基于智能网关的设备接入方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种基于智能网关的设备接入方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.随着工业化和信息化进程的不断融合，越来越多的信息技术应用到了工业领域，目前超过80％的涉及国计民生的关键基础设施依靠工业控制系统来实现自动化作业。通过将各种智能化设备接入到智能网关中，基于智能网关对智能化设备进行统一管理，支持智能化设备进行自动化作业。
3.但是，目前工业控制协议种类繁多，不同的厂商对协议有不同的扩展，导致针对协议的测试存在兼容性问题。
4.且智能网关对设备上传的数据的使用场景较单一，无法根据设备上传的数据进行分析，从而根据分析结果与设备进行交互，无法直接应用于工业控制场景。


技术实现要素：

5.本发明提供一种基于智能网关的设备接入方法、装置、计算机设备及存储介质，以提高设备接入网关时的效率。
6.一种基于智能网关的设备接入方法，包括：
7.当接收到待接入设备的接入请求时，从所述接入请求中获取所述待接入设备的接入协议信息；
8.对所述接入协议信息进行解码处理，得到所述待接入设备的协议驱动文件和密钥信息；
9.基于所述密钥信息，对所述待接入设备进行安全认证，得到认证结果；
10.根据所述认证结果，基于所述协议驱动文件，将所述待接入设备接入智能网关。
11.一种基于智能网关的设备接入装置，包括：
12.接入协议生成模块，用于当接收到待接入设备的接入请求时，从所述接入请求中获取所述待接入设备的接入协议信息；
13.协议驱动获取模块，用于对所述接入协议信息进行解码处理，得到所述待接入设备的协议驱动文件和密钥信息；
14.安全认证模块，用于基于所述密钥信息，对所述待接入设备进行安全认证，得到认证结果；
15.网关接入模块，用于根据所述认证结果，基于所述协议驱动文件，将所述待接入设备接入智能网关。
16.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于智能网关的设备接入方法的步骤。
17.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于智能网关的设备接入方法的步骤。
18.本发明提供的基于智能网关的设备接入方法、装置、计算机设备及存储介质，当接收到待接入设备接入到智能网关的接入请求时，从接入请求中获取待接入设备的接入协议信息，对接入协议信息进行解码处理后，得到待接入设备的密钥信息和协议驱动文件，根据密钥信息对待接入设备进行安全认证，用以确认待接入设备的身份信息，得到认证结果后，基于协议驱动文件驱动待接入设备，从而将待接入设备接入到智能网关，根据智能网关实现对待接入设备的控制，根据待接入设备的接入协议信息，获取待接入设备的协议驱动文件，从而根据协议驱动文件将待接入设备接入到智能网关中，进一步兼容不同的待接入设备的驱动协议的差异，进一步提高了将待接入设备接入智能网关的效率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
20.图1是本发明一实施例中基于智能网关的设备接入方法的一应用环境示意图；
21.图2是本发明一实施例中基于智能网关的设备接入方法的一流程图；
22.图3是本发明一实施例中基于智能网关的设备接入装置的结构示意图；
23.图4是本发明一实施例中计算机设备的一示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.本发明实施例提供的基于智能网关的设备接入方法，可应用在如图1的应用环境中，其中，终端设备通过网络与服务器进行通信。其中，终端设备可以但不限于各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
26.系统框架100可以包括终端设备、网络和服务器。网络用以在终端设备和服务器之间提供通信链路的介质。网络可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。
27.用户可以使用终端设备通过网络与服务器交互，以接收或者发送消息等。
28.终端设备101、102、103可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、电子书阅读器、mp3播放器(moving picture eperts group audio layer iii，动态影像专家压缩标准音频层面3)、mp4(moving picture eperts group audio layer iv，动态影像专家压缩标准音频层面4)播放器、膝上型便携计算机和台式计算机等等。
29.服务器105可以是提供各种服务的服务器，例如对终端设备101、102、103上显示的页面提供支持的后台服务器。
30.需要说明的是，本发明实施例所提供的基于智能网关的设备接入方法由服务器执行，相应地基于智能网关的设备接入装置设置于服务器中。
31.应该理解，图1中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的，根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器，本发明实施例中的终端设备具体可以对应的是实际生产中的应用系统。
32.在一实施例中，如图2所示，提供一种基于智能网关的设备接入方法，以该方法应用在图1中的服务器为例进行说明，包括如下步骤：
33.s10,当接收到待接入设备的接入请求时，从接入请求中获取待接入设备的接入协议信息。
34.具体的，在工业控制或者智慧设施管理场景中，通过边缘网关实现对各个智慧设备进行控制交互，当智慧设备需要接入智能网关时，作为待接入设备将接入请求发送到智能网关。
35.其中，智能网关又称边缘网关、边缘计算网关(edge-gateway)，是一种可以在设备上运行本地计算、消息通信、数据缓存等功能的工业智能网关，可以在无需联网的情况下实现设备的本地联动以及数据处理分析。边缘网关在真实场景中可以适配多种智能终端设备，支持多种协议的终端设备，从而实现对多个工业控制场景的终端设备进行控制交互。
36.接入协议信息是指待接入设备的数据传输协议、以及待接入设备的密钥信息，其中数据传输协议表示了待接入设备的数据传输形式，密钥信息用于智能网关对待接入设备的身份信息进行认证。
37.其中，数据传输协议包括但不限于mqtt、modbus、bacnet、私有tcp等。
38.mqtt(messagequeuingtelemetrytransport，消息队列遥测传输)是基于iso标准下发布/订阅范式的消息协议，基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。
39.modbus协议是一种串行通信协议，易于部署和维护，多存在用于串口、以太网以及其他支持互联网协议的网络的版本。
40.bacnet适用于智能建筑的通信协议，针对智能建筑及控制系统的应用所涉及的通信，用在照明控制、门禁系统、火警侦测系统及其相关的设备。
41.作为一种优选的实现方式，本实施例基于ogsi(openservicegatewayinitiative，开放服务网关)或者(the dynamic module system for java，即面向java的动态模块化系统)，将各种基于java的嵌入式设备接入到智能网关中。
42.s20,对接入协议信息进行解码处理，得到待接入设备的协议驱动文件和密钥信息。
43.具体的，当接收到接入协议信息后，根据协议解码规则，对接入协议信息进行解码处理，得到待接入设备的协议驱动文件和密钥信息。
44.其中，协议驱动文件用于配置待接入设备的工作指令，为待接入设备正常工作设置工作环境。
45.密钥信息用于验证待接入设备的身份信息，当身份认证通过之后，则根据协议驱动文件将待接入设备接入智能网关中。
46.进一步的，每个待接入设备采用的传输协议都不相同，对接收到协议驱动文件都转换成通用协议，再将待接入设备接入到智能网关中。
47.s30,基于密钥信息，对待接入设备进行安全认证，得到认证结果。
48.具体的，读取待接入设备的密钥信息，根据预设的认证方式对待接入设备进行安全认证，认证通过则对待接入设备的接入请求进行响应，将待接入设备接入到智能网关中，认证不通过将取消此次接入请求，将认证是否通过作为认证结果。
49.具体的，作为一种优选的实施方式，预设的认证方式包括获取待接入设备的设备标识，根据设备标识生成验证密钥，将验证密钥与密钥信息进行一致性比较，若一致，则确认待接入设备的身份无误，则认证通过作为认证结果。
50.s40,根据认证结果，基于协议驱动文件，将待接入设备接入智能网关。
51.具体的，若认证结果为待接入设备的认证通过，则根据协议驱动文件设置待接入设备的工作环境，将待接入设备进行配置，将待接入设备继而、智能网关。
52.进一步的，本实施例应用在基于物联网的工业控制场景，通过智能网关将各类控制系统接入到物联网中进行联动，例如在智能物业系统中，通过物联网平台将价格供配电系统、消防水系统、给排水系统进行联动，从而通过物联网凭条中的智能网关，实现对各个接入设备进行状态监控、状态控制等应用，有利于在变化的应用场景中，实现各个接入设备的场景联动。
53.在本实施例中，通过接入协议信息提高将待接入设备接入智能网关的效率。
54.本发明实施例提供的基于智能网关的设备接入方法，当接收到待接入设备接入到智能网关的接入请求时，从接入请求中获取待接入设备的接入协议信息，对接入协议信息进行解码处理后，得到待接入设备的密钥信息和协议驱动文件，根据密钥信息对待接入设备进行安全认证，用以确认待接入设备的身份信息，得到认证结果后，基于协议驱动文件驱动待接入设备，从而将待接入设备接入到智能网关，根据智能网关实现对待接入设备的控制，根据待接入设备的接入协议信息，获取待接入设备的协议驱动文件，从而根据协议驱动文件将待接入设备接入到智能网关中，进一步兼容不同的待接入设备的驱动协议的差异，进一步提高了将待接入设备接入智能网关的效率。
55.在本实施例中，步骤s10中，当接收到待接入设备的接入请求时，从接入请求中获取待接入设备的接入协议信息，包括：
56.s101，从接入请求中，获取待接入设备的设备标识。
57.s102，根据设备标识获取对应的待接入设备的协议配置文件，并根据协议配置文件生成对应的接入协议信息。
58.具体的，从接入请求中，获取待接入设备的设备标识，根据设备标识获取与设备标识对应的协议配置文件，对协议配置文件进行编码，生成编码信息作为接入协议信息，进一步的，对设备标识进行加密，得到密钥信息。
59.其中，设备标识是指用于唯一标识待接入设备的身份信息的符号，包括字母、数字、符号等一种或者多种进行组合，用于识别待接入设备。进一步的，设备标识还用于区分待接入设备的类型、安装位置等。
60.待接入设备的类型是指待接入设备的型号、用途等，例如，照明灯、排风机等；安装位置是指在真实场景下，待接入设备的安装地点等。
61.在本实施例中，通过获取待接入设备的设备标识，通过设备标识区分待接入设备的驱动协议，有利于将各个驱动协议不相同的设备都接入到智能网关中，通过设备标识生成待接入设备的接入协议信息，便于区分不同类型的接入设备，从而提高了连接不同类型的待接入设备的兼容性。
62.在本实施例中，步骤s20中，对接入协议信息进行解码处理，得到待接入设备的协议驱动文件和密钥信息，包括：
63.s201，对接入协议信息进行解码处理，得到待接入设备的协议信息。
64.s202，基于协议驱动文件，确定待接入设备的协议语言，并基于协议语言，获取待接入设备的属性数据。
65.s203，基于协议语言和属性数据，生成待接入设备的协议驱动文件。
66.具体的，协议语言是指各个待接入设备的传输协议语言，包括但不限于tcp、mqtt等，属性数据是指待接入设备的设备数据，包括驱动芯片、驱动接口、启动接口以及对应的指令等，根据协议语言和属性数据，共同生成待接入设备的协议驱动文件，根据协议驱动文件配置待接入设备，使得待接入设备正常工作，使得智能网关可以接收到待接入设备上传的状态数据，实现对工业场景的监控。
67.在本实施例中，通过对接入协议信息进行解码处理，再根据待接入设备的接入协议信息中的属性数据和协议语言，生成协议驱动文件，并将协议驱动文件存储在智能网关中，当待接入设备接入成功炳恒正常工作后，则通过协议驱动文件实时控制待接入设备的工作状态，保证对工业控制的控制效果，另外，通过每个待接入设备的协议语言和属性数据，对应生成协议驱动文件，进一步兼容各个待接入设备的驱动协议的差异。
68.在本实施例中，在步骤s30中，基于密钥信息，对待接入设备进行安全认证，得到认证结果，包括：
69.s301，获取待接入设备的设备标识，通过设备标识生成验证密钥信息。
70.s302，将验证密钥信息与密钥信息进行比较，得到比较结果，基于比较结果，确定认证结果。
71.具体的，从接入请求中，获取待接入设备的设备标识，根据预设的加密算法对设备标识进行加密，生成验证密钥信息，再将验证密钥信息与密钥信息进行比较，得到比较结果。比较结果是验证密钥信息与密钥信息一致，则认证结果为验证通过；比较结果是验证密钥信息与密钥信息不一致，则认证结果为验证不通过。
72.进一步的，根据密钥信息判断待接入设备的接入请求是否有效，例如接入请求的时间是否超过请求响应时间的最大值。
73.在本实施例中，根据待接入设备的设备标识，对待接入设备进行安全验证，从而保证提高设备接入时的容错率，提高设备接入的安全性。
74.在本实施例中，步骤s40中，根据认证结果，基于协议驱动文件，将待接入设备接入智能网关，包括：
75.s401，若认证结果为待接入设备通过验证，则将协议驱动文件存储到预设的镜像中心。
76.s402，通过协议驱动文件，对待接入设备进行配置，得到智能网关接入结果。
77.具体的，智能网关基于嵌入式处理器构建，建立嵌入式操作方式等。作为一种优选
的实现方式，智能网关基于docker容器构建，生成镜像中心，将每个待接入设备的协议驱动文件存储在镜像中心中，镜像中心用于将每一个接入的设备的协议驱动文件下发到网关设备中，通过网关设备对待接入设备进行配置，实现待接入设备的成功接入。
78.在本实施中，通过镜像中心对每个待接入设备的协议驱动文件进行统一管理，通过镜像中心将协议驱动文件下发到各区域的网关设备中进行配置，实现地域性的设备接入，使得智能网关可覆盖更宽面积的场景监控和设备控。
79.在本实施例中，在步骤s40，在根据认证结果，基于协议驱动文件，将待接入设备接入智能网关之后，包括：
80.s50，当接收到待接入设备的数据上传请求时，获取数据上传请求的上传数据。
81.s51，确定上传数据的数据类型，并基于数据类型，执行相应的计算操作。
82.具体的，当待接入设备的数据上传请求时，获取待接入设备的上传数据，并确定上传数据的数据类型，根据数据类型，执行相应的计算操作之后，根据计算结果执行相应的操作。
83.具体的，当接收到视频数据时，则对视频数据进行ai分析，对视频数据中的人、宠物等特殊事件进行检测，当在视频中检测到特定时间，则对视频进行处理，将特定时间所在的视频帧进行操作，将包含特定时间的视频帧截取保存，并基于对应的特定事件触发通知。
84.其中，特定事件包括但不限于人类侵入、流浪宠物闯入以及烟雾事件等。
85.进一步的，对上传数据进行读取，当某一设备的数据存在异常，则基于预先设置的规则引擎，联动与该设备相关的设备启动相应的操作，具体是：温度传感器当前获取的数据低于室温，则调动空调并将空调打开，实现多设备在变化场景下的智能联动。
86.进一步，智能网关基于消息队列接收各个设备的上传数据。消息队列(message queue)是分布式系统中重要的组件，用于控制消息的并发量，其中，消息队列主要将解决了应用耦合、异步处理等问题。消息队列技术包括但不限于kafka等。
87.进一步的，作为一种可选的实现方式，可以采用流式计算对设备上传的数据进行处理。
88.在本实施例中，当待接入设备接入智能网关之后，接收待接入设备的上传数据，根据上传数据判断监控场景下的特定事件，根据特定事件执行相应的操作，提高工业控制或者多场景联动的智能化。
89.应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
90.在一实施例中，提供一种基于智能网关的设备接入装置，该基于智能网关的设备接入装置与上述实施例中基于智能网关的设备接入方法一一对应。
91.如图3所示，该基于智能网关的设备接入装置包括：
92.接入协议生成模块31，用于当接收到待接入设备的接入请求时，从接入请求中获取待接入设备的接入协议信息。
93.协议驱动获取模块32，用于对接入协议信息进行解码处理，得到待接入设备的协议驱动文件和密钥信息。
94.安全认证模块33，用于基于密钥信息，对待接入设备进行安全认证，得到认证结
果。
95.网关接入模块34，用于根据认证结果，基于协议驱动文件，将待接入设备接入智能网关。
96.在本实施例中，接入协议生成模块31包括：
97.设备标识获取单元，用于从接入请求中，获取待接入设备的设备标识。
98.接入协议生成单元，用于根据设备标识获取对应的待接入设备的协议配置文件，并根据协议配置文件生成对应的接入协议信息。
99.在本实施例中，协议驱动获取模块32包括：
100.协议信息生成单元，用于对接入协议信息进行解码处理，得到待接入设备的协议信息。
101.属性数据获取单元，用于基于协议驱动文件，确定待接入设备的协议语言，并基于协议语言，获取待接入设备的属性数据。
102.协议驱动获取单元，用于基于协议语言和属性数据，生成待接入设备的协议驱动文件。
103.在本实施例中，安全认证模块33包括：
104.密钥信息生成单元，用于获取待接入设备的设备标识，通过设备标识生成验证密钥信息。
105.认证结果确认单元，用于将验证密钥信息与密钥信息进行比较，得到比较结果，基于比较结果，确定认证结果。
106.在本实施例中，网关接入模块34包括：
107.驱动存储单元，用于若认证结果为待接入设备通过验证，则将协议驱动文件存储到预设的镜像中心。
108.设备接入单元，用于通过协议驱动文件，对待接入设备进行配置，得到智能网关接入结果。
109.在本实施例中，基于智能网关的设备接入装置还包括：
110.数据接收模块，用于当接收到待接入设备的数据上传请求时，获取数据上传请求的上传数据。
111.操作执行模块，用于确定上传数据的数据类型，并基于数据类型，执行相应的计算操作。
112.其中上述模块/单元中的“第一”和“第二”的意义仅在于将不同的模块/单元加以区分，并不用于限定哪个模块/单元的优先级更高或者其它的限定意义。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块，本技术中所出现的模块的划分，仅仅是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式。
113.关于基于智能网关的设备接入装置的具体限定可以参见上文中对于基于智能网关的设备接入方法的限定，在此不再赘述。上述基于智能网关的设备接入装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于
处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
114.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图4所示。该计算机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，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机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。该计算机设备的数据库用于存储基于智能网关的设备接入方法中涉及到的数据。该计算机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基于智能网关的设备接入方法。
115.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中基于智能网关的设备接入方法的步骤，例如图2所示的步骤s10至步骤s40及该方法的其它扩展和相关步骤的延伸。或者，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中基于智能网关的设备接入装置的各模块/单元的功能，例如图3所示模块31至模块34的功能。为避免重复，这里不再赘述。
116.所述处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
117.所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述计算机装置的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、视频数据等)等。
118.所述存储器可以集成在所述处理器中，也可以与所述处理器分开设置。
119.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中基于智能网关的设备接入方法的步骤，例如图2所示的步骤s10至步骤s40及该方法的其它扩展和相关步骤的延伸。或者，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中基于智能网关的设备接入装置的各模块/单元的功能，例如图3所示模块31至模块34的功能。为避免重复，这里不再赘述。
120.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，所述的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，本技术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。
121.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
122.以上所述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精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。