[发明专利]一种轻量级智慧农业异构物联网管理系统

权利要求书

1.一种轻量级智慧农业异构物联网管理系统，其特征在于，包括访问控制层、业务处理层、消息解析层和通信传输层；

所述访问控制层包括北向接口，用于实现配置管理、应用访问控制，提供访问安全控制策略；所述北向接口即应用访问接口；

所述业务处理层完成终端接入管理、动态配置管理、环境数据存储与获取，以及设备远程控制；

所述消息解析层用于完成终端鉴权与消息加解密处理；

所述通信传输层包括南向接口，用于适配各类异构物联网终端，完成消息的统一收发；所述南向接口即终端接口；

所述系统根据传感器是否可动态扩展，将异构物联网终端定义为两种类型：可动态扩展的自定义传感器终端和不可动态扩展的固定传感器终端；

所述自定义传感器终端能够集成各类485接口的传感器，通过TCP/IP网络接入系统，并通过心跳机制保持与系统的双向长连接，所述系统通过所述通信传输层提供的TCP协议接口完成与所述自定义传感器终端的对接；

所述固定传感器终端由终端厂家根据场景在终端上固定传感器，不具扩展性，所述固定传感器终端使用WSN无线传感器网络和LPWAN低功耗广域网无线协议接入互联网，所述系统通过所述通信传输层提供的TCP、HTTP和MQTT这三类协议网络侧接口完成与所述固定传感器终端对应的网关系统的上下行消息通信，从而完成消息的统一收发；

所述业务处理层完成终端接入管理和动态配置管理，实现所述自定义传感器终端的传感器动态集成和即插即用；

其中，所述自定义传感器终端的传感器动态集成，通过如下方法实现：所述系统根据所述自定义传感器终端的传感器配置，整体下发其所有传感器的485查询指令和响应解析内容，终端接收后生效执行，从而使所述自定义传感器终端能够集成各类485接口的传感器；

所述自定义传感器终端的传感器的即插即用，通过如下方法实现：

步骤a1，确定新增传感器是否是所述系统已有的485传感器类型，如果是，执行步骤a2，如果不是，配置所述新增传感器的485请求命令和响应解析各个字段说明，485请求命令需配置字段包括：操作码、寄存器起始位置和寄存器长度，响应解析需配置字段包括：响应内容长度和响应内容起始位置，所述系统将所述新增传感器类型加入已知传感器类型；

步骤a2，确定所述新增传感器对应的终端设备，新增一条对应所述新增传感器的配置，填写所述新增传感器的485地址，配置所述新增传感器对应的生产单元，将所述新增传感器的485地址和对应的生产单元信息保存到传感器配置表中；

步骤a3，新增控制设备通过继电控制器配置完成，首先确定所述新增控制设备接入的继电控制器是否已配置过，如果已配置，则说明所述继电控制器的485地址和485命令参数已存在系统配置中；否则需要配置所述继电控制器的地址和485命令参数；然后配置所述新增控制设备对应的继电控制器控制单元，配置所述新增控制设备对应的生产单元；将所述新增控制设备的485地址和对应的生产单元信息保存到控制设备配置表中；

步骤a4，所述系统触发一条配置生效消息下发给所述新增传感器对应的自定义传感器终端，生效消息携带步骤a1和步骤a2中的配置参数；所述自定义传感器终端收到配置生效消息后生效，将所述新增传感器查询命令加入轮询队列，在下一轮请求查询所述新增传感器的数值并解析响应；

步骤a5，当所述自定义传感器终端上电时，所述自定义传感器终端开始初始化，初始化阶段会发送登录请求消息，登录请求消息携带终端ID，所述系统会根据终端ID解析传感器配置表和控制设备配置表，响应的登录成功消息中包含所述自定义传感器终端下所有传感器和控制设备的485查询指令与解析方法；

步骤a6，所述自定义传感器终端周期发送485传感器查询指令采集环境数据，达到上报周期时，会将所述自定义传感器终端下接入的所有传感器采集到的环境数据封装成一条上报消息发送给所述系统，上报消息中包含所述新增传感器采集到的环境数据；

对于所述固定传感器终端，分为两类终端：接入传感器的是采集类终端，接入继电控制器的是控制类终端；固定传感器终端接入所述系统后需要完成环境采集参数、控制参数、生产单元配置，具体方式为：

步骤a7，确定需要新增固定传感器的生产单元，后续固定传感器终端采集的环境参数将关联到所述生产单元；

步骤a8，在所述系统中选择固定传感器终端产品，如果所述系统不存在所述固定传感器终端产品，需要配置终端产品参数，包括：终端厂家、终端产品名称、采集或控制的参数，以及数据上报格式；对于接入传感器的固定传感器终端，配置采集的具体环境参数，对于接入继电控制器的固定传感器终端，配置继电控制器的控制单元数和每个控制单元对应的具体的控制设备；

步骤a9，将所述固定传感器终端部署在配置好的生产单元，启动后，所述固定传感器终端周期上报数据，上报数据包括传感器采集到的环境数据和控制继电器的各个控制单元的开关状态；所述系统根据步骤a8中配置的终端产品参数及数据上报格式，对上报的数据进行解析。