脚本动态协议解析的方法和系统

摘要

本申请涉及一种脚本动态协议解析的方法和系统，其中，该脚本动态协议解析的方法包括：获取设备传感器采集到的数据，并对该数据进行位域分割；将经过位域分割后获取的数据原始值发送到协议模型的帧结构中，通过模型映射，将该协议模型帧结构中的数据利用映射表达式映射为物模型所需参数；获取物模型中用户添加的设备的控制参数，通过协议映射，将该控制参数利用映射表达式映射到协议模型的对应帧结构中；对该协议模型帧结构中的数据进行位域拼接，经过协议封包后返回并控制设备传感器。通过本申请，物联网中各种协议设备接入繁杂，以及高频度数据采集、实时数据处理和低延迟反馈响应的问题，提高了数据处理效率，且能灵活接入各种协议的设备，使用更加便利。

说明书

技术领域

本申请涉及物联网技术领域，特别是涉及脚本动态协议解析的方法和系统。

背景技术

随着物联网技术的快速发展，越来越多的企业已经通过物联网技术实现产品升级甚至企业转型，从而在大趋势中牢牢占据领先位置。虽然价值显而易见，但挑战严峻。物联网场景未知、多样、复杂，如在园区场景中，可能会涉及到几百种不同型号的设备以及若干复杂的跨子系统联动需求，因此，如何更加快速、灵活的接入这些异构终端设备，是物联网技术及其相关产业发展面临的首要问题。

在相关技术中，物联网网关基本没有边缘计算和数据存储的功能，仅仅进行数据透传，无法满足物联网所需要的高频度数据采集、实时数据处理、低延迟反馈响应的能力。

目前针对相关技术，对满足物联网所需的高频度数据采集、实时数据处理和低延迟反馈响应，以及各种协议设备接入繁杂的问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了脚本动态协议解析的方法和系统，至少解决相关技术中物联网所需的高频度数据采集、实时数据处理和低延迟反馈响应的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种脚本动态协议解析的方法，应用于物联网网关系统，所述系统包括：协议模型、物模型和设备传感器；

获取所述设备传感器采集到的数据，并对所述数据进行位域分割；

将经过位域分割后获取的数据原始值发送到所述协议模型的帧结构中，通过模型映射，将所述协议模型帧结构中的数据利用映射表达式映射为所述物模型所需参数；

获取所述物模型中用户添加的设备的控制参数，通过协议映射，将所述控制参数利用映射表达式映射到所述协议模型的对应帧结构中；

对所述协议模型帧结构中的数据进行位域拼接，经过协议封包后返回并控制所述设备传感器。

在其中一些实施例中，所述模型映射包括：

将所述协议模型帧结构中的所述传感器数据以1:n映射至所述物模型中。

在其中一些实施例中，所述协议映射包括：

将所述物模型中的控制参数以n:1映射至所述协议模型的对应帧结构中。

在其中一些实施例中，建立所述物模型包括：

所述物模型定义服务标识符，通过所述服务标识符获取键名和参数。

在其中一些实施例中，所述映射表达式包括：

通过数学计算表达式，将所述物模型参数与所述协议模型对应帧结构中的数据进行相互转化计算。

第二方面，本申请实施例提供了一种脚本动态协议解析的系统，所述系统包括：协议模型、物模型和设备传感器；

服务器获取所述设备传感器采集到的数据，并对所述数据进行位域分割；

所述服务器将经过位域分割后获取的数据原始值发送到所述协议模型的帧结构中，通过模型映射，将所述协议模型帧结构中的数据利用映射表达式映射为所述物模型所需参数；

所述服务器获取所述物模型中用户添加的设备的控制参数，通过协议映射，将所述控制参数利用映射表达式映射到所述协议模型的对应帧结构中；

所述服务器对所述协议模型帧结构中的数据进行位域拼接，经过协议封包后返回并控制所述设备传感器。

在其中一些实施例中，所述模型映射包括：

所述服务器将所述协议模型帧结构中的所述传感器数据以1:n映射至所述物模型中。

在其中一些实施例中，所述协议映射包括：

所述服务器将所述物模型中的控制参数以n:1映射至所述协议模型的对应帧结构中。

在其中一些实施例中，建立所述物模型包括：

所述物模型定义服务标识符，通过所述服务标识符获取键名和参数。

在其中一些实施例中，所述映射表达式包括：

所述通过数学计算表达式，将所述物模型参数与所述协议模型对应帧结构中的数据进行相互转化计算。

相比于相关技术，本申请实施例提供的一种脚本动态协议解析的方法，获取设备传感器采集到的数据，并对数据进行位域分割；将经过位域分割后获取的数据原始值发送到所述协议模型的帧结构中，通过模型映射，将所述协议模型帧结构中的数据利用映射表达式映射为所述物模型所需参数，实现上行数据采集；获取所述物模型中用户添加的设备的控制参数，通过协议映射，将所述控制参数利用映射表达式映射到所述协议模型的对应帧结构中；对所述协议模型帧结构中的数据进行位域拼接，经过协议封包后返回并控制所述设备传感器，实现下行设备控制，解决了物联网中各种协议设备接入繁杂，以及高频度数据采集、实时数据处理和低延迟反馈响应的问题，提高了数据处理效率，且能灵活接入各种协议的设备，使用更加便利。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的一种脚本动态协议解析的方法的应用环境示意图；

图2是根据本申请实施例的脚本动态协议解析方法的流程图；

图3是根据本申请实施例的位域分割示意图；

图4是根据本申请实施例的上行协议模型的帧结构示意图；

图5是根据本申请实施例的上行协议模型界面示意图；

图6是根据本申请实施例的物模型界面示意图；

图7是根据本申请实施例的下行协议模型的帧结构示意图；

图8是根据本申请实施例的下行协议模型界面示意图；

图9是根据本申请实施例的位域拼接示意图；

图10是根据本申请实施例的协议模型数据1:n映射至物模型的示意图；

图11是根据本申请实施例的物模型参数n:1映射至协议模型的示意图；

图12是根据本申请实施例的脚本动态协议解析系统的结构框图；

图13是根据本申请实施例的电子设备的内部结构示意图。

具体实施方式

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，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本申请提供的脚本动态协议解析的方法，可以应用于如图1所示的应用环境中，图1是根据本申请实施例的一种脚本动态协议解析的方法的应用环境示意图，如图1所示，其中，该应用环境的系统包括：物模型10、协议模型11和设备传感器12，具体方法实现是：获取设备传感器12采集到的数据，并对该数据进行位域分割，将经过位域分割后获取的数据原始值发送到协议模型11的帧结构中，通过模型映射，将协议模型11帧结构中的数据利用映射表达式映射为物模型10所需参数，完成上行数据采集；获取物模型10中用户添加的设备的控制参数，通过协议映射，将控制参数利用映射表达式映射到协议模型11的对应帧结构中，然后对协议模型11帧结构中的数据进行位域拼接，经过协议封包后返回并控制设备传感器12，完成下行设备控制，解决了物联网中各种协议设备接入繁杂，以及高频度数据采集、实时数据处理和低延迟反馈响应的问题，提高了数据处理效率，且能灵活接入各种协议的设备，使用更加便利。

本实施例提供了一种脚本动态协议解析的方法，图2是根据本申请实施例的脚本动态协议解析方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S201，获取设备传感器12采集到的数据，并对数据进行位域分割，获取数据原始值，其中，位域(Bit field，又称位段)是一种数据结构，可以把数据以位的形式紧凑的储存，并允许程序员对此结构的位进行操作；位域分割是将二进制流ASCII字符串通过分割格式化，并经过位域分割函数变为新的二进制数，图3是根据本申请实施例的位域分割示意图，如图3所示，例如，有一个二进制流文件(bin)为：’010302012AD59E’，经过位域分割后变为a1＝1；a2＝3；a3＝2；a4＝0x012A；a5＝0xD59E。小型气象站为例，本实施例获取设备传感器12采集到的数据，如温度、湿度、照度、噪音、PM2.5以及PM10值，并对数据进行位域分割，获取数据原始值。采用位域切割的方法，能节省存储空间，便于灵活接入各种协议的终端设备。

步骤S202，将经过位域分割后获取的数据原始值发送到协议模型11的帧结构中，通过模型映射，将协议模型11帧结构中的数据利用映射表达式映射为物模型10所需参数，其中，协议模型11的作用是在用户站点同核心网络之间建立一个通信路径，并规定网络中传输大数据块时的无线传输地址，实现用户收发信机同基站收发信机之间的通信，模型由物理层、MAC层和业务层组成，最底层的物理层主要涉及频率带宽、调制方式、纠错技术以及收发信机之间的同步、数据传输速率和时分复用结构等方面，MAC层主要负责将数据成帧传输。此外，帧是数据链路层的协议数据单元，它包括三部分：帧头、数据和帧尾，其中，帧头和帧尾包含一些必要的控制信息，比如同步信息、地址信息、差错控制信息等，数据部分包含一个数据体，比如设备传感器12采集到的数据。可选的，物模型10是将物理空间中的实体数字化，并在云端构建该实体的数据模型，在物联网中，定义物模型10即定义产品功能，其中，产品功能类型分为三类：属性、服务和事件，属性一般用于描述设备运行时的状态，如环境监测设备所读取的当前环境温度等，服务是设备可被外部调用的能力或方法，可设置输入参数和输出参数，事件是设备运行时的事件，一般包含需要被外部感知和处理的通知信息，如某项任务完成的信息，或者设备发生故障或告警时的温度等。此外，模型映射是通过映射表达式将协议模型11帧结构中的数据映射到物模型10中。图4是根据本申请实施例的上行协议模型的帧结构示意图，如图4所示，图5是根据本申请实施例的上行协议模型界面示意图，如图5所示，图6是根据本申请实施例的物模型界面示意图，如图6所示，以小型气象站为例，将经过位域分割后获取的数据原始值，发送到协议模型11的帧结构中，通过模型映射，将协议模型11帧结构中的数据，如温度、湿度、照度、噪音、PM2.5以及PM10值，利用映射表达式映射为物模型10所需参数，其中，本实施例中的协议模型11是上行协议模型。通过可视化的物模型管理设备数据，能够标准化各种协议设备的输出数据，并做到本地数据流转和联动，使用更加便利。

步骤S203，获取物模型10中用户添加的设备的控制参数，通过协议映射，将控制参数利用映射表达式映射到协议模型11的对应帧结构中，其中，协议映射是通过映射表达式将物模型10中用户添加的设备的控制参数映射到协议模型11的对应帧结构中。图7是根据本申请实施例的下行协议模型的帧结构示意图，如图7所示，图8是根据本申请实施例的下行协议模型界面示意图，如图8所示，以小型气象站为例，获取物模型10中用户添加的设备的控制参数，通过协议映射，将控制参数利用映射表达式映射到协议模型11的对应帧结构中，其中，本实施例中的协议模型11是下行协议模型。

步骤S204，对协议模型11帧结构中的数据进行位域拼接，经过协议封包后返回并控制设备传感器12，其中，位域拼接是将数值进行位域组合函数拼接，形成新的二进制文件，图9是根据本申请实施例的位域拼接示意图，如图9所示，例如，有数值a1＝0x01；a2＝0x03；a3＝0x0000；a4＝0x0001；a5＝0x8833，经过位域组合函数拼接后形成新的二进制文件为：’3000000018833’。以小型气象站为例，本实施例对协议模型11帧结构中的数据进行位域拼接，经过协议封包后返回并控制设备传感器12，如温度传感器、湿度传感器、空气颗粒物传感器等。

通过上述步骤S201至步骤S204，相对于现有技术中，物联网网关基本没有边缘计算和数据存储的功能，仅仅进行数据透传，无法满足物联网所需要的高频度数据采集、实时数据处理、低延迟反馈响应的问题。本实施例基于物模型对设备进行可视化界面集中配置管理，具体方法是：服务器获取设备传感器12采集到的数据，并对该数据进行位域分割，将经过位域分割后获取的数据原始值发送到协议模型11的帧结构中，通过模型映射，将该协议模型11帧结构中的数据利用映射表达式映射为物模型10所需参数，完成上行数据采集；获取物模型10中用户添加的设备的控制参数，通过协议映射，将该控制参数利用映射表达式映射到协议模型11的对应帧结构中，然后对协议模型11帧结构中的数据进行位域拼接，经过协议封包后返回并控制设备传感器12，完成下行设备控制，解决了物联网中各种协议设备接入繁杂，以及高频度数据采集、实时数据处理和低延迟反馈响应的问题，提高了数据处理效率，且能灵活接入各种协议的设备，使用更加便利。

在其中一些实施例中，模型映射包括：将协议模型11帧结构中的传感器数据以1:n映射至物模型10中，图10是根据本申请实施例的协议模型数据1:n映射至物模型的示意图，如图10所示，可选的，以空调控制为例，将协议模型11帧结构中的传感器数据，如模式、温度和实际温度值，以1:n映射至物模型10对应的配置参数中。

在其中一些实施例中，协议映射包括：将物模型10中的控制参数以n:1映射至协议模型11的对应帧结构中，图11是根据本申请实施例的物模型参数n:1映射至协议模型的示意图，如图11所示，可选的，以空调控制为例，将物模型10中的控制参数，如模式、温度、风速和开关机状态，以n:1映射至协议模型11的对应帧结构中。

在其中一些实施例中，建立物模型10包括：物模型10定义一个服务标识符，通过服务标识符获取键名和参数，可选的，物模型10定义一个服务，标识符为Read_Data，它有一个输入参数，标识符为number_n，在下行控制时，下行参数标识符的参数来自于用户点击添加的设备控制时输入的控制参数；在上行应答时，上行数据标识符的参数从下挂设备上读取，此外，键名来自于物模型中标识符的定义。本实施例通过建立物模型能有效的将协议与业务分离，各自聚焦，提高了服务器工作效率。

在其中一些实施例中，映射表达式包括：通过数学计算表达式，将物模型10参数与协议模型11对应帧结构中的数据进行相互转化计算，其中，这里的数学表达式灵活多变，可支持函数计算等，例如，经过位域分割后存储于协议模型帧结构中的数据原始值为x、y、z，经过数学计算如n＝(x+y+z)，m＝(x*y*z)，得到物模型10中需要的参数n、m；或者物模型10中用户输入参数n，m，通过数学运算转化为协议模型11对应帧结构中的数据x、y、z。本实施例中利用映射表达式将协议数据流和物模型10参数之间进行转化计算，实现了设备节点协议的解析和数据的格式化，可接入和控制任意设备。

需要说明的是，在上述流程中或者附图的流程图中示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本实施例还提供了一种脚本动态协议解析的系统，该系统用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”、“单元”、“子单元”等可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图12是根据本申请实施例的脚本动态协议解析系统的结构框图，如图12所示，该系统包括数据采集模块121、模型映射模块122、协议映射模块123和设备控制模块124。

数据采集模块121，用于获取设备传感器采集到的数据，并对采集到的数据进行位域分割；模型映射模块122，用于将经过位域分割后获取的数据原始值发送到协议模型的帧结构中，通过模型映射，将协议模型帧结构中的数据利用映射表达式映射为物模型所需参数；协议映射模块123，用于获取物模型中用户添加的设备的控制参数，通过协议映射，将控制参数利用映射表达式映射到协议模型的对应帧结构中；设备控制模块124，用于对协议模型帧结构中的数据进行位域拼接，经过协议封包后返回并控制设备传感器。

通过上述系统，数据采集模块121中服务器获取设备传感器采集到的数据，并对数据进行位域分割，采用位域切割的方法，能节省存储空间，灵活接入各种协议的终端设备；模型映射模块122通过可视化的物模型管理设备数据，能够标准化各种协议设备的输出数据，灵活接入各种协议的设备，使用更加便利；协议映射模块123中服务器获取物模型中用户添加的设备的控制参数，并通过协议映射将控制参数利用映射表达式映射到协议模型的对应帧结构中；设备控制模块124对协议模型帧结构中的数据进行位域拼接，经过协议封包后返回并控制设备传感器。整个系统解决了物联网中各种协议设备接入繁杂，以及高频度数据采集、实时数据处理和低延迟反馈响应的问题，提高了数据处理效率，且能灵活接入各种协议的设备，使用更加便利。

在其中一些实施例中，模型映射模块122中模型映射还包括：将协议模型帧结构中的传感器数据以1:n映射至物模型中，可选的，以空调控制为例，将协议模型帧结构中的传感器数据，如模式、温度和实际温度值，以1:n映射至物模型对应的配置参数中。

在其中一些实施例中，协议映射模块123中协议映射还包括：将物模型中的控制参数以n:1映射至协议模型的对应帧结构中，可选的，以空调控制为例，将物模型中的控制参数，如模式、温度、风速和开关机状态，以n:1映射至协议模型的对应帧结构中。

在其中一些实施例中，建立物模型包括：物模型定义一个服务标识符，通过服务标识符获取键名和参数，可选的，物模型定义一个服务，标识符为Read_Data，它有一个输入参数，标识符为number_n，在下行控制时，下行参数标识符的参数来自于用户点击添加的设备控制时输入的控制参数；在上行应答时，上行数据标识符的参数从下挂设备上读取，此外，键名来自于物模型中标识符的定义。本实施例通过建立物模型能有效的将协议与业务分离，各自聚焦，提高了服务器工作效率。

在其中一些实施例中，映射表达式包括：通过数学计算表达式，将物模型参数与协议模型对应帧结构中的数据进行相互转化计算，其中，这里的数学表达式灵活多变，可支持函数计算等，例如，经过位域分割后存储于协议模型帧结构中的数据原始值为x、y、z，经过数学计算如n＝(x+y+z)，m＝(x*y*z)，得到物模型中需要的参数n、m；或者物模型10中用户输入参数n，m，通过数学运算转化为协议模型对应帧结构中的数据x、y、z。本实施例中利用映射表达式将协议数据流和物模型参数之间进行转化计算，实现了设备节点协议的解析和数据的格式化，可接入和控制任意设备。

本实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

另外，结合上述实施例中的脚本动态协议解析的方法，本申请实施例可提供一种存储介质来实现。该存储介质上存储有计算机程序；该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种脚本动态协议解析的方法。

在一个实施例中，图13是根据本申请实施例的电子设备的内部结构示意图，如图13所示，提供了一种电子设备，该电子设备可以是服务器，其内部结构图可以如图13所示。该电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的数据库用于存储数据。该电子设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种脚本动态协议解析的方法。

本领域技术人员可以理解，图13中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。