一种电力线载波通讯终端控制装置、系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及物联网领域，尤其涉及一种电力线载波通讯终端控制装置、系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着物联网技术逐渐兴起，物联网在智能家居、智能楼宇、智能抄表中的应用越来越多。物联网的底层接入网络有电力线载波通讯(英文:Power Line Carrier,简称:PLC)、紫蜂协议(英文:Zigbee)、基于IEEE 802.1lb标准的无线局域网协议(英文:Wireless-Fidelity,简称:Wi_Fi)、以太等,其中PLC由于其特有的优点，得到广泛青睐。PLC可以直接利用已有的配电网络作为传输线路，而电力线是覆盖范围最广的网络，它的规模是其他任何网络无法比拟的，因此，PLC可以轻松地渗透到每个家庭，为物联网的发展创造极大的空间。
[0003]现有的物联网不像传统数据通信网络那样各个层次比较分明，并且每个层次都有统一的协议。在实现物联网时，各个厂家定义的层次和每层的协议不太一样，而且很多都是自己的私有协议，不利于多种厂家的设备互通。有一些大型厂商的物联网产品各层协议设计的很复杂，优点是功能比较强大，缺点是过于复杂，不适合中小型系统或通信质量较差的场景下的物联网系统开发。如图1所示的现有的终端控制系统架构图中，整个系统被分为四至五层:最顶端的是应用及管理平台，负责总体的控制以及管理；往下一层是采集器，和管理平台通过传输控制协议(英文！Transmiss1n Control Protocol,简称:TCP) /因特网协议(英文:Internet Protocol,简称:IP)通信，负责数据存储、采集、计算；其中，TCP/IP协议又称为网络通信协议；再往下一层是物联网关，和采集器通过TCP/IP协议通信，负责发现终端，管理终端入网；最底层就是终端，所述终端和网关通过以太网协议或W1-Fi通信。所以现有技术中，控制命令从应用下发到终端要经过四个层次。该控制系统功能很全，也便于扩展，但是所需的硬件较多，软硬件开发难度较大，并且负荷过重，不利于中小型系统的控制和调度。
[0004]一些小厂商和大厂商的做法就是两个极端，多数直接控制物联网终端，即将业务承载在协议中，不够灵活，不利于功能扩展，也不利于多种终端的适配。
[0005]综上所述，需要一种灵活的、能够适应通信条件差的环境的终端控制技术。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种电力线载波通讯PLC终端控制装置、系统及方法，以构建一个简易、智能、灵活的物联网中间件平台，能够适应通信条件差或不适合铺设网线的场景。
[0007]第一方面，本发明提供了一种电力线载波通讯PLC终端控制装置，应用于PLC终端控制系统，所述PLC终端控制系统包括所述装置、PLC终端系统和消息队列遥测传输MQTT发布器，所述装置与所述PLC终端系统建立PLC连接，所述装置与所述MQTT发布器建立以太连接；
[0008]所述装置用于接收所述PLC终端系统发送的订阅请求，所述订阅请求包括PLC终端系统标识以及控制所述PLC终端系统的主题；根据所述订阅请求在映射表中建立所述主题与所述PLC终端系统标识的对应关系，根据所述对应关系将订阅响应消息发送给所述PLC终端系统，所述订阅响应消息包括所述主题；接收所述MQTT发布器发布的控制消息，所述控制消息包括控制字和所述主题，所述控制字用于控制对所述主题的操作；根据所述对应关系，将所述控制消息发送给所述PLC终端系统。
[0009]在第一种可能的实现方式中，所述装置还用于在接收到所述PLC终端系统发送的订阅请求前，接收所述PLC终端系统发送的注册请求，所述注册请求携带所述PLC终端系统标识；根据所述注册请求在所述映射表中记录所述PLC终端系统标识；向所述PLC终端系统发送所述注册响应消息；
[0010]其中，当建立所述主题与所述PLC终端系统标识的对应关系时，所述装置具体用于:根据所述订阅请求中的所述PLC终端系统标识查找所述映射表，得到包括所述PLC终端系统标识的表项，将所述主题记录在所述表项中。
[0011]结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述PLC终端系统包括PLC终端、与所述PLC终端连接的PLC前端PFE，所述装置包括MQTT代理、与所述MQTT代理连接的PLC数据集中器H)C，所述PLC终端系统标识为PFE标识；
[0012]所述PDC用于接收所述PFE发送的所述订阅请求，所述订阅请求包括PLC帧头以及MQTT订阅消息，所述PFE标识携带在所述PLC帧头中，所述主题携带在所述MQTT订阅消息中；根据所述PFE标识查找所述映射表，得到包括所述PFE标识的表项，将所述主题记录在所述表项中；删除所述订阅请求的PLC帧头，得到所述MQTT订阅消息，对所述MQTT订阅消息进行以太封装，将所述封装后的MQTT订阅消息发送给所述MQTT代理；
[0013]所述MQTT代理用于接收所述封装后的MQTT订阅消息。
[0014]结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述MQTT代理还用于将所述订阅响应消息发送给所述roc，所述订阅响应消息为以太封装的MQTT响应消息，所述MQTT响应消息中包括所述主题；
[0015]所述PDC还用于接收所述订阅响应消息，对所述订阅响应消息解封装得到所述MQTT响应消息，根据所述主题查找所述映射表，得到所述PFE标识；为所述MQTT响应消息添加包括所述PFE标识的PLC帧头，将添加了所述PLC帧头的MQTT响应消息发送给所述PFE。
[0016]结合第一方面的第二种可能的实现方式或第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述PDC还用于接收所述MQTT代理转发的所述控制消息，所述控制消息是所述MQTT发布器发送给所述MQTT代理的以太封装的消息；解除所述控制消息的以太封装；根据所述映射表中所述主题与所述PFE标识的对应关系，为所述控制消息添加包括所述PFE标识的PLC帧头，将添加了所述PLC帧头的所述控制消息发送给所述PFE。
[0017]第二方面，本发明提供了一种电力线载波通讯终端控制系统，包括第一方面或第一方面的第二种可能的实现方式或第一方面的第三种可能的实现方式或第一方面的第四种可能的实现方式所述的PLC终端控制装置、PLC终端系统和消息队列遥测传输MQTT发布器，所述PLC终端控制装置与所述PLC终端系统建立PLC连接，所述装置与所述MQTT发布器建立以太连接。
[0018]第三方面，本发明提供了一种电力线载波通讯PLC终端控制方法，应用于PLC终端控制系统，所述PLC终端控制系统包括PLC终端控制装置、PLC终端系统和消息队列遥测传输MQTT发布器，所述PLC终端控制装置与所述PLC终端系统建立PLC连接，所述PLC终端控制装置与所述MQTT发布器建立以太连接；
[0019]所述PLC终端控制装置执行所述方法，包括:
[0020]接收所述PLC终端系统发送的订阅请求，所述订阅请求包括PLC终端系统标识以及控制所述PLC终端系统的主题；
[0021]根据所述订阅请求在映射表中建立所述主题与所述PLC终端系统标识的对应关系;
[0022]根据所述对应关系将订阅响应消息发送给所述PLC终端系统，所述订阅响应消息包括所述主题；
[0023]接收所述MQTT发布器发布的控制消息，所述控制消息包括控制字和所述主题，所述控制字用于控制对所述主题的操作；
[0024]根据所述对应关系，将所述控制消息发送给所述PLC终端系统。
[0025]在第一种可能的实现方式中，所述在接收到所述PLC终端系统发送的订阅请求前，所述方法还包括:
[0026]接收所述PLC终端系统发送的注册请求，所述注册请求携带所述PLC终端系统标识；
[0027]根据所述注册请求在所述映射表中记录所述PLC终端系统标识；
[0028]向所述PLC终端系统发送所述注册响应消息；
[0029]其中，当建立所述主题与所述PLC终端系统标识的对应关系时，所述装置具体用于:根据所述订阅请求中的所述PLC终端系统标识查找所述映射表，得到包括所述PLC终端系统标识的表项，将所述主题记录在所述表项中。
[0030]结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述PLC终端系统包括PLC终端、与所述PLC终端连接的PLC前端PFE，所述装置包括MQTT代理、与所述MQTT代理连接的PLC数据集中器H)C，所述PLC终端系统标识为PFE标识；
[0031]所述接收所述PLC终端系统发送的订阅请求，包括:
[0032]所述PDC接收所述PFE发送的所述订阅请求，所述订阅请求包括PLC帧头以及MQTT订阅消息，所述PFE标识携带在所述PLC帧头中，所述主题携带在所述MQTT订阅消息中；
[0033]所述PDC删除所述订阅请求的PLC帧头，得到所述MQTT订阅消息，对所述MQTT订阅消息进行以太封装，将所述封装后的MQTT订阅消息发送给所述MQTT代理；
[0034]所述MQTT代理接收所述封装后的MQTT订阅消息；
[0035]所述根据所述订阅请求在映射表中建立所述主题与所述PLC终端系统标识的对应关系，包括:
[0036]根据所述PFE标识查找所述映射表，得到包括所述PFE标识的表项，将所述主题记录在所述表项中。
[0037]结合第三方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述根据所述对应关系将订阅响应消息发送给所述PLC终端系统，包括:
[0038]所述MQTT代理将所述订阅响应消息发送给所述H)C，所述订阅响应消息为以太封装的MQTT响应消息，所述MQTT响应消息中包括所述主题；
[0039]所述PDC接收所述订阅响应消息，对所述订阅响应消息解封装得到所述MQTT响应消息，根据所述主题查找所述映射表，得到所述PFE标识；
[0040]所述PDC为所述MQTT响应消息添加包括所述PFE标识的PLC帧头，将添加了所述PLC帧头的MQTT响应消息发送给所述PFE。
[0041 ] 结合第三方面的第二种可能的实现方式或第三方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述接收所述MQTT发布器发布的控制消息，包括:
[0042]所述MQTT代理接收所述MQTT发布器发布的控制消息，并将以太封装的所述控制消息转发给所述roc ；
[0043]所述PDC接收所述MQT