一种基于多总线多协议信息融合的物联网系统及管理方法与流程

1.本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种基于多总线多协议信息融合的物联网系统及管理方法。


背景技术：

2.物联网(internet of things，简称iot)是指通过信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，最后通过网络接入，实现物与物、物与人的连接、感知、识别和管理。
3.但是现有的物联网系统都是企业根据自身需求设计的，不同的物联网系统不兼容，且企业的开发人员需要对物联网系统进行开发和维护。一旦需求不同，就需要重新开发一套新的物联网系统，可拓展性差，人力成本高。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于多总线多协议信息融合的物联网系统及管理方法，提高了系统的拓展性，降低开发成本。
5.第一方面，一种基于多总线多协议信息融合的物联网系统，包括：
6.多个硬件接口；硬件接口用于传输总线数据；
7.采集器容器管理模块：与硬件接口连接；采集器容器管理模块用于采集各个硬件接口上的总线数据；
8.数据处理模块：与采集器容器管理模块连接；数据处理模块用于接收总线数据，并对总线数据进行上传处理，以得到上传数据；
9.上行容器管理模块：与数据处理模块连接；上行容器管理模块用于接收上传数据，将上传数据上传至云平台；
10.云平台：与上行容器管理模块连接；云平台用于接收上传数据。
11.优选地，云平台还用于：接收下发数据；
12.物联网系统还包括：
13.平台控制数据分发模块：与云平台和数据处理模块连接；平台控制数据分发模块用于接收下发数据，并将下发数据下发给数据处理模块；
14.数据处理模块还用于接收下发数据，对下发数据进行下发处理，以得到配置指令，将配置指令下发给采集器容器管理模块；
15.采集器容器管理模块还用于接收配置指令，根据配置指令对硬件接口进行配置。
16.优选地，硬件接口包括以下至少两种：
17.网口、wifi接口、rs485接口、rs232接口、can总线接口、i2c总线接口；
18.网口支持以下至少一种协议：modbustcp协议、opc协议、rtsp协议、gb28181协议、onvif协议、tcp协议、udp协议、plc协议；
19.wifi接口支持以下至少一种协议：modbustcp协议、opc协议、rtsp协议、gb28181协
议、onvif协议、tcp协议、udp协议、plc协议；
20.rs485接口和rs232接口支持以下至少一种协议：modbusrtu协议、plc协议；
21.i2c总线接口支持i2c协议；
22.can总线接口支持can总线协议。
23.优选地，数据处理模块具体用于：
24.按照预设的转换规则对总线数据进行转换，以得到转换后上传数据；
25.按照预设的过滤规则对转换后上传数据进行过滤，以得到过滤后上传数据；
26.对过滤后上传数据进行统计和计算，以得到计算后上传数据；
27.当计算后上传数据不满足预设的告警条件时，对计算后上传数据进行融合，以得到上传数据。
28.优选地，上行容器管理模块包括数据上行容器管理模块和数据告警上行容器管理模块；
29.数据处理模块具体用于：
30.将上传数据上传至数据上行容器管理模块；
31.当计算后上传数据满足告警条件时，生成告警信息，将告警信息上传至数据告警上行容器管理模块。
32.优选地，数据处理模块具体用于：
33.按照下发的硬件接口支持的协议对配置指令进行转换，将转换后的数据下发给采集器容器管理模块。
34.第二方面，一种基于多总线多协议信息融合的物联网管理方法，在第一方面的系统上运行，包括以下步骤：
35.采集器容器管理模块采集硬件接口上传输的工程数据，将工程数据传输给数据处理模块；
36.数据处理模块按照硬件接口id、采集时间和/或预设的工程节点对工程数据进行分类，得到多个数据分组；
37.数据处理模块按照转换规则对各个数据分组进行转换，以得到各个数据分组的转换后上传数据；
38.数据处理模块对各个数据分组的转换后上传数据进行去重和校验，剔除掉各个数据分组的转换后上传数据的重复数据和不合理数据，以得到各个数据分组的过滤后上传数据；
39.数据处理模块对各个数据分组的过滤后上传数据进行统计和计算，以得到各个数据分组的计算后上传数据；
40.对计算后上传数据不满足告警条件的数据分组的所有计算后上传数据进行融合，以得到上传数据；
41.数据处理模块将上传数据上传至云平台；
42.云平台存储上传数据。
43.优选地，在云平台存储上传数据之后，还包括：
44.云平台对上传数据进行解析，以得到工程中各个设备的运行数据；
45.云平台当检测到运行数据满足预设的设备报警条件时，生成报警指令，将报警指
令发送给对应用户的移动终端。
46.优选地，在云平台存储上传数据之后，还包括：
47.云平台接收工程数据，将工程数据发送至平台控制数据分发模块；
48.平台控制数据分发模块解析工程数据，以得到各个硬件接口以及对应的下发数据，将各个硬件接口以及对应的下发数据发送给数据处理模块；
49.数据处理模块根据各个硬件接口支持的协议对对应的下发数据进行转换，以得到各个硬件接口的配置指令，将配置指令下发至对应的硬件接口。
50.优选地，数据处理模块根据各个硬件接口支持的协议对对应的下发数据进行转换，以得到各个硬件接口的升级包，将升级包下发至对应的硬件接口；
51.硬件接口接收到升级包时，利用升级包进行升级。
52.由上述技术方案可知，本发明提供的基于多总线多协议信息融合的物联网系统及管理方法，利用多种不同的硬件接口采集待监测设备、待监测系统、待监测工程的数据，当应用在不同的场所中时，可以根据具体的场景使用不同的硬件接口进行数据采集，并对不同的数据进行不同的处理，使得该系统及管理方法能够拓展到各种场景，提高了系统的拓展性，降低开发成本。
附图说明
53.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
54.图1为具体实施例提供的物联网系统的模块示意图。
55.图2为具体实施例提供的物联网管理方法中上行数据的流程图。
56.图3为具体实施例提供的物联网管理方法中下行数据的流程图。
具体实施方式
57.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
58.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
59.还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
60.如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0061]
实施例一：
[0062]
一种基于多总线多协议信息融合的物联网系统，参见图1，包括：
[0063]
多个硬件接口1；硬件接口1用于传输总线数据；
[0064]
采集器容器管理模块2：与硬件接口1连接；采集器容器管理模块2用于采集各个硬件接口1上的总线数据；
[0065]
数据处理模块3：与采集器容器管理模块2连接；数据处理模块3用于接收总线数据，并对总线数据进行上传处理，以得到上传数据；
[0066]
上行容器管理模块4：与数据处理模块3连接；上行容器管理模块4用于接收上传数据，将上传数据上传至云平台5；
[0067]
云平台5：与上行容器管理模块4连接；云平台5用于接收上传数据。
[0068]
在本实施例中，该基于多总线多协议信息融合的物联网系统也可以简称为lxiot。硬件接口1可以与待监测设备、待监测系统、待监测工程等连接，读取它们的运行数据、系统数据、配置数据等等总线数据。采集器容器管理模块2用于采集各个硬件接口1上传输的总线数据。采集器容器管理模块2可以实时采集各个硬件接口1上传输的总线数据，也可以在间隔一段时间后采集各个硬件接口1上传输的总线数据，具体的采集方法根据用户实际需求确认。
[0069]
在本实施例中，数据处理模块3接收到总线数据后，对总线数据进行上传处理，其中上传处理可以包括转换、过滤、统计、计算、告警、分组等等处理，用于将总线数据处理成符合一定格式、或者是提取到有用数据后，再上传至上行容器管理模块4。数据处理模块3可以针对每个处理步骤单独设置一单元进行处理，例如数据处理模块3包括数据转换单元31、数据过滤单元32、数据统计单元33、数据计算单元34、数据告警单元35、数据分组单元36等等。数据处理模块3还可以设有存储单元，用于存储上传处理过程中各个节点的数据，也可以设置报表单元，用于对上传处理过程中各个节点的数据进行统计，通过图表等工具进行展示。
[0070]
在本实施例中，上行容器管理模块4与云平台5连接，用于将上传数据传输给云平台5，上行容器管理模块4与云平台5之间的通讯方式可以采用一些自定义的协议或者是现有协议(如http、mqtt、tcp、udp等等)进行通讯。
[0071]
在本实施例中，云平台5存储接收到的上传数据，起到数据备份的作用。云平台5还可以与其他的终端进行通信，用于供其他终端查询相关数据。云平台5也可以对上传数据进行大数据分析，分析待监测设备、待监测系统、待监测工程等的风险以及运行情况。云平台5包括第三方物联网平台，例如阿里云、百度云、华为云、北斗、浪潮、祥云、中移、中和等等。
[0072]
基于多总线多协议信息融合的物联网系统，利用多种不同的硬件接口采集待监测设备、待监测系统、待监测工程的数据，当应用在不同的场所中时，可以根据具体的场景使用不同的硬件接口进行数据采集，并对不同的数据进行不同的处理，使得该系统能够拓展到各种场景，提高了系统的拓展性，降低开发成本。
[0073]
进一步地，在一些实施例中，云平台5还用于：接收下发数据；
[0074]
物联网系统还包括：
[0075]
平台控制数据分发模块6：与云平台5和数据处理模块3连接；平台控制数据分发模块6用于接收下发数据，并将下发数据下发给数据处理模块3；
[0076]
数据处理模块3还用于接收下发数据，对下发数据进行下发处理，以得到配置指令，将配置指令下发给采集器容器管理模块2；
[0077]
采集器容器管理模块2还用于接收配置指令，根据配置指令对硬件接口1进行配置。
[0078]
在本实施例中，该系统还可以进行配置功能，例如可以对待监测设备、待监测系统、待监测工程进行配置。当需要进行配置时，云平台5接收下发数据，下发数据可以由用户直接录入，或者是从其他系统读取，或者是直接读取配置文件等等。下发数据主要是配置信息，包括硬件接口1的配置信息，例如配置硬件接口1的通讯参数(波特率、通讯方式等等)。
[0079]
在本实施例中，平台控制数据分发模块6主要进行数据分发，包括将数据分发给各个数据处理模块3等等。分发规则可以根据使用者需求自行设置。数据处理模块3可以为多个，用于进行不同的数据处理。数据处理模块3接收到下发数据时，对下发数据进行下发处理，下发处理的目的主要是根据不同硬件接口1的通讯协议进行数据转换，将下发数据转换为各个硬件接口1可以识别的配置指令。配置指令通过采集器容器管理模块2传输给不同的硬件接口1。
[0080]
进一步地，在一些实施例中，硬件接口1包括以下至少两种：
[0081]
网口、wifi接口、rs485接口、rs232接口、can总线接口、i2c总线接口；
[0082]
网口支持以下至少一种协议：modbustcp协议、opc协议、rtsp协议、gb28181协议、onvif协议、tcp协议、udp协议、plc协议；
[0083]
wifi接口支持以下至少一种协议：modbustcp协议、opc协议、rtsp协议、gb28181协议、onvif协议、tcp协议、udp协议、plc协议；
[0084]
rs485接口和rs232接口支持以下至少一种协议：modbusrtu协议、plc协议；
[0085]
i2c总线接口支持i2c协议；
[0086]
can总线接口支持can总线协议。
[0087]
在本实施例中，硬件接口1可以设置为物联网系统中常用的端口。各类硬件接口1的数量也可以根据实际使用情况进行设置，例如如果串口和rs485接口的使用数量较多，可以设置多个串口和rs485接口。对于使用频率较低的接口，为了满足系统的可拓展性，可以设置1个即可。
[0088]
进一步地，在一些实施例中，数据处理模块3具体用于：
[0089]
按照预设的转换规则对总线数据进行转换，以得到转换后上传数据；
[0090]
按照预设的过滤规则对转换后上传数据进行过滤，以得到过滤后上传数据；
[0091]
对过滤后上传数据进行统计和计算，以得到计算后上传数据；
[0092]
当计算后上传数据不满足预设的告警条件时，对计算后上传数据进行融合，以得到上传数据。
[0093]
在本实施例中，数据处理模块3在处理接收到的总线数据时，首先对总线数据进行转换，得到转换后上传数据，数据转换主要包括格式转换、便于后续数据的提取。然后对转换后上传数据进行过滤，得到过滤后上传数据，数据过滤主要包括过滤重复数据或不合理数据，例如过滤掉时间不在预设范围内的数据，过滤掉出现乱码的数据，过滤掉超范围的数据等等。接着对过滤后上传数据进行统计和计算，得到计算后上传数据，数据统计可以根据用户定义的统计规则进行统计，例如按照时间、工程节点、类型、硬件接口1等不同的因素进
行统计。数据计算根据不同的工程、设备、系统设置的计算公式进行计算。计算公式可以由用户自行录入。最后对计算后上传数据进行告警和融合，当计算后上传数据不满足预设的告警条件时，说明得到的计算后上传数据是合理有效的数据，直接对这些合理有效的数据进行融合，数据融合的方法也可以根据用户设置的融合规则确定。
[0094]
进一步地，在一些实施例中，上行容器管理模块4包括数据上行容器管理模块41和数据告警上行容器管理模块42；
[0095]
数据处理模块3具体用于：
[0096]
将上传数据上传至数据上行容器管理模块41；
[0097]
当计算后上传数据满足告警条件时，生成告警信息，将告警信息上传至数据告警上行容器管理模块42。
[0098]
在本实施例中，数据上行容器管理模块41主要用于接收经过数据处理模块3处理后得到的合理有效的数据，并将这些数据上传到云平台5。数据告警上行容器管理模块42主要用于接收告警信息，并将告警信息上传到云平台5。该系统在进行告警时，当计算后上传数据满足告警条件时进行告警，告警信息可以包括告警设备、告警原因、告警时间等等。
[0099]
进一步地，在一些实施例中，数据处理模块3具体用于：
[0100]
按照下发的硬件接口1支持的协议对配置指令进行转换，将转换后的数据下发给采集器容器管理模块2。
[0101]
在本实施例中，数据处理模块3接收到配置指令时，按照需要下发的硬件接口1支持的协议对配置指令进行转换，转换为硬件接口1可以识别的指令。例如将配置指令按照tcp协议转换后发给网口，对网口进行配置。将配置指令按照udp协议转换后发给wifi接口，对wifi接口进行配置。
[0102]
实施例二：
[0103]
一种基于多总线多协议信息融合的物联网管理方法，参见图2，在上述系统上运行，包括以下步骤：
[0104]
s1：采集器容器管理模块采集硬件接口上传输的工程数据，将工程数据传输给数据处理模块；
[0105]
s2：数据处理模块按照硬件接口id、采集时间和/或预设的工程节点对工程数据进行分类，得到多个数据分组；
[0106]
s3：数据处理模块按照转换规则对各个数据分组进行转换，以得到各个数据分组的转换后上传数据；
[0107]
s4：数据处理模块对各个数据分组的转换后上传数据进行去重和校验，剔除掉各个数据分组的转换后上传数据的重复数据和不合理数据，以得到各个数据分组的过滤后上传数据；
[0108]
s5：数据处理模块对各个数据分组的过滤后上传数据进行统计和计算，以得到各个数据分组的计算后上传数据；
[0109]
s6：对计算后上传数据不满足告警条件的数据分组的所有计算后上传数据进行融合，以得到上传数据；
[0110]
s7：数据处理模块将上传数据上传至云平台；
[0111]
s8：云平台存储上传数据。
[0112]
在本实施例中，该管理方法主要提供上述系统的工程管理服务，即采集工程数据后，上传至云平台存储。工程数据包括工程进度、设备的运行数据、系统的运行数据、交付信息等等。数据处理模块在对工程数据进行分组时，将工程数据按照硬件接口id、采集时间和/或预设的工程节点等因素进行分类，得到多个分组，这样在数据处理模块的后续处理中，方便数据处理模块针对不同的组，采用不同的处理方法，例如针对不同的组进行过滤和计算。硬件接口id用于唯一标识硬件接口。工程节点根据具体的工程设置，例如设置为前期、中期、后期等等。
[0113]
进一步地，在一些实施例中，参见图2，在云平台存储上传数据之后，还包括：
[0114]
s9：云平台对上传数据进行解析，以得到工程中各个设备的运行数据；
[0115]
s10：云平台当检测到运行数据满足预设的设备报警条件时，生成报警指令，将报警指令发送给对应用户的移动终端。
[0116]
在本实施例中，云平台可以对接收到的上传数据进行报警，例如接收到的上传数据中包括工程中各个设备的运行数据，云平台当检测到运行数据满足预设的设备报警条件时，说明当前设备状态不安全，运行存在风险，此时生成报警指令并发给对应用户，用户接收到报警指令后可以去现场进行检查，判断对应的设备是否存在风险。报警指令中可以包括报警设备的设备id、报警事件，报警参数等等。
[0117]
进一步地，在一些实施例中，参见图3，在云平台存储上传数据之后，还包括：
[0118]
s11：云平台接收工程数据，将工程数据发送至平台控制数据分发模块；
[0119]
s12：平台控制数据分发模块解析工程数据，以得到各个硬件接口以及对应的下发数据，将各个硬件接口以及对应的下发数据发送给数据处理模块；
[0120]
s13：数据处理模块根据各个硬件接口支持的协议对对应的下发数据进行转换，以得到各个硬件接口的配置指令，将配置指令下发至对应的硬件接口。
[0121]
在本实施例中，该管理方法还可以利用上述系统进行服务配置功能。下发的工程数据包括各个硬件接口的配置指令，用来对各个硬件接口进行配置。
[0122]
在本实施例中，该管理方法除了能实现服务配置功能，还可以实现与硬件接口连接的设备或系统的运维管理功能。工程数据中还包括运维数据，数据处理模型对下发数据进行转换后，可以通过协议头判断是配置指令还是运维数据，例如配置指令的协议头为001，运维数据的协议头为010。所以硬件接口接收到转换后数据后，如果协议头为001，则获取转换后数据的配置指令，对硬件接口进行配置。如果协议头为010，那么说明转换后数据为运维数据，需要发送给与硬件接口连接的系统或设备。运维数据包括设备或系统配置、数据导入到处、调测等等。
[0123]
硬件接口连接的设备主要包括物联网网关或主机设备，这些设备大多部署在用户现场，比如工厂、车间、机房、偏远山地等无人值守地方。这些设备或系统部署好之后，后续还需要进行大量的运维工作，比如对物联网网关/主机自身的运维，对物联网网关/主机各个采集通道下挂设备的运维，对物联网网关/主机本地存储数据的运维管理等等。现有方法主要是工程师、施工人员到现场对主机进行远程的维护管理。而该方法可以通过vpn专网组建专用的运维网络，对物联网网关/主机进行远程的运维管理，只要是vpn专网内的工程人员通过账号密码以及专用的证书文件登录专用vpn工具，就可以对设备进行运维管理控制。
[0124]
进一步地，在一些实施例中，数据处理模块根据各个硬件接口支持的协议对对应
的下发数据进行转换，以得到各个硬件接口的升级包，将升级包下发至对应的硬件接口；
[0125]
硬件接口接收到升级包时，利用升级包进行升级。
[0126]
在本实施例中，该管理方法还可以利用上述系统进行升级管理功能，例如对硬件接口进行升级，或者是对工程中设备、系统进行升级，在进行升级时，同样将各个硬件接口的升级包分发至对应的硬件接口。
[0127]
在本实施例中，每个硬件接口下连接的设备或系统都设有唯一的设备id或系统id，每个硬件接口还设有接口id，其中设备id、系统id和接口id可以采用不同的规则进行标识。数据处理模块对下发数据进行转换后，得到id号(例如设备id、系统id或接口id)以及对应的升级包，硬件接口当接收到升级包时，首先判断接收到的id号是否为自身的接口id，如果是，说明升级包是用来升级硬件接口的，此时硬件接口利用升级包进行升级即可。如果接收到的id号不是自身的接口id，可以判断接收到的id号是否是与其连接的设备id或系统id，其中判断方法包括以下几种：1)每个硬件接口可以设置连接列表，连接列表中包含与硬件接口连接的设备或系统的id号，硬件接口接收到id号后，遍历连接列表就能判断接收到的id号是否是与其连接的设备id或系统id。2)通过握手协议判断是否是与其连接的设备或系统，例如通过握手协议发起握手请求，其中握手请求包含有接收到的id号，如果设备或系统在规定的事件内响应，说明握手成功，接收到的id号是与其连接的设备id或系统id，如果响应超时，说明握手失败，接收到的id号不是与其连接的设备id或系统id。硬件接口当识别出接收到的id号是与其连接的设备id或系统id时，将升级包发送给对应的设备或系统，对设备或系统进行升级。
[0128]
硬件接口连接的设备主要包括物联网网关或主机设备，这些设备大多部署在用户现场，比如工厂、车间、机房、偏远山地等无人值守地方，当需要对这些设备进行升级时，往往需要工作人员到现场进行部署升级，为此该方法提供了专门的升级管理功能，能够通过互联网公网/专网，对设备或系统进行远程无感升级，只需要在云平台上上传指定版本的升级包，就可以对需要升级的设备进行升级。
[0129]
本发明实施例所提供的方法，为简要描述，实施例部分未提及之处，可参考前述实施例中相应内容。
[0130]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。