始请求服务的指定请求服务，所述方法包括：

23、接收所述网关发送的符合所述指定请求服务的模式的数据请求指令；以及

24、响应于所述数据请求指令，向所述网关发送符合所述指定请求服务的模式的数据响应信息，其中，与符合所述原始请求服务的模式的数据请求指令和数据响应信息相比，符合所述指定请求服务的模式的所述数据请求命令和所述数据响应信息内记录对象及其属性数据的部分中仅包含指示对象及其属性或属性值且随所述对象及其属性或属性值的不同而变化的有效信息。

25、可选地，在接收所述网关发送的符合所述指定请求服务的模式的数据请求指令之前，该应用于下位机设备向网关上传对象属性数据的方法还包括：

26、接收所述网关发送的用于查询所述下位机设备是否支持所述指定请求服务的查询指令；

27、响应于所述查询指令，向所述网关发送指示所述下位机设备支持所述指定请求服务的应答信息。

28、根据本发明的再一方面，还提供了一种网关，用于从下位机设备获取对象属性数据，所述网关与至少一个下位机设备通过网络连接，且各所述下位机设备支持用于从所述下位机设备读取对象属性数据的原始请求服务，其中，所述网关包括：

29、第一处理器；以及

30、存储有第一机器可执行程序的第一存储器；

31、当所述第一机器可执行程序被所述第一处理器运行时，导致所述网关执行前述的应用于网关从下位机设备获取对象属性数据的方法。

32、根据本发明的又一方面，还提供了一种下位机设备，用于向网关上传对象属性数据，所述下位机设备与所述网关通过网络连接，且所述下位机设备支持用于从所述下位机设备读取对象属性数据的原始请求服务，其中，所述下位机设备还支持用于从所述下位机设备读取对象属性数据且不同于所述原始请求服务的指定请求服务，且所述下位机设备包括：

33、第二处理器；以及

34、存储有第二机器可执行程序的第二存储器；

35、当所述第二机器可执行程序被所述第二处理器运行时，导致所述下位机设备执行前述的应用于下位机设备向网关上传对象属性数据的方法。

36、根据本发明的再又一方面，还提供了一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可执行程序代码，当所述机器可执行程序代码在电子设备上运行时，导致所述电子设备执行前述的应用于网关从下位机设备获取对象属性数据的方法或前述的应用于下位机设备向网关上传对象属性数据的方法。

37、本发明提出的应用于网关从下位机设备获取对象属性数据的方法和应用于下位机设备向网关上传对象属性数据的方法中，在下位机设备既支持用于从下位机设备读取对象属性数据的原始请求服务，又支持用于从下位机设备读取对象属性数据且不同于原始请求服务的指定请求服务的情况下，网关按照指定请求服务的模式向下位机设备发送数据请求指令，且下位机设备同样按照指定请求服务的模式向网关发送数据响应信息。由于与符合原始请求服务的模式的数据请求指令和数据响应信息相比，符合指定请求服务的模式的数据请求命令和数据响应信息内记录对象及其属性数据的部分中仅包含指示对象及其属性或属性值且随对象及其属性或属性值的不同而变化的有效信息，而不包含除这些有效信息外的固定信息，指定请求服务模式下的数据请求命令和数据响应信息的字节数减少，从而提高了网关与下位机设备之间数据通讯的编码效率，提升数据的传输速度。

38、进一步地，对于符合指定请求服务的模式的数据请求命令和数据响应信息中的对象标识及其当前属性值的信息，采用了特定的字节和位的配置，用于分别表示对象类型、对象实例和当前属性值，从而尽量压缩网关与下位机设备之间的数据请求指令和数据响应信息的字节数，以进一步提升通讯效率。

39、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

40、根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。