远程智控系统的通信方法技术方案

本发明专利技术提供一种远程智控系统的通信方法，作为数据平台与设备之间的通信协议，包括以下功能：数据交互、信息交互、安全验证、设备管理；数据交互：数据平台以轮询或以监听的方式对设备进行数据读写；信息交互：数据平台对设备进行信息读写；安全验证：在通信中对设备的身份、报文的合法性进行验证，以保证正常的数据通信；设备管理：对设备进行注册登记、远程检测、设备控制的管理。本发明专利技术对通信网关或者终端设备与数据平台的通信，定义了通信的标准，确保通信安全，优化通信性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通信规约，尤其是一种远程智控系统中通信网关或终端设备与数据平台的通信方法。
技术介绍
本文涉及物联网领域的技术应用，在现行的工业领域，将工业现场的数据通过通信网关，识别现场终端设备通信协议，并将采集获取的数据，通过自定义的通信协议，发送到指定的服务端，由服务端对数据加工，处理，并应用。现有通信网关大多应用于工业现场，通过组态软件进行现场情况的监控，对于跨地域远程设备的监控未做针对性的考虑。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种远程智控系统的通信方法，针对公网数据采集与通信，对通信网关或者终端设备与数据平台的通信，定义了通信的标准，确保通信安全，优化通信性能；可对上位系统屏蔽下位通信的复杂度，提高通信效率，增强通信安全，减少对现场通信条件的依赖。本专利技术采用的技术方案是：一种远程智控系统的通信方法，作为数据平台与设备之间的通信协议，包括以下功能：数据交互、信息交互、安全验证、设备管理；数据交互：数据平台以轮询或以监听的方式对设备进行数据读写；信息交互：数据平台对设备进行信息读写；安全验证：在通信中对设备的身份、报文的合法性进行验证，以保证正常的数据通信；设备管理：对设备进行注册登记、远程检测、设备控制的管理。进一步地，设备与数据平台之间的通信采用逻辑连接的通信方式；所谓逻辑连接是指通信双方能完成一定功能的报文交互过程；根据逻辑连接的发起方不同分为两种情况；当设备是发起者时，其需先向数据平台申请建立逻辑连接，其中会经过身份验证操作；当数据平台是发起者时，默认其到设备的逻辑连接是存在的，其无需向设备申请，直接发起通信。更进一步地，根据逻辑连接上的通信过程时间长短，逻辑连接分为长连接和短连接；在逻辑连接存在的时间里，出现多个报文交互过程的逻辑连接为长连接；在报文交互过程中，若时间间隔超过设定维持连接的时间阈值，采用心跳报文交互来维持这个连接；在逻辑连接的存在时间里，只出一次报文交互过程的逻辑连接是短连接。进一步地，所述通信方法中设有重发机制；发送方在发出报文后，在规定时间内未收到回应的报文，则启动重发过程；在报文结构上，重发的报文跟普通的报文有所区别；重发的报文中有重发标识和重发计数器；同时其报文序列号保持不变，即同所丢报文的序号；接收方收到这个重发的报文后，若发现重发的报文序列号之前没收到过，则执行此报文；若发现重发的报文序列号之前收到过，则简单回送应答报文FM_ACK；若经过预设次数的重发后，仍未能收到回应的报文；则判定为通信故障，此时发送方会将与对方的通信链路标识为通信故障。进一步地，设备的数据编址方式采用层级的组织形式；相关的数据首先被组织成一个数据块；相关的数据块再组织成一个数据包；每个数据都具有相应的类型，数据块把每种类型的数据组织到一个数组中，并建立数据在数组中的索引；设备中的每个数据都具有一个唯一的地址，表示为：DataAddr[PkgID,BlkID,Type,Index]；其中，DataAddr为数据地址，PkgID为数据包的ID号，BlkID为数据块ID号，Type为数据的类型，Index为数据在数据块数组中的索引。进一步地，设备与数据平台之间通过报文交互，报文是由报文头和报文体构成；其中，报文头是必选的；报文体是可选的；报文头中的字段包括：报文总长度、设备ID号、协议版本号、报文类型的ID号、报文序列号、报文的控制信息；报文的控制信息字段包括：重发标志、重发计数器、报文是否加密标志；当报文是否加密标志为真，则报文头的字段还包括：通信密钥KEY。进一步地，数据平台与设备的通信过程包括：3.1)设备注册：设备向数据平台发送注册申请报文FMU_REGISTER_APPLY，数据平台收到后，会向设备会送应答报文FM_ACK，以及测试密钥报文FMD_REGISTER_KEY,FMD_REGISTER_KEY携带有测试密钥KeyIn；设备收到后先回复一个应答报文FM_ACK，然后会用约定的加密算法计算KeyIn得到验证密钥KeyOout，并通过测试密钥的回应报文FMU_REGISTER_KEY向数据平台上报KeyOut值；数据平台回复一个应答报文FM_ACk，会用约定的加密算法验证KeyOut值，若验证通过，则会向设备回送注册申请的回应报文FMD_REGISTER_APPLY，其中会带有通信密钥Key，以及验证结果Result；设备收到注册申请的回应报文FMD_REGISTER_APPLY则回复应答报文FM_ACK；之后的所有交互报文都以这个Key值为密钥进行通信；3.2)设备登录：设备向数据平台发送登录申请报文FMU_LOGIN_APPLY，FMU_LOGIN_APPLY使用KEY加密过，其携带有通信密钥Key；数据平台对登录申请报文FMU_LOGIN_APPLY验证通过后，会向设备回送登录申请的回应报文FMD_LOGIN_APPLY，其中会带有申请登录结果Result；登录成功后，设备在数据平台中会处于在线状态，要维持这种状态，必须在设定维持连接的时间阈值内与数据平台保持报文交互；3.3)设备退出：设备在线过程中，可选择长时间静默的方式转入离线状态，即设备超过设定维持连接的时间阈值未与数据平台发生报文交互，设备会转入离线状态；或者通过设备退出的通信过程，来主动转入离线状态；设备退出的过程：设备向数据平台发送退出申请报文FMU_LOGOUT_APPLY，退出申请报文FMU_LOGOUT_APPLY使用KEY加密过，其携带有通信密钥Key；数据平台对退出申请报文FMU_LOGOUT_APPLY验证通过后，会向设备回送退出申请的回应报文FMD_LOGOUT_APPLY，其中会带有退出申请的结果Result；3.4)设备信息上报：设备在运行过程中，设备信息上报的通信过程如下：首先，设备完成设备登录过程，这样才能建立设备到数据平台的逻辑连接；然后设备通过发送上报信息报文FMU_REPORT_INFO，FMU_REPORT_INFO报文中带有信息ID号Info_ID和信息内容Info；数据平台收到后会回应应答报文FM_ACK；通过一个或多个上报信息报文FMU_REPORT_INFO来完成设备信息上报；当所有信息上报完后，设备通过设备退出过程来退出；3.5)设备信息查询：数据平台直接向设备发送查询信息报文FMD_QUERY_INFO，其中带有要查询的信息ID号Info_ID；随后，设备回送查询信息的回应报文FMU_QUERY_INFO，其中带有数据平台要查询的信息ID号Info_ID和信息内容Info；3.6)设备信息修改：数据平台直接向设备发送修改设备信息的报文FMD_MODIFY_INFO，其中带有要修改的信息ID号Info_ID和信息内容Info；随后，设备回送修改设备信息的回应报文FMU_MODIFY_INFO，其中带有信息修改结果Result；3.7)数据上报：设备先通过设备登录通信过程登录数据平台，然后向数据平台发送上报数据报文FMU_REPORT_DATA以向数据平台上报数据，其中带有数据的地址[数据包ID：PkgID，数据块ID：BlkID，数据类型：Type，数据在数据块数组中的索引：Index]、数据数量Amount和数据内容Data；数据平台以应答报文FM_A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种远程智控系统的通信方法，作为数据平台与设备之间的通信协议，其特征在于，包括以下功能：数据交互、信息交互、安全验证、设备管理；数据交互：数据平台以轮询或以监听的方式对设备进行数据读写；信息交互：数据平台对设备进行信息读写；安全验证：在通信中对设备的身份、报文的合法性进行验证，以保证正常的数据通信；设备管理：对设备进行注册登记、远程检测、设备控制的管理。

【技术特征摘要】
1.一种远程智控系统的通信方法，作为数据平台与设备之间的通信协议，其特征在于，包括以下功能：数据交互、信息交互、安全验证、设备管理；数据交互：数据平台以轮询或以监听的方式对设备进行数据读写；信息交互：数据平台对设备进行信息读写；安全验证：在通信中对设备的身份、报文的合法性进行验证，以保证正常的数据通信；设备管理：对设备进行注册登记、远程检测、设备控制的管理。2.如权利要求1所述的远程智控系统的通信方法，其特征在于，设备与数据平台之间的通信采用逻辑连接的通信方式；所谓逻辑连接是指通信双方能完成一定功能的报文交互过程；根据逻辑连接的发起方不同分为两种情况；当设备是发起者时，其需先向数据平台申请建立逻辑连接，其中会经过身份验证操作；当数据平台是发起者时，默认其到设备的逻辑连接是存在的，其无需向设备申请，直接发起通信。3.如权利要求2所述的远程智控系统的通信方法，其特征在于，根据逻辑连接上的通信过程时间长短，逻辑连接分为长连接和短连接；在逻辑连接存在的时间里，出现多个报文交互过程的逻辑连接为长连接；在报文交互过程中，若时间间隔超过设定维持连接的时间阈值，采用心跳报文交互来维持这个连接；在逻辑连接的存在时间里，只出现一次报文交互过程的逻辑连接是短连接。4.如权利要求1所述的远程智控系统的通信方法，其特征在于，所述通信方法中设有重发机制；发送方在发出报文后，在规定时间内未收到回应的报文，则启动重发过程；在报文结构上，重发的报文跟普通的报文有所区别；重发的报文中有重发标识和重发计数器；同时其报文序列号保持不变，即同所丢报文的序号；接收方收到这个重发的报文后，若发现重发的报文序列号之前没收到过，则执行此报文；若发现重发的报文序列号之前收到过，则简单回送应答报文FM_ACK；若经过预设次数的重发后，仍未能收到回应的报文；则判定为通信故障，此时发送方会将与对方的通信链路标识为通信故障。5.如权利要求1所述的远程智控系统的通信方法，其特征在于，设备的数据编址方式采用层级的组织形式；相关的数据首先被组织成一个数据块；相关的数据块再组织成一个数据包；每个数据都具有相应的类型，数据块把每种类型的数据组织到一个数组中，并建立数据在数组中的索引；设备中的每个数据都具有一个唯一的地址，表示为：DataAddr[PkgID,BlkID,Type,Index]；其中，DataAddr为数据地址，PkgID为数据包的ID号，BlkID为数据块ID号，Type为数据的类型，Index为数据在数据块数组中的索引。6.如权利要求1所述的远程智控系统的通信方法，其特征在于，设备与数据平台之间通过报文交互，报文是由报文头和报文体构成；其中，报文头是必选的；报文体是可选的；报文头中的字段包括：报文总长度、设备ID号、协议版本号、报文类型的ID号、报文序列号、报文的控制信息；报文的控制信息字段包括：重发标志、重发计数器、报文是否加密标志；当报文是否加密标志为真，则报文头的字段还包括：通信密钥KEY。7.如权利要求1所述的远程智控系统的通信方法，其特征在于，数据平台与设备的通信过程包括：3.1)设备注册：设备向数据平台发送注册申请报文FMU_REGISTER_APPLY，数据平台收到后，会向设备会送应答报文FM_ACK，以及测试密钥报文FMD_REGISTER_KEY,FMD_REGISTER_KEY携带有测试密钥KeyIn；设备收到后先回复一个应答报文FM_ACK，然后会用约定的加密算法计算KeyIn得到验证密钥KeyOut，并通过测试密钥的回应报文FMU_REGISTER_KEY向数据平台上报KeyOut值；数据平台回复一个应答报文FM_ACk，会用约定的加密算法验证KeyOut值，若验证通过，则会向设备回送注册申请的回应报文FMD_REGISTER_APPLY，其中会带有通信密钥Key，以及验证结果Result；设备收到注册申请的回应报文FMD_REGISTER_APPLY则回复应答报文FM_ACK；之后的所有交互报文都以这个Key值为密钥进行通信；3.2)设备登录：设备向数据平台发送登录申请报文FMU_LOGIN_APPLY，FMU_LOGIN_APPLY使用KEY加密过，其携带有通信密钥Key；数据平台对登录申请报文FMU_LOGIN_APPLY验证通过后，会向设备回送登录申请的回应报文FMD_LOGIN_APPLY，其中会带有申请登录结果Result；登录成功后，设备在数据平台中会处于在线状态，要维持这种状态，必须在设定维持连接的时间阈值内与数据平台保持报文交互；3.3)设备退出：设备在线过程中，可选择长时间静默的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄红娟，
申请(专利权)人：江苏蓝创智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32