一种应用于智慧灯杆的协议适配处理方法及系统与流程

1.本技术属于智慧灯杆技术领域，具体涉及一种应用于智慧灯杆的协议适配处理方法及系统。


背景技术：

2.在物联网特别是智慧灯杆应用领域，为了提高集成度，通常使得智慧灯杆上挂载或接入设备种类、厂家繁多，目前常用的接入设备已超过二十种。
3.而智慧灯杆行业目前仍未形成统一的协议标准，特别是对于感知终端每种类型每个厂家的协议均为私有协议，导致当智慧灯杆应用中接入任何一种新设备，都需要灯杆智能网关和云控平台的软件升级，这既增加了资源投入又可能会带来现场升级导致的系统问题。
4.智慧灯杆在前期建设时一般挂载的设备较少，建设之初从结构和业务规划上一般都考虑了未来的业务扩展，建设完后运营维护期新增加业务即会导致设备和平台的升级，将为用户增加很大的运维困难。因此在智慧灯杆的应用中，目前业界基本仅支持了已知设备的私有协议兼容问题，但均未解决未来新设备接入导致的设备升级问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种应用于智慧灯杆的协议适配处理方法及系统，实现在不升级系统的前提下完成对新的感知终端设备的接入。
6.为实现上述目的，本技术所采取的技术方案为：
7.一种应用于智慧灯杆的协议适配处理方法，用于智慧灯杆智能网关和管控平台免升级接入和管控感知终端设备，所述应用于智慧灯杆的协议适配处理方法实施在智慧灯杆智能网关侧以完成接入感知终端设备，包括以下步骤：
8.步骤s1、预置已知感知终端设备的设备识别信息；
9.步骤s2、预置多份交互协议模板，并为每份交互协议模板关联到对应的已知感知终端设备的设备类型和设备厂家；
10.步骤s3、接收新接入的感知终端设备发送的设备识别信息，根据预置的设备识别信息对新接入的感知终端设备进行识别，若识别为已知感知终端设备，则执行步骤s4；否则执行步骤s5；
11.步骤s4、根据所识别或所绑定的已知感知终端设备对应的设备类型和设备厂家调用对应的交互协议模板，基于交互协议模板进行新接入的感知终端设备的设备交互信息的自动解析，并执行步骤s7；
12.步骤s5、接收输入的设备绑定信息，若设备绑定信息中包含指定感知终端设备的设备识别信息，则根据设备绑定信息将未识别的新接入的感知终端设备绑定为设备绑定信息中指定的已知感知终端设备，并转入执行步骤s4；若设备绑定信息中包含非法设备标志则进入步骤s6；
13.步骤s6、标记该新接入的感知终端设备为非法设备，关闭此设备的接入端口或丢弃来自该设备的数据信息并结束；
14.步骤s7、根据智慧灯杆智能网关和管控平台之间的统一适配协议栈，将解析后的设备交互信息封装为具有统一数据格式的交互协议数据，并将封装后的交互协议数据发送至管控平台，完成新的感知终端设备的接入。
15.以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
16.作为优选，所述应用于智慧灯杆的协议适配处理方法实施在智慧灯杆智能网关侧以完成管控感知终端设备，包括以下步骤：
17.步骤t1、接收管控平台下发的管控协议数据；所述管控协议数据为管控平台根据所述统一适配协议栈将管理控制信息封装为统一数据格式后得到，所述管理控制信息为管控平台接收的用户输入的用于管控感知终端设备的信息；
18.步骤t2、根据所述统一适配协议栈对接收的管控协议数据进行解析得到管理控制信息；
19.步骤t3、根据管理控制信息对应的感知终端设备的设备类型和设备厂家调用对应的交互协议模板；
20.步骤t4、根据所调用的交互协议模板将解析后得到的管理控制信息转换为感知终端设备可识别的设备管控信息并发送至对应的感知终端设备；所述设备管控信息用于对应的感知终端设备根据设备管控信息进行配置或动作。
21.作为优选，所述设备识别信息包括：设备类型、设备厂家、接口类型、mac地址、初始ip地址、dhcp option、device id。
22.作为优选，所述交互协议模板的内容包括：协议类型、协议头、协议长度、内容格式类型、协议内容、内容填充。
23.作为优选，所述统一适配协议栈的内容包括：设备类型、设备厂家、设备地址、接入上线时间、协议长度、参数个数、具体参数名称、参数长度、参数格式、参数内容、报文填充。
24.本技术还提供一种应用于智慧灯杆的协议适配处理系统，所述应用于智慧灯杆的协议适配处理系统包括感知终端设备、智慧灯杆智能网关和管控平台，所述应用于智慧灯杆的协议适配处理系统运行接入感知终端设备时，执行如下操作：
25.步骤s100、所述智慧灯杆智能网关接收并预置已知感知终端设备的设备识别信息以及多份交互协议模板，并为每份交互协议模板关联到对应的已知感知终端设备的设备类型和设备厂家；
26.步骤s200、所述感知终端设备在首次接入智慧灯杆智能网关时向所述智慧灯杆智能网关发送设备识别信息；
27.步骤s300、所述智慧灯杆智能网关接收新接入的感知终端设备发送的设备识别信息，根据预置的设备识别信息对新接入的感知终端设备进行识别，若识别为已知感知终端设备，则执行步骤s400；否则执行步骤s500；
28.步骤s400、所述智慧灯杆智能网关根据所识别或所绑定的已知感知终端设备对应的设备类型和设备厂家调用对应的交互协议模板，基于交互协议模板进行新接入的感知终
端设备的设备交互信息的自动解析，并执行步骤s700；
29.步骤s500、所述智慧灯杆智能网关接收输入的设备绑定信息，若设备绑定信息中包含指定感知终端设备的设备识别信息，则根据设备绑定信息将未识别的新接入的感知终端设备绑定为设备绑定信息中指定的已知感知终端设备，并转入执行步骤s400；若设备绑定信息中包含非法设备标志则进入步骤s600；
30.步骤s600、所述智慧灯杆智能网关标记该新接入的感知终端设备为非法设备，关闭此设备的接入端口或丢弃来自该设备的数据信息并结束；
31.步骤s700、所述智慧灯杆智能网关根据智慧灯杆智能网关和管控平台之间的统一适配协议栈，将解析后的设备交互信息封装为具有统一数据格式的交互协议数据，并将封装后的交互协议数据发送至管控平台；
32.步骤s800、所述管控平台接收智慧灯杆智能网关发送的交互协议数据并记录，完成新的感知终端设备的接入。
33.作为优选，所述应用于智慧灯杆的协议适配处理系统运行管控感知终端设备时，执行如下操作：
34.步骤t100、所述管控平台接收用户输入的用于管控感知终端设备的管理控制信息；管控平台根据智慧灯杆智能网关和管控平台之间的统一适配协议栈，将所述管理控制信息封装为具有统一数据格式的管控协议数据，并将封装后的管控协议数据发送至智慧灯杆智能网关；
35.步骤t200、所述智慧灯杆智能网关接收管控平台发送的管控协议数据后进行解析，并根据解析得到的管理控制信息对应的感知终端设备的设备类型和设备厂家调用对应的交互协议模板，根据交互协议模板将解析后的数据转换为感知终端设备可识别的设备管控信息并发送至对应的感知终端设备；
36.步骤t300、所述感知终端设备接收智慧灯杆智能网关下发的设备管控信息，根据设备管控信息进行配置或动作。
37.作为优选，所述设备识别信息包括：设备类型、设备厂家、接口类型、mac地址、初始ip地址、dhcp option、device id。
38.作为优选，所述交互协议模板的内容包括：协议类型、协议头、协议长度、内容格式类型、协议内容、内容填充。
39.作为优选，所述统一适配协议栈的内容包括：设备类型、设备厂家、设备地址、接入上线时间、协议长度、参数个数、具体参数名称、参数长度、参数格式、参数内容、报文填充。
40.本技术提供的应用于智慧灯杆的协议适配处理方法及系统，在智慧灯杆智能网关预置感知终端设备的设备识别信息、交互协议模板，并与管控平台之间构建统一适配协议栈，在不升级智慧灯杆智能网关和管控平台的情况下实现智慧灯杆新接入感知终端设备的自动识别、自动协议解析、自动协议适配，完成设备的信息获取、管理与控制，有效解决了目前智慧灯杆领域面临的后期增加新感知终端接入和新业务扩展后不得不升级智能网关和管控平台带来的运维工作量和系统风险问题。
附图说明
41.图1为本技术应用于智慧灯杆的协议适配处理方法实施在智慧灯杆智能网关侧以
完成接入感知终端设备的流程图；
42.图2为本技术应用于智慧灯杆的协议适配处理方法实施在智慧灯杆智能网关侧以完成管控感知终端设备的流程图；
43.图3为本技术应用于智慧灯杆的协议适配处理系统的框架图；
44.图4为本技术应用于智慧灯杆的协议适配处理系统运行管控感知终端设备的流程图。
具体实施方式
45.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
46.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本技术。
47.其中一个实施例中，提供一种应用于智慧灯杆的协议适配处理方法，在典型的物联网架构下在不用升级系统的要求下实现智慧灯杆挂载新设备接入、识别及业务配置与管控等，解决新业务或新设备接入导致智慧灯杆智能网关和管控平台升级的重复低效工作带来的运维工作量和系统风险问题。
48.本实施例中的应用于智慧灯杆的协议适配处理方法包括两部分运行内容，分别为接入感知终端设备部分以及管控感知终端设备部分。其中接入感知终端设备部分与管控感知终端设备部分可视为两个独立的部分，但是针对同一感知终端设备而言，接入感知终端设备部分是管控感知终端设备部分运行的前提。
49.由于智慧灯杆智能网关为管控平台和感知终端设备两者之间的中间件，因此本实施例以智慧灯杆智能网关的角度对本实施例的协议适配处理方法进行描述，其中应用于智慧灯杆的协议适配处理方法实施在智慧灯杆智能网关侧以完成接入感知终端设备，如图1所示，包括以下步骤：
50.步骤s1、预置已知感知终端设备的设备识别信息。
51.智慧灯杆智能网关通过加载设备识别信息(即特征文件)，完成对新接入感知终端设备的自动识别接入。本实施例中的设备识别信息包括设备类型、设备厂家、接口类型、识别方式(mac地址、初始ip地址、dhcp option、device id(设备id))。
52.需要说明的是，本实施例中提供的设备识别信息包括上述基础字段，在其他实施例中可根据实际需求进行字段的增删。
53.步骤s2、预置多份交互协议模板，并为每份交互协议模板关联到对应的已知感知终端设备的设备类型和设备厂家。
54.由于不同设备类型和设备厂家的感知终端设备具有不同的私有协议，本实施例为了适配不同的感知终端设备，事先加载交互协议模板以备用。当未来出现新的感知终端设备时，将新出现的感知终端设备的设备识别信息和交互协议模板导入智慧灯杆智能网关中即可实现对未来新设备的接入，而无需进行智慧灯杆智能网关和管控平台的软件升级。
55.本实施例中交互协议模板的内容包括：协议类型、协议头、协议长度、内容格式类型(不限于tlv、jason、xml、yaml等类型)、协议内容、内容填充。智慧灯杆智能网关加载交互协议模板后，可实现自动完成交互协议的自动解析、适配等。
56.需要说明的是，本实施例中提供的交互协议模板包括上述基础字段，在其他实施例中可根据实际需求进行字段的增删，并且步骤s1和步骤s2的执行没有一定的前后顺序，执行完这两步骤后接下去执行步骤s3即可。
57.步骤s3、接收新接入的感知终端设备发送的设备识别信息，根据预置的设备识别信息对新接入的感知终端设备进行识别，若识别为已知感知终端设备，则执行步骤s4；否则执行步骤s5。
58.步骤s4、根据所识别或所绑定的已知感知终端设备对应的设备类型和设备厂家调用对应的交互协议模板，基于交互协议模板进行新接入的感知终端设备的设备交互信息的自动解析，并执行步骤s7。在接入新的感知终端设备时的设备交互信息应理解为感知终端设备为接入智慧灯杆智能网关而发送的注册信息，可以是包括与交互协议模板中内容相同的信息。
59.步骤s5、接收输入的设备绑定信息，若设备绑定信息中包含指定感知终端设备的设备识别信息，则根据设备绑定信息将未识别的新接入的感知终端设备绑定为设备绑定信息中指定的已知感知终端设备，并转入执行步骤s4；若设备绑定信息中包含非法设备标志则进入步骤s6。
60.步骤s6、标记该新接入的感知终端设备为非法设备，关闭此设备的接入端口或丢弃来自该设备的数据信息并结束。
61.当智慧灯杆智能网关监测到未识别的感知终端设备时，可以将该设备的设备识别信息自动转入未识别设备列表进行存储，期间不接收该设备发送的信息，并将未识别设备列表发送至管控平台，待人工在管控平台手动设定此设备的设备绑定信息并下发接入智慧灯杆智能网关后，智慧灯杆智能网关根据设备绑定信息进行识别处理，完成对未识别设备的处理。
62.步骤s7、根据智慧灯杆智能网关和管控平台之间的统一适配协议栈，将解析后的设备交互信息封装为具有统一数据格式的交互协议数据，并将封装后的交互协议数据发送至管控平台，完成新的感知终端设备的接入。
63.步骤s6和步骤s7是针对一个新接入的感知终端设备的两种不同的处理结果，在一次接入时仅会执行其中一个步骤。
64.由于不同设备类型和设备厂家的感知终端设备具有不同的私有协议，因此在与感知终端设备交互时需基于各设备的私有协议。但为了便于管控平台对不同的感知终端设备的识别和管控，同时降低管控平台的处理压力，本实施例在智慧灯杆智能网关和管控平台之间采用统一适配协议栈，将各式感知终端设备的交互信息封装为统一信息后再智慧灯杆智能网关和管控平台之间交互，以满足现场增加新感知终端后在不升级平台的情况下的信息显示和管控需要。
65.本实施例中的统一适配协议栈应传输包括但不限于某种格式的协议报文类型，内容包括：设备类型、设备厂家、设备地址(包括mac地址和ip地址，根据不同设备所使用的地址类型进行确定)、接入上线时间、协议长度、参数个数、具体参数名称、参数长度、参数格
式、参数内容、报文填充。
66.需要说明的是，本实施例中提供的统一适配协议栈包括上述基础字段，在其他实施例中可根据实际需求进行字段的增删。
67.在感知终端设备成功接入智慧灯杆智能网关后，需要对感知终端设备进行配置或定期控制感知终端设备切换工作模式。本实施例应用于智慧灯杆的协议适配处理方法实施在智慧灯杆智能网关侧以完成管控感知终端设备，如图2所示，包括以下步骤：
68.步骤t1、接收管控平台下发的管控协议数据；所述管控协议数据为管控平台根据所述统一适配协议栈将管理控制信息封装为统一数据格式后得到，所述管理控制信息为管控平台接收的用户输入的用于管控感知终端设备的信息；
69.步骤t2、根据所述统一适配协议栈对接收的管控协议数据进行解析得到管理控制信息；
70.步骤t3、根据管理控制信息对应的感知终端设备的设备类型和设备厂家调用对应的交互协议模板；
71.步骤t4、根据所调用的交互协议模板将解析后得到的管理控制信息转换为感知终端设备可识别的设备管控信息并发送至对应的感知终端设备；所述设备管控信息用于对应的感知终端设备根据设备管控信息进行配置或动作。
72.上述机制可在不升级智能网关和管控平台的情况下实现新接入新种类或新厂家感知终端设备后，完成自动设备识别、自动协议解析和适配，在此基础上还可以很方便扩展离线配置、即插即用的功能，大幅减轻设备现场部署和运维工作量。
73.需要说明的是，在感知终端设备接入后的管控阶段，数据流动可以不仅包含由管控平台至感知终端设备，还可以包含由感知终端设备至管控平台，以实现感知终端设备定期或者按照要求向管控平台反馈相关状态数据。数据由感知终端设备向管控平台流动的过程与感知终端设备接入智慧灯杆智能网关时类似，即感知终端设备向智慧灯杆智能网关发送包含反馈数据的设备交互信息，由智慧灯杆智能网关根据交互协议模板解析设备交互信息后按照统一适配协议栈进行封装并发送至管控平台。
74.如图3所示，在另一个实施例中，提供一种应用于智慧灯杆的协议适配处理系统，该应用于智慧灯杆的协议适配处理系统包括感知终端设备300、智慧灯杆智能网关200和管控平台100。
75.感知终端设备300主要包括智慧灯杆所挂载的设备，这些设备具有不同的设备类型、设备厂家和私有协议，常用设备包括摄像头、信息发布屏、数字广播、一键报警、气象监测、充电桩等所有未来根据业务需求挂载在智慧灯杆上的感知设备，各类感知设备以不同的物理接口(如以太网、串口(rs232、rs285等)、ai/o、di/o、无线接口等)通过不同的私有协议接入智慧灯杆智能网关200。管控平台100主要完成对来自智慧灯杆智能网关200的感知终端设备300进行统一的管控协议处理。
76.具体的，所述应用于智慧灯杆的协议适配处理系统运行接入感知终端设备时，执行如下操作：
77.步骤s100、所述智慧灯杆智能网关接收并预置已知感知终端设备的设备识别信息以及多份交互协议模板，并为每份交互协议模板关联到对应的已知感知终端设备的设备类型和设备厂家；
78.步骤s200、所述感知终端设备在首次接入智慧灯杆智能网关时向所述智慧灯杆智能网关发送设备识别信息；
79.步骤s300、所述智慧灯杆智能网关接收新接入的感知终端设备发送的设备识别信息，根据预置的设备识别信息对新接入的感知终端设备进行识别，若识别为已知感知终端设备，则执行步骤s400；否则执行步骤s500；
80.步骤s400、所述智慧灯杆智能网关根据所识别或所绑定的已知感知终端设备对应的设备类型和设备厂家调用对应的交互协议模板，基于交互协议模板进行新接入的感知终端设备的设备交互信息的自动解析，并执行步骤s700；
81.步骤s500、所述智慧灯杆智能网关接收输入的设备绑定信息，若设备绑定信息中包含指定感知终端设备的设备识别信息，则根据设备绑定信息将未识别的新接入的感知终端设备绑定为设备绑定信息中指定的已知感知终端设备，并转入执行步骤s400；若设备绑定信息中包含非法设备标志则进入步骤s600；
82.步骤s600、所述智慧灯杆智能网关标记该新接入的感知终端设备为非法设备，关闭此设备的接入端口或丢弃来自该设备的数据信息并结束；
83.步骤s700、所述智慧灯杆智能网关根据智慧灯杆智能网关和管控平台之间的统一适配协议栈，将解析后的设备交互信息封装为具有统一数据格式的交互协议数据，并将封装后的交互协议数据发送至管控平台；
84.步骤s800、所述管控平台接收智慧灯杆智能网关发送的交互协议数据并记录，完成新的感知终端设备的接入。
85.容易理解的是，由于各感知终端设备基于对于的物理接口与智慧灯杆智能网关进行信息交互，因此当智慧灯杆智能网关接收到感知终端设备发送的数据后，均需要根据物理接口对应的数据格式先对进行数据解析。
86.如图4所示，在另一实施例中，所述应用于智慧灯杆的协议适配处理系统运行管控感知终端设备时，执行如下操作：
87.步骤t100、所述管控平台接收用户输入的用于管控感知终端设备的管理控制信息；管控平台根据智慧灯杆智能网关和管控平台之间的统一适配协议栈，将所述管理控制信息封装为具有统一数据格式的管控协议数据，并将封装后的管控协议数据发送至智慧灯杆智能网关，接收来自智慧灯杆智能网关的响应信息；
88.步骤t200、所述智慧灯杆智能网关接收管控平台发送的管控协议数据后进行解析，并根据解析得到的管理控制信息对应的感知终端设备的设备类型和设备厂家调用对应的交互协议模板，根据交互协议模板将解析后的数据转换为感知终端设备可识别的设备管控信息并发送至对应的感知终端设备；
89.步骤t300、所述感知终端设备接收智慧灯杆智能网关下发的设备管控信息，根据设备管控信息进行配置或动作，并向智慧灯杆智能网关反馈配置或动作响应信息。
90.其中，设备识别信息包括：设备类型、设备厂家、接口类型、mac地址、初始ip地址、dhcp option、device id。
91.其中，交互协议模板的内容包括：协议类型、协议头、协议长度、内容格式类型、协议内容、内容填充。
92.其中，统一适配协议栈的内容包括：设备类型、设备厂家、设备地址、接入上线时
间、协议长度、参数个数、具体参数名称、参数长度、参数格式、参数内容、报文填充。
93.关于应用于智慧灯杆的协议适配处理系统的进一步限定可参见上述对于应用于智慧灯杆的协议适配处理方法的限定，这里不再进行赘述。
94.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。
95.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，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，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。