[發明專利]一種基于路燈硬件平臺實現物聯網設備高并發通信的方法

有效

• 申請號: 201811035160.4
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109309599B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 董敏;池孫煌;畢盛
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L1/00;H04L29/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

1.一種基于路燈硬件平臺實現物聯網設備高并發通信的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)構建路燈設備消息類；

2)構建消息的解碼器完成緩沖區數據流到設備消息類的轉換；其中，結合Netty提供的幀長度解碼器LengthFieldBasedFrameDecoder來構建自定義的消息解碼器完成緩沖區數據流到設備消息類的轉換，包括以下步驟：

2.1)將自定義的設備消息解碼器類繼承幀長度解碼器類并構建包含最大幀長度、長度數據位偏移量、長度數據位所占字節數、長度調整量、初始跳轉字節這5個參數的構造方法，并在構造函數中調用父類同樣包含這5個參數的構造方法；

2.2)在自定義的設備消息解碼器中重寫父類的解碼方法，在解碼方法中通過調用父類的解碼方法將得到不受TCP半包粘包影響的、完整的數據流；

2.3)對數據流進行非空判斷，如果為空，說明沒有成功收到數據流，則解碼方法直接返回空；

2.4)新建路燈設備消息類并將數據流中的信息讀取到路燈設備消息類中，按照私有協議的順序以及各部分規定的字節數依次讀取識別碼、功能號、包長、設備識別號，之后根據包長構建容納包體的數組，并將相應長度的數據讀取到包體數組中，最后讀取校驗碼和結束碼；

3)構建數據流的編碼器完成設備消息類到緩沖區數據流的轉換；其中，結合Netty提供的消息轉消息編碼器MessageToMessageEncoder來構建數據流編碼器完成設備消息類到緩沖區數據流的轉換，包括以下步驟：

3.1)將自定義的數據流編碼器類繼承消息轉消息編碼器類并重寫編碼方法；

3.2)通過內存分配得到一個數據流緩沖區；

3.3)根據私有協議的順序將傳入的路燈設備消息類中的數據寫入到數據流緩沖區中；

4)通過添加校驗處理器完成設備消息的校驗；

5)通過添加心跳包處理器完成路燈設備在線狀態的維護與心跳包的回復；

6)通過業務處理器完成設備消息的功能識別與業務分發。

2.根據權利要求1所述的一種基于路燈硬件平臺實現物聯網設備高并發通信的方法，其特征在于：在步驟1)中，所述的路燈設備消息類是根據路燈設備的私有協議來構建的一個類，其成員變量包括消息頭、消息體和消息尾，其中，所述消息頭包括識別碼、功能號、包長、設備識別碼，所述消息體是指具體的業務信息，所述消息尾包括校驗碼和結束碼。

3.根據權利要求1所述的一種基于路燈硬件平臺實現物聯網設備高并發通信的方法，其特征在于：在步驟4)中，通過添加校驗處理器對步驟2)中得到的設備消息對象進行CRC校驗，以檢驗是否正確收到路燈設備發來的數據，若校驗錯誤則拋出異常，斷開與路燈設備間的連接，并且不將設備消息對象繼續透傳，即不執行后續的步驟。

4.根據權利要求1所述的一種基于路燈硬件平臺實現物聯網設備高并發通信的方法，其特征在于：在步驟5)中，通過添加心跳包處理器，對校驗通過的設備消息對象進行功能判定，如果是心跳包，則構建回復心跳包發送給路燈設備，之后繼續判定該設備是否已在線，如果沒有在線，需將其登錄注冊，登錄注冊后的設備如果發生掉線，心跳包處理器將會注銷該設備。

5.根據權利要求1所述的一種基于路燈硬件平臺實現物聯網設備高并發通信的方法，其特征在于：在步驟6)中，通過業務處理器完成消息的功能識別與業務分發，包括如下步驟：

6.1)在程序初始化的時候創建一個業務線程池；

6.2)在業務處理器中對設備消息對象的功能碼進行判定，選擇與功能碼對應的服務類對象；

6.3)將設備消息對象與對應的服務類對象封裝成任務類；

6.4)將封裝后的任務類分發到6.1)創建的業務線程池中；

當路燈設備發送的數據到達服務端后，首先通過自定義的設備消息解碼器類得到完整的路燈設備消息類對象，然后對該對象進行后續的數據包校驗、心跳包回復、業務服務類的分配；業務層的開發人員只需構建相應的業務服務類并為消息指定具體的服務類即可完成后續的業務層開發；當要發送數據包到路燈設備上的時候，只需要根據路燈設備識別碼找到對應的通道，通過私有協議構建路燈設備消息類對象，并寫入通道中即可。