一种智慧灯杆与接入设备ID自动绑定方法及系统与流程

一种智慧灯杆与接入设备id自动绑定方法及系统
技术领域
1.本申请涉及道路灯杆资源管理技术领域，具体涉及一种智慧灯杆与接入设备id自动绑定方法及系统。


背景技术：

2.智慧灯杆的设计特点是在传统路灯的灯杆上结合物联网通信技术及传统网络通信技术，以实现多种不同智能网络设备的接入，进而实现多杆合一的特点，因此，智慧灯杆所接入的设备的数量更多，类型也更多。目前，智慧灯杆建设完成后，后续每新接入一种智能设备，都需要采集新接入设备的id，并将接入设备的id和对应智慧灯杆设施的id进行绑定。
3.相关技术中，通过在智慧灯杆上安装人工可读标签、电子标签或二维码标签，当有新设备接入时，施工人员通过人工读取、扫码或读取电子标签，分别将新接入设备id和其所在灯杆设施的id录入移动终端，然后上报智慧灯杆的管理系统，该管理系统根据移动终端上报的数据建立灯杆设施和接入设备的id绑定关系。
4.但是，上述绑定过程较为复杂，每新接入一个设备均需要人工采集设备id和设备所在灯杆设施的id，不仅智慧灯杆部署缓慢，且人工劳动强度大。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的缺陷之一，本申请的目的在于提供一种智慧灯杆与接入设备id自动绑定方法及系统，以解决相关技术中智慧灯杆部署缓慢且人工劳动强度大的问题。
6.本申请第一方面提供一种智慧灯杆与接入设备id自动绑定方法，其包括步骤：
7.灯杆管理子系统接收路灯控制器发送的自身id后，根据上述路灯控制器id对尚未生成灯杆对象的路灯控制器生成灯杆对象；
8.接入适配器转发接入设备发送的包含自身id的通信数据包给上述灯杆管理子系统，并计算上述通信数据包的净荷部分的hash值后，通过对应的路灯控制器上报给上述灯杆管理子系统；
9.上述灯杆管理子系统计算接收到的通信数据包的净荷部分的hash值后，将hash值相同的灯杆对象id与接入设备id进行绑定。
10.一些实施例中，上述灯杆管理子系统接收上述通信数据包之后，还包括：
11.从上述通信数据包中获取接入设备id，并判断上述接入设备id是否与灯杆对象id绑定，若未绑定，则计算该通信数据包的净荷部分的hash值。
12.一些实施例中，上述灯杆管理子系统计算接收到的通信数据包的净荷部分的hash值之后，还包括：
13.判断是否存储有相同hash值的灯杆对象id；
14.若是，则将上述接入设备id与该灯杆对象id进行绑定，并清除存储的hash值和对
应的灯杆对象id，以及停止上述接入设备id接入的接入适配器计算该接入设备的通信数据包的hash值；
15.否则，将上述接入设备id与计算得到的hash值绑定并进行缓存。
16.一些实施例中，将上述接入设备id与计算得到的hash值绑定并进行缓存之后，还包括：
17.设置第一超时时间，并在该绑定数据的缓存时间超过第一超时时间之后，删除该绑定数据。
18.一些实施例中，上述灯杆管理子系统接收路灯控制器上报的hash值之后，还包括：
19.判断是否存储有相同hash值的接入设备id；
20.若是，则将上述灯杆对象id与该接入设备id进行绑定，并清除存储的hash值和对应的接入设备id，以及停止上述接入设备id接入的接入适配器计算该接入设备的通信数据包的hash值；
21.否则，将上述灯杆对象id与路灯控制器上报的hash值绑定并进行缓存。
22.一些实施例中，将上述灯杆对象id与路灯控制器上报的hash值绑定并进行缓存之后，还包括：
23.设置第二超时时间，并在该绑定数据的缓存时间超过第二超时时间之后，删除该绑定数据。
24.本申请第二方面提供一种智慧灯杆与接入设备id自动绑定系统，其包括：
25.路灯控制器，其用于上报自身id至灯杆管理子系统；
26.接入适配器，其用于转发接入设备发送的包含自身id的通信数据包给上述灯杆管理子系统；还用于在计算上述通信数据包的净荷部分的hash值后，通过对应的路灯控制器上报给上述灯杆管理子系统；
27.上述灯杆管理子系统用于根据上述路灯控制器id对尚未生成灯杆对象的路灯控制器生成灯杆对象，以及计算接收到的通信数据包的净荷部分的hash值；还用于将hash值相同的灯杆对象id与接入设备id进行绑定。
28.一些实施例中，上述系统还包括多个信号阻隔滤波器，每个信号阻隔滤波器的输入端连接对应灯杆的上游供电线路，其输出端连接该灯杆的下游供电线路，用于滤除电力线上的载波信号。
29.一些实施例中，上述路灯控制器包括：
30.控制模块，其用于发送路灯控制器id；
31.电力线载波通信模块，其用于接收上述接入适配器计算得到的hash值；
32.nb
‑
iot通信模块，其用于将接收到的路灯控制器id、以及接入适配器计算得到的hash值转发至灯杆管理子系统。
33.一些实施例中，上述接入适配器包括：
34.电源适配模块，其用于将灯杆内电力线上的220v交流电转换成接入设备所需的直流电源；
35.数据转发模块，其用于将上述接入设备的通信数据包透明转发至灯杆管理子系统，并计算所转发的通信数据包的净荷部分的hash值；
36.协议转换模块，其用于将数据转发模块计算得到的hash值转换成电力线载波通信
信号并耦合到灯杆的电力线上，还用于接收路灯控制器发出的电力线载波通信信号并转换成数据转发模块可识别的数据格式。
37.本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
38.本申请的智慧灯杆与接入设备id自动绑定方法及系统，由于路灯控制器可将自身id、及接入适配器计算得到的hash值发送给灯杆管理子系统，接入适配器还可转发接入设备发送的通信数据给灯杆管理子系统，当灯杆管理子系统计算接收到的通信数据包的净荷部分的hash值、以及接收到路灯控制器转发的hash值后，可将其计算得到的hash值与路灯控制器发送的hash值进行匹配，并将hash值相同的灯杆对象id与接入设备id进行绑定，因此，不仅可实现新接入设备的自动发现，还可将新的接入设备id与其所在的灯杆对象id自动绑定，无需人工资源录入，并加快智慧灯杆系统的部署上线速度。
附图说明
39.为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为本申请实施例中自动绑定方法的第一种流程图；
41.图2为本申请实施例中自动绑定方法的第二种流程图；
42.图3为本申请实施例中自动绑定系统的示意图；
43.图4为本申请实施例中接入适配器的示意图；
44.图5为本申请实施例中接入适配器的工作流程图。
45.附图标记：
46.101、iot核心网；102、nb
‑
iot基站；103、internet；
47.201、供电回路；202、信号阻隔滤波器；203、杆内电力线；204、接入适配器；205、智能网关；206、视频监控设备；207、环境监测设备；208、信息屏；209、路灯控制器；210、灯杆管理子系统；211、nb
‑
iot通信模块；212、电力线载波通信模块；213、协议转换模块；214、数据转发模块；215、电源适配模块；
48.301、rj45网络接入接口；302、rj45设备接入接口；303、直流输出接口；304、220v交流输入接口。
具体实施方式
49.为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
50.本申请实施例提供了一种智慧灯杆与接入设备id自动绑定方法及系统，其能解决相关技术中智慧灯杆部署缓慢且人工劳动强度大的问题。
51.如图1所示，本申请实施例的智慧灯杆与接入设备id自动绑定方法，其包括步骤：
52.s1.灯杆管理子系统接收路灯控制器发送的自身id后，根据上述路灯控制器id对
尚未生成灯杆对象的路灯控制器生成智慧灯杆设施的灯杆对象。
53.其中，灯杆对象id即为对应的路灯控制器的id。
54.s2.接入适配器转发接入设备发送的包含自身id的通信数据包给上述灯杆管理子系统，并计算上述通信数据包的净荷部分的hash值后，通过对应的路灯控制器上报给上述灯杆管理子系统。
55.s3.上述灯杆管理子系统计算接收到的通信数据包的净荷部分的hash值，并将hash值相同的灯杆对象id与接入设备id进行绑定。
56.其中，灯杆管理子系统的缓存中，灯杆对象id与该灯杆上路灯控制器转发的hash值绑定存储，接入设备id与灯杆管理子系统计算得到的该接入设备通信数据包净荷部分的hash值绑定存储。
57.本申请实施例的智慧灯杆与接入设备id自动绑定方法，由于路灯控制器可将自身id、及接入适配器计算得到的hash值发送给灯杆管理子系统，接入适配器还可转发接入设备发送的通信数据给灯杆管理子系统，当灯杆管理子系统计算接收到的通信数据包的净荷部分的hash值、以及接收到路灯控制器转发的hash值后，可将其计算得到的hash值与路灯控制器发送的hash值进行匹配，并将hash值相同的灯杆对象id与接入设备id进行绑定，因此，不仅可实现新接入设备的自动发现，还可将新的接入设备id与其所在的灯杆对象id自动绑定，无需人工资源录入，并加快智慧灯杆系统的部署上线速度。
58.在上述实施例的基础上，本实施例中，上述灯杆管理子系统接收上述通信数据包之后，还包括：
59.灯杆管理子系统根据设备协议从接收到的通信数据包中解析获取接入设备id，并判断上述接入设备id是否已经与灯杆对象id绑定，若未绑定，则计算该通信数据包的净荷部分的hash值。
60.进一步地，上述灯杆管理子系统计算接收到的通信数据包的净荷部分的hash值之后，还包括：
61.首先，灯杆管理子系统判断缓存中是否存储有与该计算得到的hash值相同的hash值及该相同hash值对应的灯杆对象id。若是，则将上述接入设备id与该灯杆对象id进行绑定，并清除存储的hash值和对应的灯杆对象id，以及停止上述接入设备id接入的接入适配器计算该接入设备的通信数据包的hash值。
62.否则，灯杆管理子系统将上述接入设备id与计算得到的hash值绑定并进行缓存。
63.具体地，灯杆管理子系统计算接收到的通信数据包的净荷部分hash值之后，需先判断缓存中是否有某个路灯控制器上报的hash值与之相同，若是，则可找到该相同的hash值对应的路灯控制器id，进而确定对应的灯杆对象id，以将新接入设备id与找到的灯杆对象id进行绑定。
64.本实施例中，灯杆管理子系统将上述接入设备id与计算得到的hash值绑定并进行缓存之后，还包括：
65.首先，设置第一超时时间，并对该绑定数据的缓存时间进行计时。当该绑定数据的缓存时间超过第一超时时间时，删除该绑定数据。该绑定数据即为接入设备id与灯杆管理子系统计算得到的对应该接入设备的hash值。
66.本实施例中，设定第一超时时间，是为了防止路灯控制器和灯杆管理子系统的通
信数据丢失，导致当前缓存的接入设备id与该计算得到的hash值可能没有机会再被匹配上，而一直占用缓存资源。
67.在上述实施例的基础上，本实施例中，上述灯杆管理子系统接收路灯控制器上报的hash值之后，还包括：
68.首先，灯杆管理子系统判断缓存中是否存储有与该接收到的hash值相同的hash值及该相同hash值对应的接入设备id。若是，则将相应的灯杆对象id与该接入设备id进行绑定，并清除存储的hash值和对应的接入设备id，以及停止上述接入设备id接入的接入适配器计算该接入设备的通信数据包的hash值。
69.否则，灯杆管理子系统将上述灯杆对象id与路灯控制器上报的hash值绑定并进行缓存。
70.具体地，灯杆管理子系统接收路灯控制器上报的hash值之后，需先判断缓存中是否有某个接入设备的通信数据包净荷部分的hash值与之相同，若是，则可找到该相同的hash值对应的接入设备id，以将该路灯控制器对应的灯杆对象id与找到的接入设备id进行绑定。
71.进一步地，灯杆管理子系统将上述灯杆对象id与路灯控制器上报的hash值绑定并进行缓存之后，还包括：
72.首先，设置第二超时时间，并对该绑定数据的缓存时间进行计时。当该绑定数据的缓存时间超过第二超时时间时，删除该绑定数据。该绑定数据即为灯杆对象id与灯杆管理子系统接收到的对应路灯控制器发送的hash值。
73.本实施例中，设定第二超时时间，是为了防止接入设备自身和灯杆管理子系统的通信数据包丢失，导致当前缓存的路灯控制器上报的hash值和对应的灯杆对象id可能没有机会再被匹配上，而一直占用缓存资源。
74.可选地，超时时间可根据网络通信平均延时时长确定，一般取网络通信平均延时时长的倍数。本实施例中，第一超时时间和第二超时时间为网络通信平均延时时长的3倍。
75.如图2所示，本实施例的自动绑定方法具体包括：
76.a1.灯杆管理子系统接收路灯控制器发送的路灯控制器id，并生成灯杆对象，灯杆对象id为路灯控制器id；
77.a2.灯杆管理子系统接收路灯控制器转发的接入适配器计算得到的hash值；
78.a3.灯杆管理子系统判断缓存中是否有与该路灯控制器转发的hash值相同的hash值及该相同hash值对应的接入设备id，若是，则转向a4，否则转向a7。
79.a4.将hash值相同的灯杆对象id与接入设备id进行绑定；
80.a5.清除缓存中已绑定的hash值和对应的id；
81.a6.通知已绑定的接入设备接入的接入适配器停止计算该接入设备的通信数据包的hash值，结束。
82.a7.将路灯控制器对应的灯杆对象id与路灯控制器上报的hash值绑定并进行缓存，并当缓存的时间超过第一超时时间时，删除该缓存数据，转向a1。
83.a8.灯杆管理子系统接收接入适配器转发的接入设备的通信数据包，并获取接入设备id；
84.a9.判断接入设备id是否已绑定灯杆对象id，若是，则转向a8，否则转向a10。
85.a10.灯杆管理子系统计算通信数据包净荷部分的hash值；
86.a11.灯杆管理子系统判断缓存中是否有与该计算得到的hash值相同的hash值及该相同hash值对应的灯杆对象id，若是，则转向a4，否则转向a12。
87.a12.将计算得到的hash值与接入设备id绑定并进行缓存，并当缓存的时间超过第一超时时间时，删除该缓存数据，转向a8。
88.如图3所示，本申请实施例的智慧灯杆与接入设备id自动绑定系统，其包括路灯控制器、接入适配器和灯杆管理子系统。其中，每个灯杆上均设有一个路灯控制器和至少一个接入适配器。本实施例中，每个灯杆上均设有两个接入适配器。
89.上述路灯控制器用于上报自身id至灯杆管理子系统。
90.上述接入适配器用于转发接入设备发送的包含自身id的通信数据包给上述灯杆管理子系统；该接入适配器还用于在计算上述通信数据包的净荷部分的hash值后，通过对应的路灯控制器上报给上述灯杆管理子系统。
91.上述灯杆管理子系统用于根据上述路灯控制器id对尚未生成灯杆对象的路灯控制器生成灯杆对象，以及计算接收到的通信数据包的净荷部分的hash值；该灯杆管理子系统还用于将hash值相同的灯杆对象id与接入设备id进行绑定。
92.在上述实施例的基础上，本实施例中，上述系统还包括多个信号阻隔滤波器，即每个灯杆对应设置一个信号阻隔滤波器。每个信号阻隔滤波器的输入端连接对应灯杆的上游供电线路，其输出端连接该灯杆的下游供电线路，用于滤除电力线上的载波信号。即，信号阻隔滤波器202安装在杆内电力线203和供电回路201发连接处，以防止灯杆内电力线上的电力线载波信号通过灯杆内电力线203耦合到其它智慧灯杆内。
93.进一步地，上述路灯控制器209包括控制模块、电力线载波通信模块212和nb
‑
iot通信模块211。
94.控制模块用于发送路灯控制器id至nb
‑
iot通信模块。
95.电力线载波通信模块212用于提供接入适配器和控制模块之间的电力线载波通信通道，具体用于从电力线上接收上述接入适配器计算得到的hash值并发送至nb
‑
iot通信模块。
96.nb
‑
iot通信模块211用于提供控制模块和灯杆管理子系统之间低成本的窄带物联网通信通道，具体用于将接收到的路灯控制器id、以及接入适配器计算得到的hash值转发至灯杆管理子系统。
97.其中，灯杆管理子系统210通过iot核心网101和nb
‑
iot基站102与路灯控制器209的nb
‑
iot通信模块211通信连接，灯杆管理子系统210通过internet103与接入适配器204连接。
98.在其他实施例中，路灯控制器209和灯杆管理子系统之间的通信通道也可用其它通信方式代替，如4g、5g、有线宽带接入、zigbee通信、lora通信等。
99.如图4所示，优选地，上述接入适配器204包括电源适配模块215、数据转发模块214以及协议转换模块213。
100.电源适配模块215用于将灯杆内电力线上的220v交流电转换成接入设备所需的直流电源，以便于为所接入的设备提供电源输入。
101.数据转发模块214用于将上述接入设备的通信数据包透明转发至灯杆管理子系
统，以实现为所接入的设备提供网络通信通道。同时，数据转发模块214还用于计算所转发的通信数据包的净荷部分的hash值，并通过路灯控制器209发送至灯杆管理子系统210。
102.协议转换模块213用于将数据转发模块214计算得到的hash值转换成电力线载波通信信号并耦合到灯杆的电力线上，协议转换模块还用于接收路灯控制器发出的电力线载波通信信号并转换成数据转发模块可识别的数据格式。本实施例中，协议转换模块可接收灯杆管理子系统通过路灯控制器下发的停止信号，以停止数据转发模块在后续转发通信数据包过程中计算hash值。
103.本实施例中，接入适配器204的外部接口包括220v交流输入接口304、直流输出接口303、rj45网络接入接口301以及rj45设备接入接口302。
104.220v交流输入接口304用于连接灯杆内的220v交流供电线路即灯杆内电力线203。
105.直流输出接口303用于为需要接入智慧灯杆的接入设备提供直流电源输出，该直流电源输出规格可根据接入设备供电需要进行调整，如电压、电流、功率等。
106.rj45设备接入接口302用于连接接入设备上的网络通信接口，为该接入设备提供网络通信通道。
107.rj45网络接入接口301用于连接智慧灯杆内的网络设备，如灯杆内的路由器、交换机或者ont设备等，这些网络设备可为智慧灯杆提供宽度网络接入能力。rj45网络接入接口301还可将灯杆管理子系统发送的网络数据包转发至rj45设备接入接口302。
108.本实施例中，数据转发模块214主要则是实现rj45设备接入接口302与rj45网络接入接口301之间通信数据包的透明转发功能。
109.如图5所示，上述接入适配器的工作流程具体包括：
110.b1.rj45设备接入接口将接入设备发出的通信数据包发送至数据转发模块；
111.b2.数据转发模块判断是否需要计算通信数据包的净荷hash值，若是，则转向b3，否则，转向b6。
112.b3.计算通信数据包净荷部分的hash值；
113.b4.将所计算的hash值传输给协议转换模块；
114.b5.协议转换模块将收到的hash值转换成电力线载波通信信号并通过220v交流输入接口耦合到灯杆内电力线上；
115.b6.将通信数据包转发至rj45网络接入接口。
116.本实施例中，数据转发模块214不会对该通信数据包的数据进行加工或改变，仅读取数据包中的净荷部分，然后针对净荷部分计算hash值后，便将该数据包原样输出给rj45网络接入接口301，即数据转发模块214对于rj45设备接入接口302上所连接的接入设备是透明不可见的。同理，rj45网络接入接口301向上所连接的灯杆管理子系统向接入设备发送数据时，数据转发模块214对于灯杆管理子系统来说也是透明的。
117.本实施例中，智慧灯杆上可集合多种接入设备，如智能网关、信息屏、广播设备、视频监控设备、环境监测设备、一键呼救设备、充电桩设备等，以实现了多杆合一的场景。
118.可选地，信息屏208、广播设备和智能网关205等是可直接通过数据转发模块与灯杆管理子系统210进行通信的接入设备；视频监控设备206、环境监测设备207、以及其它一些传感器设备等是需要接入智能网关205后，再由智能网关205通过数据转发模块与灯杆管理子系统210进行通信的接入设备；一键呼救设备和充电桩设备等可直接通过数据转发模
块与灯杆管理子系统210进行通信，也可接入智能网关205后，再由智能网关205通过数据转发模块与灯杆管理子系统210进行通信。因此，本实施例可广泛适应智慧灯杆各种接入设备的接入场景。
119.本实施例的控制系统，适用于上述各控制方法，在不影响现有灯杆内壁供电结构的情况下，无需单独建立通信通道获取新的接入设备的id，仅通过灯杆内部的供电线路即可完成，不仅可实现新接入设备的自动发现，还可将新的接入设备id与其所在的灯杆对象id进行自动采集和绑定，以降低人工资源录入的工作量，有利于智慧灯杆系统的快速部署和上线。
120.本申请不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。