CN112769689B - 可重构智能一体化网关***及重构方法 - Google Patents

可重构智能一体化网关***及重构方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种可重构智能一体化网关***及重构方法，包括：可重构智能一体化网关***，其特征在于，包括：串口、网口、级联网关、RS485总线、SBUS总线、继电器和TF卡；所述串口用于本地调试，所述网口用于本地或远程连接，所述级联网关用于网络扩展，所述RS485总线为本地终端总线，所述SBUS总线为本地电力总线，所述继电器用于本地开关设备扩展，所述TF卡用于网关日志的存储；所述串口、网口、级联网关、RS485总线、SBUS总线、继电器和TF卡均与网关***连接，进行总线重构和应用重构。通过重构技术，提高网关的灵活性，同时不影响网关总体***的稳定性，使应用***取得比较好的效益。

Description

可重构智能一体化网关***及重构方法
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体地，涉及一种可重构智能一体化网关***及重构方法。
背景技术
智能一体化网关，是“智汇管家”***中的核心装置，主要用于云端、本地和总线各类节点的消息转发、控制。现有的产品中，网关的功能是固化前就设计好的，针对现有***中的节点设备进行信息交互。在不同的应用场合，***中引入不同厂家的产品，软件需要重新开发，甚至有些设备之间的自定义通讯协议的不兼容，导致网关原有的架构无法实现。
专利文献CN105959215A(申请号：CN201610457922.4)公开了一种通信网关硬件可重构方法，涉及通信领域。本方法首先，基于板卡电路和交叉开关设计一张电路网络，其中任何节点均可以进行点到点连通。其次，将物理接口和计算芯片集成到电路网络中，组成芯片资源布局图。再次，重构控制器对电路网络进行初始化检查，并对嵌入的计算芯片和物理层接口进行识别，了解资源信息。最后，重构控制器读取用户配置信息，对电路网络进行配置以连通所需的计算芯片与物理接口，对各个计算芯片进行编程与配置，组成***并实现用户所需的功能和性能。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可重构智能一体化网关***及重构方法。
根据本发明提供的可重构智能一体化网关***，其特征在于，包括：串口、网口、级联网关、RS485总线、SBUS总线、继电器和TF卡；
所述串口用于本地调试，所述网口用于本地或远程连接，所述级联网关用于网络扩展，所述RS485总线为本地终端总线，所述SBUS总线为本地电力总线，所述继电器用于本地开关设备扩展，所述TF卡用于网关日志的存储；
所述串口、网口、级联网关、RS485总线、SBUS总线、继电器和TF卡均与网关***连接，进行总线重构和应用重构。
优选的，所述总线重构包括同类总线重构；
同类总线通讯介质相同，总线特性一致，但通讯速率不同或通讯协议不同；
通过速率转换器和协议转换器以硬件形式或嵌入软件形式，将同类总线转换成智能网关统一格式的总线。
优选的，所述总线重构还包括异类总线重构；
异类总线通讯介质不同，包括无线通讯和有线通讯；
通过无线转换器和有线转换器以硬件形式，将异类总线转换成同类总线；
通过总线重构，将***中各类总线的设备统一到重构的总线中，进行统一控制、管理。
优选的，所述应用重构的对象包括：
点位应用：组织网关***中所有接入终端的端口；
逻辑应用：实现接入终端间的逻辑时序控制；
复杂控制应用：根据不同需求提供相应的重构方法。
优选的，所述点位应用包括照明场景和插座场景，采用编制点位表、逻辑功能表和功能映射表，映射到输入和输出中。
优选的，所述逻辑应用包括水泵场景和风机场景，根据输入状态和时延对应用进行自定义编码，形成编码记录并下载到网关逻辑记录区中，由网关APP解析并执行应用功能。
优选的，所述复杂控制应用包括：开发网关平台的应用函数，形成可重入执行的代码，然后下载到网关的函数表区域中，由网关APP直接调用执行应用函数，从而实现复杂控制应用。
优选的，对应用可重构地址空间进行划分，包括：
IAPBOOT在线编程的启动代码区：用于代码更新；
点位表记录区：用于***的点位信息存储；
逻辑表记录区：用于***的逻辑功能的存储；
功能映射表记录区：用于基本功能的存储；
通讯总线表映射区：用于各类总线的重构；
协议表映射区：用于各类总线协议的转换；
自定义逻辑表记录区：用于自定义的复杂逻辑应用存储；
应用函数表记录区：用于自定义复杂功能存储；
网关APP代码区：用于网关应用功能代码的存储。
根据本发明提供的智能一体化网关重构方法，包括：
步骤1：按目标设备的接口进行分类；
步骤2：对设备通讯协议进行参数化，通过映射到智能一体化网关的预设协议命令码、协议参数，形成映射参数记录；
步骤3：将映射参数记录下载到网关内部的记录表中进行网关配置，检索执行记录表映射记录，执行映射数据到相应的设备，并对相应设备的应答数据的信息进行提取，填充到智能网关统一的协议参数，供本地或云端使用；
步骤4：对于不同接口类型的设备、不同通讯参数的设备，同智能一体化网关的接口重映射，以及通讯参数重映射，来达到接口和协议参数兼容，从而实现应用的可重构。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明使用了总线重构技术，统一成网关总线，提高了***的适应性，减少了不同类产品接入***的难度，增加了***设备的可选范围；
2、本项目使用了应用重构技术，提高了***应用的开发效率，兼顾简单、复杂应用的快速实施，减少了开发时间，同时应用重构技术不改变网关***软件架构和运行代码，降低传统开发新应用引入导致***不稳定的风险，提高了***的可靠性；
3、本发明的应用可重构方法，能够实现对不同应用场合的不同设备进行信息交互。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为智能一体化网关总体结构；
图2为总线重构图；
图3为应用重构图；
图4为重构地址空间图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例：
本发明提供了一种可重构的智能一体化网关，通过重构技术，按目标设备的接口进行分类，设备通讯协议进行参数化，通过映射到智能一体化网关的预先统一制订的协议命令码、协议参数，形成映射参数记录，这些参数记录可以通过智能一体化网关内部的解释器，解释执行相应的记录，这些记录通过在线下载的方式下载到网关内部的记录表中，配置网关，检索执行记录表映射记录，执行映射数据到相应的设备，并对相应设备的应答数据的信息进行提取，填充到智能网关统一的协议参数，供本地或云端使用。对于不同接口类型的设备、不同通讯参数的设备，同智能一体化网关的接口重映射，已经通讯参数重映射，来达到接口和协议参数兼容，从而实现应用的可重构。
本发明公开了一种可重构的智能一体化网关，包括：
如图1，智能一体化网关101具有硬件和软件两大部分。其中硬件包括：串口102用于本地调试、网口103用于本地或远程连接、级联网关104用于网络扩展、RS485总线主105用于本地终端总线，S-bus总线主106用于本地电力总线、继电器107用于本地开关设备扩展、TF卡108用于网关日志的存储。
软件部分是软件114。软件114中包含STM32F4HAL底层驱动109、Rt-thread实时***110、APP核心软件111。核心软件111中包含总线重构区、应用重构区。
如图2，总线重构201包含同类总线重构208用于同类介质的总线和异类总线重构202用于非同类介质。
同类总线是通讯介质相同，总线特性一致。但通讯速率209不同或者通讯协议210不同。针对不同情况，通过专用速率转换器211、专用协议转换器212，转换器可以是硬件形式也可以是嵌入软件形式，转换成智能网关统一格式的总线213。异类总线是通讯介质不同，分为无线通讯203、有线通讯204。针对不同情况，同专用无线转换器205和专用有线转换器206，转换成同类总线207(208)，转换器是硬件模式的设备。通过总线重构，将***中各类总线的设备统一到重构的统一总线中，达到统一控制、统一管理的目的。
如图3，应用重构301包含3方面内容：点位应用302用于组织网关***中所有接入终端的端口、逻辑应用307用于实现接入终端间的逻辑时序控制、复杂控制应用312用于比逻辑应用更复杂的自定义应用。针对不同的内容，提供相应的重构方法。
点位应用302比较简单，如照明场景、插座场景，采用编制点位表306、逻辑功能表305、功能映射表304，映射到输入输出(端口输入、端口输出、传感器输入、控制输出)303。实现之间操作的目的。
逻辑应用307具有一定的复杂性，如水泵场景、风机场景，根据输入状态和一定的时延，点位应用难以完成。这里通过对应用功能进行自定义编码(工具软件)308，形成编码记录309，然后将这些记录下载到网关逻辑记录区310中，由网关APP解析执行应用功能311，从而实现较复杂逻辑应用的重构。
复杂控制应用312，开发网关平台的应用函数313，形成可重入执行的代码314，然后下载到网关的函数表区域315中，由网关APP直接调用执行应用函数316，从而实现复杂控制应用。
如图4，应用可重构地址空间401划分成几部分：IAPBOOT在线编程的启动代码区402用于代码更新，点位表记录区403用于***的点位信息存储，逻辑表记录区404用于***的逻辑功能的存储，功能映射表记录区405用于基本功能的存储、通讯总线表映射区406用于各类总线的重构、协议表映射区407用于各类总线协议的转换、自定义逻辑表记录区408用于自定义的复杂逻辑应用存储，应用函数表记录区409用于自定义复杂功能存储，网关APP代码区410用于网关应用功能代码。
通过上述的技术方案，实现了楼宇控制***中的应用可重构，提高了***的适应性、兼容性、扩展性以及工程实施的难度。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的***、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的***、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的***、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (2)

1.一种可重构智能一体化网关***，其特征在于，包括：串口、网口、级联网关、RS485总线、SBUS总线、继电器和TF卡；
所述串口用于本地调试，所述网口用于本地或远程连接，所述级联网关用于网络扩展，所述RS485总线为本地终端总线，所述SBUS总线为本地电力总线，所述继电器用于本地开关设备扩展，所述TF卡用于网关日志的存储；
所述串口、网口、级联网关、RS485总线、SBUS总线、继电器和TF卡均与网关***连接，进行总线重构和应用重构；
所述总线重构包括同类总线重构；
同类总线通讯介质相同，总线特性一致，但通讯速率不同或通讯协议不同；
通过速率转换器和协议转换器以硬件形式或嵌入软件形式，将同类总线转换成智能网关统一格式的总线；
所述总线重构还包括异类总线重构；
异类总线通讯介质不同，包括无线通讯和有线通讯；
通过无线转换器和有线转换器以硬件形式，将异类总线转换成同类总线；
通过总线重构，将***中各类总线的设备统一到重构的总线中，进行统一控制、管理；
所述应用重构的对象包括：
点位应用：组织网关***中所有接入终端的端口；
逻辑应用：实现接入终端间的逻辑时序控制；
复杂控制应用：根据不同需求提供相应的重构方法；
所述点位应用包括照明场景和插座场景，采用编制点位表、逻辑功能表和功能映射表，映射到输入和输出中；
所述逻辑应用包括水泵场景和风机场景，根据输入状态和时延对应用进行自定义编码，形成编码记录并下载到网关逻辑记录区中，由网关APP解析并执行应用功能；
所述复杂控制应用包括：开发网关平台的应用函数，形成可重入执行的代码，然后下载到网关的函数表区域中，由网关APP直接调用执行应用函数，从而实现复杂控制应用；
对应用可重构地址空间进行划分，包括：
IAPBOOT在线编程的启动代码区：用于代码更新；
点位表记录区：用于***的点位信息存储；
逻辑表记录区：用于***的逻辑功能的存储；
功能映射表记录区：用于基本功能的存储；
通讯总线表映射区：用于各类总线的重构；
协议表映射区：用于各类总线协议的转换；
自定义逻辑表记录区：用于自定义的复杂逻辑应用存储；
应用函数表记录区：用于自定义复杂功能存储；
网关APP代码区：用于网关应用功能代码的存储。
2.一种智能一体化网关重构方法，其特征在于，采用权利要求1所述的可重构智能一体化网关***，包括：
步骤1：按目标设备的接口进行分类；
步骤2：对设备通讯协议进行参数化，通过映射到智能一体化网关的预设协议命令码、协议参数，形成映射参数记录；
步骤3：将映射参数记录下载到网关内部的记录表中进行网关配置，检索执行记录表映射记录，执行映射数据到相应的设备，并对相应设备的应答数据的信息进行提取，填充到智能网关统一的协议参数，供本地或云端使用；
步骤4：对于不同接口类型的设备、不同通讯参数的设备，同智能一体化网关的接口重映射，以及通讯参数重映射，来达到接口和协议参数兼容，从而实现应用的可重构。
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