一种设备通信协议的动态扩展和热插拔方法技术

本申请提供一种设备通信协议的动态扩展和热插拔方法，涉及物联网技术领域，能够实现边缘设备的灵活接入与安全控制。包括如下步骤：环境部署：部署实时数据库，消息服务器，Config微服务，Handler微服务；设备注册：判断Config微服务中是否有新设备的通信协议；协议扩展：选择Config微服务预先定义的标准通信协议框架，扩展新设备的通信协议；设备激活：Config微服务向消息服务器的系统主题消费启动发送设备激活消息；设备监听：动态创建新设备业务主题对应的监听器；数据通讯：边缘端设备向消息服务器的业务主题发送数据；数据处理：查找新设备对应的通信协议，进行消息解析。进行消息解析。进行消息解析。

【技术实现步骤摘要】
一种设备通信协议的动态扩展和热插拔方法


[0001]本申请涉及物联网
，尤其涉及一种设备通信协议的动态扩展和热插拔方法。

技术介绍

[0002]随着物联网技术的飞速发展，各类设备以几何级增速接入。业务系统中每接入一类新设备，必然要重新定义一套与该设备相关的通信协议，然后需要重新部署和启动业务系统，才能投入使用。反之，要卸载该设备，也要先停止与设备通信协议相关的服务，同样需要对业务系统进行重启。
[0003]而且，从安全的角度来说，如果要实现基于单个设备的控制，也需要单独编写特定于该设备实例的通信协议，实现方式极其繁琐，且难以扩展。
[0004]以上实现方式，极大的加重了物联网设备的接入负担，故亟待提出一种行之有效的解决方案，实现边缘设备的灵活接入与安全控制。

技术实现思路

[0005]为了解决
技术介绍
中的其中至少一个技术问题，本申请实施例提供一种设备通信协议的动态扩展和热插拔方法，能够实现边缘设备的灵活接入与安全控制。
[0006]本申请实施例提供的设备通信协议的动态扩展和热插拔方法，包括如下步骤：环境部署：部署实时数据库，消息服务器，Config微服务，Handler微服务；设备注册：判断Config微服务中是否有新设备的通信协议；如果没有新设备的通信协议，则执行协议扩展步骤；如果有新设备的通信协议，则选择新设备要注册到的项目以及通信协议，输入设备的信息后完成设备的注册，并执行设备激活步骤；协议扩展：选择Config微服务预先定义的标准通信协议框架，扩展新设备的通信协议；设备激活：Config微服务向消息服务器的系统主题消费启动发送设备激活消息，同时在消息服务器中动态创建租户、命名空间、业务主题、进行证书授权；设备监听：Handler微服务的消费启动监听器收到设备激活消息后，动态创建新设备业务主题对应的监听器；数据通讯：边缘端设备向消息服务器的业务主题发送数据；数据处理：Handler微服务的对应的业务监听器收到消息后，查找新设备对应的通信协议，进行消息解析，将远端数据存入实时数据库。
[0007]在其中一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的设备通信协议的动态扩展和热插拔方法，所述协议扩展步骤包括：协议开发：基于Config微服务预先定义的标准通信协议框架，对需添加的新设备的属性、动作、事件、心跳进行定义；
模型封装：对需添加的新设备的属性、动作、事件、心跳四类代码进行编译和单元测试，分别打包成独立的模型包；模型验证：将模型包通过Config微服务上传至对象存储库或文件服务器中，然后下载至本地进行模型的读取，对模型包进行规范性检查和验证；如果验证失败，提示出错并显示改进建议；如果验证通过，执行模型预加载；模型预加载：将验证通过后的模型包装载到Config微服务，进行对象实例化预热；预热如果失败，提示并显示冲突处理办法；预热如果成功，执行模型部署；模型部署：Config微服务给消息服务器的系统主题模型装载发送消息，Handler微服务收到消息后，进行异步操作，加载模型包，完成新设备通信协议的动态部署。
[0008]在其中一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的设备通信协议的动态扩展和热插拔方法，所述设备激活步骤包括：创建租户：Config微服务在消息服务器中以项目为单位，动态添加租户；创建命名空间：在消息服务器中以模型库为单位，动态添加命名空间；创建主题：根据设备注册时的安全控制级别，建立对应的主题；生成密钥：根据主站机器号、账号密钥、项目关键信息生成授权密钥；证书授权：根据密钥生成安全证书；激活消息：Config微服务给消息服务器的消费系统主题启动发送激活消息。
[0009]在其中一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的设备通信协议的动态扩展和热插拔方法，所述设备监听步骤包括：Handler微服务收到激活消息后，查询缓存信息，判断当前节点是否已启动新设备业务主题监听；如果已启动，程序提示并返回；如果未启动，查询新设备所属的协议框架，初始化业务处理接口，创建对新设备业务主题的监听，并将激活的信息保存到缓存中，针对各节点对同一业务主题的监听，采用轮询的方式分担负载。
[0010]在其中一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的设备通信协议的动态扩展和热插拔方法，所述数据处理步骤包括：设备订阅：边缘端设备按扩展协议中预先约定的主题名称，实时发送生产数据；主题消费：Handler微服务的主题监听器接收到消息，调用协议约定的业务处理接口处理消息；数据保存：业务处理接口解析数据，生成数据实例化对象，创建数据表结构，动态插入数据记录；在线分析：数据统计分析相关业务系统查询该设备实时数据，进行流式计算。
[0011]在其中一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的设备通信协议的动态扩展和热插拔方法，所述创建主题中安全控制级别分为项目级控制、设备物模型级控制和设备实例级控制；项目级控制为一个项目下所有的设备属于同一个租户和命名空间，共享相关的主
题；设备物模型级控制为一类相同的设备属于同一个命名空间，共享相关的主题；设备实例级控制为每个设备拥有独立的主题。
[0012]本申请的有益效果：本申请实施例提供一种设备通信协议的动态扩展和热插拔方法，依托一套自扩展的标准通信协议框架，极大的减少了各类设备通信协议的定义与解析的工作量，大大的方便了新设备接入与老设备的卸除，减少了对业务系统启动和部署依赖，实现了标准通信协议框架下设备的任意插入和拔出。
[0013]同时依托消息服务器，通过对主题的动态创建、订阅、取消机制，实现了设备在三级 控制下的热插拔部署，可以快速实现设备的数据的实时通讯，异常情况下的快速阻断，避免了安全问题的蔓延，减少人工干预的成本，实现了精细化的管控。
[0014]1、自扩展的标准通信协议框架，减少了新设备协议的定义与解析工作量。
[0015]2、对设备灵活的插入和拔出机制，减少了对业务系统的依赖，提高了工作效率。
[0016]3、依托精细化的三级控制，实现了设备的安全管控，简化了操作，节省了人工成本。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是本申请实施例的设备通信协议的动态扩展和热插拔方法中环境部署示意图；图2是本申请实施例的设备通信协议的动态扩展和热插拔方法中Config微服务的技术实现流程图；图3是本申请实施例的设备通信协议的动态扩展和热插拔方法中Handler微服务的技术实现流程图。
具体实施方式
[0019]随着物联网技术的飞速发展，各类设备以几何级增速接入。业务系统中每接入一类新设备，必然要重新定义一套与该设备相关的通信协议，然后需要重新部署和启动业务系统，才能投入使用。反之，要卸载该设备，也要先停止与设备通信协本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备通信协议的动态扩展和热插拔方法，其特征在于，包括如下步骤：环境部署：部署实时数据库，消息服务器，Config微服务，Handler微服务；设备注册：判断Config微服务中是否有新设备的通信协议；如果没有新设备的通信协议，则执行协议扩展步骤；如果有新设备的通信协议，则选择新设备要注册到的项目以及通信协议，输入设备的信息后完成设备的注册，并执行设备激活步骤；协议扩展：选择Config微服务预先定义的标准通信协议框架，扩展新设备的通信协议；设备激活：Config微服务向消息服务器的系统主题消费启动发送设备激活消息，同时在消息服务器中动态创建租户、命名空间、业务主题、进行证书授权；设备监听：Handler微服务的消费启动监听器收到设备激活消息后，动态创建新设备业务主题对应的监听器；数据通讯：边缘端设备向消息服务器的业务主题发送数据；数据处理：Handler微服务的对应的业务监听器收到消息后，查找新设备对应的通信协议，进行消息解析，将远端数据存入实时数据库。2.根据权利要求1所述的设备通信协议的动态扩展和热插拔方法，其特征在于，所述协议扩展步骤包括：协议开发：基于Config微服务预先定义的标准通信协议框架，对需添加的新设备的属性、动作、事件、心跳进行定义；模型封装：对需添加的新设备的属性、动作、事件、心跳四类代码进行编译和单元测试，分别打包成独立的模型包；模型验证：将模型包通过Config微服务上传至对象存储库或文件服务器中，然后下载至本地进行模型的读取，对模型包进行规范性检查和验证；如果验证失败，提示出错并显示改进建议；如果验证通过，执行模型预加载；模型预加载：将验证通过后的模型包装载到Config微服务，进行对象实例化预热；预热如果失败，提示并显示冲突处理办法；预热如果成功，执行模型部署；模型部署：Config微服务给消息服务器的系统主题模型装载发送消息，Handler微服务收到消息后，进行异步操作，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王怀採，王先红，李修庆，
申请(专利权)人：湖南盛鼎科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：