[发明专利]一种基于单端口的多协议设备管理方法

说明书

本发明提供一种基于单端口的多协议设备管理方法，该方法通过一系列的处理方式，在一个端口上实现多种设备协议的绑定，所有设备可以连接在一个端口上，实现各种设备在同一个端口下独立的运行各自的数据处理算法，互不干涉，在端口连接资源紧张时，新开一个端口即可实现设备处理能力的提升，解决了端口资源被大量占用、资源分配不合理的情况。属于物联网平台技术领域。

技术领域

本发明涉及一种基于单端口的多协议设备管理方法，属于物联网平台技术领域。

背景技术

中央明确，到2020年要确保建成8亿亩高标准农田，2019年至少要创建8000万亩。高标准农田中需要有各种传感器、阀门控制设备、泵房控制设备、机械化设备等各种设备来辅助完成高标准农田的建设。其中和灌溉息息相关的水资源管理、土壤湿度、温度、当地气象情况、水肥使用情况等都需要依靠传感器的数值来反映，把传感器的数据收集记录到数据库中，通过大量的数据分析可以初步实现灌溉的智能化。灌溉智能化的基础是大数据来源。农业大数据来源传感器数据的持续采集回传，其中物联网平台的作用就凸显出来。物联网平台是连接田间设备，提供传感器采集通道、存储数据、提供设备控制能力的重要平台。需要管理数量庞大的各式各样设备，需要针对每种设备进行数据的编码与解码。

物联网平台需要连接很多不同设备，每种设备都有其特定的数据处理方式，因此需要不同的算法对设备进行匹配，现有技术的处理方法把不同设备连接到不同端口上，每种端口绑定一种特定设备，连接到该端口上的设备使用预先定义好的数据编码、解码算法进行数据解析，该技术存在如下缺点：1、一个端口适配一种协议；2、设备类型多的时候需要占用过多的端口；3、可能会出现端口资源不够的情况；4、会出现占用资源而不使用的情况，对资源浪费。

发明内容

本发明提供一种基于单端口的多协议设备管理方法，该方法通过一系列的处理方式，实现各种设备在同一个端口下独立的运行各自的数据处理算法，互不干涉。解决了端口资源被大量占用、资源分配不合理的情况。

为解决上述问题，拟采用这样一种基于单端口的多协议设备管理方法，该方法在在单端口上实现一个公共接口，该接口实现以下功能：设备注册协议、设备编码协议、设备解码协议和设备注销协议，当设备通过TCP连接到该端口时，通过内部机制完成设备的注册，设备通过注册后映射成为虚拟设备，该虚拟设备有设备编码能力、设备解码能力、设备超时注销机制，通过上述机制对设备有着完整的对应控制能力，框架只需要管理虚拟设备，设备的协议内置于虚拟设备中，各设备完成注册流程便转化为虚拟设备，端口与协议不再有绑定关系，借此实现一个端口下的多协议设备兼容。

虚拟设备的注册：每个设备都有自己的驱动文件，驱动文件继承上述公共接口，由框架负责驱动管理，能够实现驱动的动态加载，当设备连接到服务器端口上时，自动发送一条注册信息，框架使用该条注册信息轮询所有驱动中的设备注册协议，当某个驱动中的设备注册协议能够正确解析注册信息时，锁定该设备类型，并根据注册信息填写相关属性、连接保存到驱动中，把驱动映射为虚拟设备存储到设备列表中，后续针对虚拟设备的操作就映射到实体设备上。

设备的解码：通过上述方法确认连接到服务器的虚拟设备，后续该设备连接发送过来的信息将会使用虚拟设备中内置的设备解码协议进行数据的解析，解析出来的数据推送到框架，由框架进行后续处理。

设备的编码：当要与设备通信时，框架找到该虚拟设备，调用虚拟设备编码协议，把控制命令通过设备编码协议转化为设备能够识别的数据，并将该数据通过虚拟设备中的连接发往设备端，实现与设备的通信。

设备生命周期管理：设备每间隔一定时间向服务端发送心跳包，虚拟设备内置定时器进行设备心跳包的检测，在规定时间内未收到心跳包，虚拟设备认为该设备变为不可用状态，将调用设备注销协议移除该条设备驱动，并关闭该连接，并通知框架设备列表移除该虚拟设备、释放内存，完成设备的注销。