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一种多协议适配的物联网终端及其协议自适应方法


技术摘要:
本发明公开一种多协议适配的物联网终端及其协议自适应方法,包括数据传输通道、中央处理模块和接口;其中,数据传输通道与中央处理模块连通,中央处理模块与接口连通,并且,数据传输通道又与监控中心连通,接口又与外场设备基于多协议连通;中央处理模块包括协议自适  全部
背景技术:
物联网是新一代信息技术的重要组成部分,旨在利用局部网络或互联网等通信技 术把传感器、控制器、机器、人和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,实 现信息化、远程管理控制和智能化的网络。 物联网主要由多协议外场设备和数据处理系统组成。种类繁多的多协议外场设备 为适应不同的工作场景,必须采用不同的通信协议以满足数据传输时的速率、功耗、实时性 和安全性等要求。然而,传统的物联网数据处理系统中,不同协议间的设备无法实现即时通 信和数据共享,并没有真正实现人与物、物与物的互联互通,大大降低了物联网系统的实用 性和可行性。 例如将物联网技术应用在高速公路上,由于不少高速公路的投资主体不同或采用 分段修建方式,因而在一个省、一个地区的同一路段中,就同一机电设备而言也存在多种不 同的型号,各设备的协议、通讯接口各不相同,缺少相互的协调和统一,加大了高速公路管 理的难度。 因此,物联网系统要实用化,就必须解决不同协议的设备即时通信和数据共享的 问题。 为解决这一关键问题,需要建立不同协议间设备的即时通信系统,并基于该系统 建立数据共享、分析平台,真正实现人与物、物与物的互联互通,让物联网收集的大量数据 发挥更大的价值。 为解决上述问题,提出一种多协议适配的物联网终端及其协议自适应方法,兼容 Modbus-RTU、ModbusTCP、电力仪表协议、SNMP等通用通讯协议,以及常用机电设备品牌的自 定义通讯协议,该多协议适配的物联网终端不仅适用于高速公路,同样可以用于其他需要 数据信息采集的场合。 鉴于上述问题,本发明设计出一种多协议适配的物联网终端及其协议自适应方 法,本案由此产生。
技术实现要素:
本发明提供一种多协议适配的物联网终端及其协议自适应方法,该物联网终端适 用于各种协议、通讯接口的设备;当更新的外场设备协议、通讯接口与原设备不符时,依旧 能够与监控中心进行信息交互,且不同通讯协议的外场设备间能够实现信息交互,实现了 物联网终端的通用性,降低了管理的成本,同时提高了管理的效率;具体地,本发明是通过 以下技术方案实现: 一种多协议适配的物联网终端,包括数据传输通道、中央处理模块和接口;其中, 4 CN 111586027 A 说 明 书 2/5 页 数据传输通道与中央处理模块连通,中央处理模块与接口连通,并且,数据传输通道又与监 控中心连通,接口又与外场设备基于多协议连通;中央处理模块包括协议自适应模块,通过 该协议自适应模块根据不同的外场设备的输入数据选择合适通讯协议,实现协议自适应。 进一步,所述协议自适应模块能够适配的通讯协议包括Modbus-RTU、ModbusTCP、 电力仪表协议、SNMP通讯协议,以及机电设备的自定义通讯协议。 进一步,所述中央处理模块还包括数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块和 开关量模块;数据采集模块与开关量模块连通,控制相对应的接口采集外场设备数据;数据 处理模块接收并处理采集的数据,其与数据存储模块连通。 进一步,所述数据传输通道包括一种或多种入网模块。 优选地,上述的入网模块的入网方式为4G、以太网、NB中的任一种或多种。 进一步,接口包括若干串口和网口,串口和网口用于连接外场设备。 进一步,物联网终端还包括电源控制模块,其为物联网终端提供运行所需的电能。 进一步,中央处理模块与电源控制模块连通,监控采集电源控制模块的通电数据。 一种多协议适配的物联网终端的协议自适应方法,应用于所述的多协议适配的物 联网终端,包括以下步骤: 步骤一、将各类通讯协议输入协议自适应模块内进行训练细分存储; 步骤二、接收外场设备数据,将其解析; 步骤三、将解析后的外场设备数据与与数据库中储存的各种通讯协议细分后的数 据进行对比,选择相适配的通讯协议。 进一步,各种类通讯协议采用Kohonen神经网络进行训练各种类通讯协议采用 Kohonen神经网络进行训练,其步骤如下所述: 步骤一、网络初始化:初始化网络权值ω; 步骤二、距离计算:计算输入向量X=(x1,x2,…xn)与竞争层神经元j之间的距离dj 步骤三、神经元选择:把与输入向量X距离最小的竞争层神经元c作为最优匹配输 出神经元; 步骤四、权值调整:调整节点c和在其领域Nc(t)内包含的节点权系数,即 Nc(t)=(t|find(norm(post,posc)≤r)t=1,2,…,n ωij=ωij η(Xi-ωij) 式中,posc,post分别为神经元c和t的位置;norm计算两神经元之间的距离;r为领 域半径;η为学习速率;r,η一般随进化次数的增加而线性下降; 步骤五、判断算法是否结束,若没有结束,返回步骤二。 本发明的有益效果在于: 该物联网终端适用于各种协议、通讯接口的设备;当更新的外场设备协议、通讯接 口与原设备不符时,不需要同步更换相应的物联网终端,只需要通过物联网终端的协议自 适应模块,根据不同的外场设备,选择合适的通讯协议,实现不同通讯协议的外场设备间信 息交互,便于监控中心进行统一协调,实现了物联网终端的通用性,降低了设备管理的成 5 CN 111586027 A 说 明 书 3/5 页 本,同时提高了管理的效率。 采用的Kohonen神经网络训练,能够很好地达到自适应不同外场设备数据,方便了 管理员对不同种类的外场设备和数据进行管理,节省了运营成本,提高了使用效率。 附图说明 图1为本发明提供的一种物联网终端结构图; 图2为本发明提供的一种物联网终端运行的整体架构; 图3为本发明提供的Kohonen神经网络训练算法流程。 其中:1.监控中心;2.物联网终端;3.数据传输通道;31.入网模块;4.中央处理模 块;41.数据采集模块;42.数据处理模块;43.数据存储模块;44.开关量模块;45.协议自适 应模块;5.接口;6.电源控制模块;7.外场设备;8.手持设备。
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