物联网终端接入装置及方法与流程

本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种物联网终端接入装置及方法。

背景技术：

物联网是新一代的信息技术，是物物相连的互联网。随着物联网技术的发展，物联网终端已经应用在各个行业，比如停车管理、水质监测、车辆运营等。

目前，用于物联网终端的通信协议有多种，比如coap、lwm2m、mqtt等。面对各种物联网终端采用不同的通信协议接入物联网平台时，会导致部分物联网终端无法接入的问题，进一步导致物联网终端之间不能互联互通。因此，如何兼容或解决采用不同通信协议的物联网终端接入问题，是实现物联网终端之间互联互通的关键。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种物联网终端接入装置及方法，用以解决异构物联网终端接入平台困难的问题。

为解决上述技术问题，本发明中的一种物联网终端接入装置，包括：

信息收发模块，用于接收上行终端上报的上行消息；

插件模块，用于根据所述上行终端的第一终端通信协议，将上报的上行消息转换成符合平台的平台通信协议的上行消息。

作为本发明的装置的改进，所述插件模块，还用于根据下行终端的第二终端通信协议，将所述平台的下行消息转换成符合所述下行终端的第二终端通信协议的下行消息；

所述信息收发模块，还用于将符合所述下行终端的第二终端通信协议的下行消息发送给所述下行终端。

作为本发明的装置的另一种改进，所述插件模块包括：

数据包解析单元，用于按照所述上行终端的第一终端通信协议解析所述上报的上行消息；

协议转换模块，用于将解析后的上行消息按照所述平台通信协议封装。

作为本发明的装置的进一步改进，所述数据包解析单元，还用于按照所述平台通信协议解析所述平台的下行消息；

所述协议转换模块，还用于将解析后的下行消息按照所述下行终端的第二终端通信协议封装。

作为本发明的装置的又一种改进，所述装置包括至少一个所述插件模块，各所述插件模块的属性不同；所述装置还包括：

插件配置模块，用于增加或删除插件模块，以及用于配置每个插件模块的属性；所述属性至少包括终端通信协议类型；

插件容器，用于存储插件模块；

插件容器模块，用于将增加的插件模块加载到插件容器中，将删除的插件模块从所述插件容器中删除；以及根据各插件模块的属性，调用所述上行终端的终端通信协议对应的插件模块，以使被调用的插件模块将上报的上行消息转换成符合平台通信协议的上行消息，或者使被调用的插件模块将平台的下行消息转换成符合所述下行终端的终端通信协议的下行消息。

作为本发明的装置的再一种改进，所述终端通信协议包括coap协议(受限应用协议，constrainedapplicationprotocol)、lwm2m协议(lightweightm2m，轻量级m2m协议；其中m2m为machine-to-machine/manprotocol简称，即机器对机器协议)和mqtt(messagequeuingtelemetrytransport，消息队列遥测传输)协议；所述平台通信协议包括onem2m协议(物联网领域国际标准化组织onem2m的协议。)。

为解决上述技术问题，本发明中的一种物联网终端接入方法，包括以下步骤：

接收上行终端上报的上行消息；

根据所述上行终端的第一终端通信协议，将上报的上行消息转换成符合平台的平台通信协议的上行消息。

作为本发明的方法的改进，所述方法还包括：

根据下行终端的第二终端通信协议，将所述平台的下行消息转换成符合所述下行终端的第二终端通信协议的下行消息；

将符合所述下行终端的第二终端通信协议的下行消息发送给所述下行终端。

作为本发明的方法的进一步改进，所述根据所述上行终端的第一终端通信协议，将上报的上行消息转换成符合平台的平台通信协议的上行消息的步骤，包括：

按照所述上行终端的第一终端通信协议解析所述上报的上行消息；

将解析后的上行消息按照所述平台通信协议封装；

根据所述下行终端的第二终端通信协议，将所述平台的下行消息转换成符合所述下行终端的第二终端通信协议的下行消息的步骤，包括：

按照所述平台通信协议解析所述平台的下行消息；

将解析后的下行消息按照所述下行终端的第二终端通信协议封装。

作为本发明的方法的另一种改进，所述终端通信协议包括受限应用coap协议、轻量级机器对器lwm2m协议和消息队列遥测传输mqtt协议；所述平台通信协议包括onem2m协议。

本发明有益效果如下：

本发明中装置及方法把各种类型的终端，以及各种终端通信协议，通过插件模块转换适配，最终转换为平台定义的数据模型，从而接入平台，有效解决了异构物联网终端接入平台困难的问题。

附图说明

图1是本发明实施例中一种物联网终端接入装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中一种物联网终端接入方法的流程图。

具体实施方式

为了异构物联网终端接入平台困难的问题，本发明提供了一种物联网终端接入装置及方法，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。

如图1所示，本发明实施例中一种物联网终端接入装置，包括：

信息收发模块100，用于接收终端上报的上行消息；

插件模块120，用于根据所述终端的第一终端通信协议，将上报的上行消息转换成符合平台的平台通信协议的上行消息。

其中，所述终端通信协议包括coap协议、lwm2m协议和mqtt协议；所述平台通信协议包括onem2m协议。

本发明实施例中装置把各种类型的终端，以及各种终端通信协议，通过插件模块转换适配，最终转换为平台定义的数据模型，从而接入平台，有效解决了异构物联网终端接入平台困难的问题；同时本发明实施例中装置操作灵活，扩展性强，为平台接入各种类型的终端提供了很好的解决方案；本发明实施例中装置兼容了各种终端类型接入，有利于平台使用和推广。

在上述实施例的基础上，进一步提出上述实施例的变型实施方式，在此需要说明的是，为了使描述简要，在各变型实施方式中仅描述与上述实施例的不同之处。

在本发明的一个实施方式中，所述插件模块，还用于获取下行终端的第二终端通信协议；

根据下行终端的第二终端通信协议，将平台的下行消息转换成符合所述下行终端的第二终端通信协议的下行消息；

所述信息收发模块，还用于将符合所述下行终端的终端通信协议的下行消息发送给所述下行终端。

也就是说，插件模块提供协议转换功能，负责把终端上行消息的通信协议转换为物联网平台通信协议；同时也把平台下行消息的通信协议转换为终端的通信协议。比如平台通常采用onem2m协议，对于lwm2m协议终端，插件模块就需要实现lwm2m协议与onem2m协议的相互转换。插件模块需要遵循统一的接口，并由插件容器生成插件实例，调用该实例接口。插件模块具有公共属性，比如插件的版本、名称、分类、接口等；插件也有个性化的私有属性，比如lwm2m协议与onem2m协议，可以定义lwm2m协议终端的消息传输格式等。

其中发明实施方式中的第二终端通信协议与上个实施方式中的第一终端通信协议可以相同，也可以不同。

进一步说，所述装置还包括：

协议获取模块，用于从所述上报的上行消息中获得所述终端的第一终端通信协议。

具体说，所述插件模块包括：

数据包解析单元，用于按照所述上行终端的第一终端通信协议解析所述上报的上行消息；

协议转换模块，用于将解析后的上行消息按照所述平台通信协议封装。

其中，所述数据包解析单元，还用于按照所述平台通信协议解析所述平台的下行消息；

所述协议转换模块，还用于将解析后的下行消息按照所述下行终端的第二终端通信协议封装。

当然，在具体实现时，插件模块还可以包括接口模块。也就是说，数据包解析单元，对于上行消息，根据终端协议类型，解析数据报文；对于下行消息，根据终端通信协议类型，封装数据报文；

协议转换单元，实现终端协议类型与平台协议类型的转换。比如lwm2m终端与onem2m协议类型的终端，可以按照《ts-0014-lwm2m_interworking》实现协议的转换。

接口模块，用于插件模块提供统一的调用接口，为插件容器调用，从而实现该插件模块具有的功能。

在本发明的另一个实施方式中，所述插件模块至少为一个，各所述插件模块的属性不同；所述装置还包括：

插件配置模块，用于增加或删除插件模块，以及用于配置每个插件模块的属性；所述属性至少包括终端通信协议类型；

插件容器，用于存储插件模块；

插件容器模块，用于将增加的插件模块加载到插件容器中，将删除的插件模块从所述插件容器中删除；以及根据各插件模块的属性，调用所述上行终端的终端通信协议对应的插件模块，以使被调用的插件模块将上报的上行消息转换成符合平台通信协议的上行消息，或者使被调用的插件模块将平台的下行消息转换成符合所述下行终端的终端通信协议的下行消息。

也就是说，插件配置模块提供插件配置方法，设置插件属性参数等；比如lwm2m协议与onem2m协议转换插件设置的参数有：版本号、插件名称、协议转换类型、接口实现类、消息数据编码格式等。插件配置模块上新增一个插件配置后，插件容器会动态的检查并在插件容器创建该插件实例，并由插件容器监控该插件运行，由插件容器调度选择该插件执行。当插件配置模块删除一个插件配置后，插件容器也会动态的检查到，并在插件容器中删除该插件实例，删除该插件后，该插件将不再提供该协议的转换功能服务。

插件容器模块是管理插件的一个模块，他负责根据插件配置模块加载和卸载插件，同时监控管理插件的运行，插件容器还可以选择调度合适的插件，提供统一的接口供平台调用实现插件功能服务。

当然，在具体实现时所述装置还可以包括业务处理模块，业务处理模块是物联网平台业务处理的核心模块，负责每一个业务流程的处理和业务数据存储；比如：物联网平台提供数据存储、终端通信、消息转发、链接管理、终端注册、终端消息上报、远程控制终端指令、参数配置下发等。

进一步说，插件容器模块可以包括：

插件加载模块，负责检查插件配置模块，对于新增加配置的插件，插件加载模块会创建该插件的实例，并放入插件容器；

插件管理模块，插件容器中的插件实例，由插件管理模块监听管理。管理插件的运行状态，加载时间，插件参数。当插件执行异常时，插件管理模块负责重新创建插件实例。

插件调度模块，插件调度模块维护有每一个插件的分类，并且每一个插件的分类在该插件容器中都是唯一的。当协议转换时，插件调度模块根据消息报文的类型选择相同类型的插件。然后调用插件提供的协议转换功能实现协议转换。比如当lwm2m协议终端发送注册消息时，插件调度模块判断终端的协议类型是lwm2m协议类型，则选择lwm2m协议与onem2m协议转换插件，然后调用插件接口完成lwm2m协议与onem2m协议的转换。也就是所，插件调度模块在终端与平台交互通信时，需要选择调度合适的插件模块，通过插件模块的协议适配功能，把终端通信协议转换为平台通信协议。比如终端通信协议选择lwm2m协议，而平台通常使用onem2m协议，这时就需要选择lwm2m转换协议插件，使用插件的协议转换功能，把lwm2m协议转换为onem2m协议。

插件卸载模块，当插件配置模块删除了某个插件的配置时，插件容器检测并调用插件卸载模块，删除该插件实例。卸载的插件不再提供该插件的服务功能。

举一具体应用例，说明本发明实施例中装置的接入流程；

终端发送上行消息的流程包括：

步骤11，上行终端上报数据报文(即上行消息)。在通常情况下，终端需要把自己的设备信息、状态数据等发送给平台，由平台提供给用户或第三方。

步骤12，平台的信息收发模块在接收到终端上报数据时，首先需要解析数据报文。

步骤13，平台的插件容器模块选择数据报文对应的插件模块。比如终端发送的数据报文是coap协议的数据报，那么插件容器应该选择coap协议转换onem2m协议的插件模块；如果终端发送的数据报文是lwm2m协议的数据报文，那么插件容器模块应该选择lwm2m协议转换onem2m协议的插件模块。

步骤14，在选择插件后，就可以调用该插件模块接口执行协议转换，把终端数据报格式转换为onem2m协议格式，通常平台选择的是onem2m协议。

步骤15，转换为onem2m协议后的数据报文，平台的业务处理模块就可以执行相应的业务操作。

平台发送下行消息流程，包括：

步骤21，平台发送下行消息。平台需要发送下行终端控制消息，比如订阅通知消息。

步骤22，插件容器模块选择插件模块。在发送下行消息时，插件容器模块根据下行终端的通信协议类型，选择相应的插件模块。

步骤23，调用插件模块，执行协议转换。

步骤24，将转换后的数据封包，然后发给终端。

本发明进一步提供一种物联网终端接入方法。

如图2所示，本发明实施例中一种物联网终端接入方法，包括以下步骤：

s201，接收上行终端上报的上行消息；

s202，根据所述上行终端的第一终端通信协议，将上报的上行消息转换成符合平台的平台通信协议的上行消息。

进一步说，所述方法还可以包括：

获取下行终端的第二通信协议，

根据所述下行终端的第二终端通信协议，将平台的下行消息转换成符合所述下行终端的第二终端通信协议的下行消息；

将符合所述下行终端的第二终端通信协议的下行消息发送给所述下行终端。

其中，所述将上报的上行消息转换成符合平台的平台通信协议的上行消息的步骤之前，还包括：

从所述上报的上行消息中获得所述终端的终端通信协议。

其中，所述根据所述上行终端的终端通信协议，将上报的上行消息转换成符合平台的平台通信协议的上行消息的步骤，包括：

按照所述上行终端的第一终端通信协议解析所述上报的上行消息；

将解析后的上行消息按照所述平台通信协议封装；

根据所述下行终端的第二终端通信协议，将平台的下行消息转换成符合所述下行终端的第二终端通信协议的下行消息的步骤，包括：

按照所述平台通信协议解析所述平台的下行消息；

将解析后的下行消息按照所述下行终端的第二终端通信协议封装。

所述终端通信协议包括coap协议、lwm2m协议和mqtt协议；所述平台通信协议包括onem2m协议。

本发明实施例中方法方法把各种类型的终端，以及各种终端通信协议，通过协议适配转换，最终转换为平台定义的数据模型，从而接入平台；在下发下行消息时，通过协议适配转换，最终转换为终端定义的数据模型，实现与终端的交互。该方法操作灵活，扩展性强，为平台接入各种类型的终端提供了很好的解决方案。采用该方法合理的兼容了各种终端类型接入，有利于平台使用和推广。在物联网领域，解决了异构终端接入难题。

结合本申请所公开示例描述的物联网终端接入方法方法，可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或者二者结合。例如，图1所示功能框图中的一个或多个功能框图和/或功能框图的一个和/或多个组合(例如，插件模块)，既可以对应于计算机程序流程的各个软件模块，亦可以对应于各个硬件模块。这些软件模块，可以分别对应于图2所示的各个步骤。这些硬件模块例如可利用现场可编程门阵列(fpga)将这些软件模块固化而实现。

软件模块可以位于ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、移动硬盘、cd-rom或者本领域已知的任何其他形式的存储介质。可以将一种存储介质藕接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息；或者该存储介质可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于专用集成电路中。该软件模块可以存储在移动终端的存储器中，也可以存储在可插入移动终端的存储卡中。例如，若移动终端采用的是较大容量的mega-sim卡或者大容量的闪存装置，则该软件模块可存储在该mega-sim卡或者大容量的闪存装置中。

针对图1描述的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合(例如，插件模块)，可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。针对图1描述的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，还可以实现为计算机设备的组合，例如，dsp和微处理器的组合、多个微处理器、与dsp通信结合的一个或多个微处理器或者任何其他这种配置。

虽然本申请描述了本发明的特定示例，但本领域技术人员可以在不脱离本发明概念的基础上设计出来本发明的变型。

本领域技术人员在本发明技术构思的启发下，在不脱离本发明内容的基础上，还可以对本发明的方法做出各种改进，这仍落在本发明的保护范围之内。