一種電力線載波通訊終端控制裝置、系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)領域，尤其涉及一種電力線載波通訊終端控制裝置、系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]隨著物聯(lián)網(wǎng)技術逐漸興起，物聯(lián)網(wǎng)在智能家居、智能樓宇、智能抄表中的應用越來越多。物聯(lián)網(wǎng)的底層接入網(wǎng)絡有電力線載波通訊(英文:Power Line Carrier,簡稱:PLC)、紫蜂協(xié)議(英文:Zigbee)、基于IEEE 802.1lb標準的無線局域網(wǎng)協(xié)議(英文:Wireless-Fidelity,簡稱:Wi_Fi)、以太等,其中PLC由于其特有的優(yōu)點，得到廣泛青睞。PLC可以直接利用已有的配電網(wǎng)絡作為傳輸線路，而電力線是覆蓋范圍最廣的網(wǎng)絡，它的規(guī)模是其他任何網(wǎng)絡無法比擬的，因此，PLC可以輕松地滲透到每個家庭，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造極大的空間。
[0003]現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)不像傳統(tǒng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡那樣各個層次比較分明，并且每個層次都有統(tǒng)一的協(xié)議。在實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)時，各個廠家定義的層次和每層的協(xié)議不太一樣，而且很多都是自己的私有協(xié)議，不利于多種廠家的設備互通。有一些大型廠商的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品各層協(xié)議設計的很復雜，優(yōu)點是功能比較強大，缺點是過于復雜，不適合中小型系統(tǒng)或通信質(zhì)量較差的場景下的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)。如圖1所示的現(xiàn)有的終端控制系統(tǒng)架構(gòu)圖中，整個系統(tǒng)被分為四至五層:最頂端的是應用及管理平臺，負責總體的控制以及管理；往下一層是采集器，和管理平臺通過傳輸控制協(xié)議(英文！Transmiss1n Control Protocol,簡稱:TCP) /因特網(wǎng)協(xié)議(英文:Internet Protocol,簡稱:IP)通信，負責數(shù)據(jù)存儲、采集、計算；其中，TCP/IP協(xié)議又稱為網(wǎng)絡通信協(xié)議；再往下一層是物聯(lián)網(wǎng)關，和采集器通過TCP/IP協(xié)議通信，負責發(fā)現(xiàn)終端，管理終端入網(wǎng)；最底層就是終端，所述終端和網(wǎng)關通過以太網(wǎng)協(xié)議或W1-Fi通信。所以現(xiàn)有技術中，控制命令從應用下發(fā)到終端要經(jīng)過四個層次。該控制系統(tǒng)功能很全，也便于擴展，但是所需的硬件較多，軟硬件開發(fā)難度較大，并且負荷過重，不利于中小型系統(tǒng)的控制和調(diào)度。
[0004]一些小廠商和大廠商的做法就是兩個極端，多數(shù)直接控制物聯(lián)網(wǎng)終端，即將業(yè)務承載在協(xié)議中，不夠靈活，不利于功能擴展，也不利于多種終端的適配。
[0005]綜上所述，需要一種靈活的、能夠適應通信條件差的環(huán)境的終端控制技術。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明提供了一種電力線載波通訊PLC終端控制裝置、系統(tǒng)及方法，以構(gòu)建一個簡易、智能、靈活的物聯(lián)網(wǎng)中間件平臺，能夠適應通信條件差或不適合鋪設網(wǎng)線的場景。
[0007]第一方面，本發(fā)明提供了一種電力線載波通訊PLC終端控制裝置，應用于PLC終端控制系統(tǒng)，所述PLC終端控制系統(tǒng)包括所述裝置、PLC終端系統(tǒng)和消息隊列遙測傳輸MQTT發(fā)布器，所述裝置與所述PLC終端系統(tǒng)建立PLC連接，所述裝置與所述MQTT發(fā)布器建立以太連接；
[0008]所述裝置用于接收所述PLC終端系統(tǒng)發(fā)送的訂閱請求，所述訂閱請求包括PLC終端系統(tǒng)標識以及控制所述PLC終端系統(tǒng)的主題；根據(jù)所述訂閱請求在映射表中建立所述主題與所述PLC終端系統(tǒng)標識的對應關系，根據(jù)所述對應關系將訂閱響應消息發(fā)送給所述PLC終端系統(tǒng)，所述訂閱響應消息包括所述主題；接收所述MQTT發(fā)布器發(fā)布的控制消息，所述控制消息包括控制字和所述主題，所述控制字用于控制對所述主題的操作；根據(jù)所述對應關系，將所述控制消息發(fā)送給所述PLC終端系統(tǒng)。
[0009]在第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述裝置還用于在接收到所述PLC終端系統(tǒng)發(fā)送的訂閱請求前，接收所述PLC終端系統(tǒng)發(fā)送的注冊請求，所述注冊請求攜帶所述PLC終端系統(tǒng)標識；根據(jù)所述注冊請求在所述映射表中記錄所述PLC終端系統(tǒng)標識；向所述PLC終端系統(tǒng)發(fā)送所述注冊響應消息；
[0010]其中，當建立所述主題與所述PLC終端系統(tǒng)標識的對應關系時，所述裝置具體用于:根據(jù)所述訂閱請求中的所述PLC終端系統(tǒng)標識查找所述映射表，得到包括所述PLC終端系統(tǒng)標識的表項，將所述主題記錄在所述表項中。
[0011]結(jié)合第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述PLC終端系統(tǒng)包括PLC終端、與所述PLC終端連接的PLC前端PFE，所述裝置包括MQTT代理、與所述MQTT代理連接的PLC數(shù)據(jù)集中器H)C，所述PLC終端系統(tǒng)標識為PFE標識；
[0012]所述PDC用于接收所述PFE發(fā)送的所述訂閱請求，所述訂閱請求包括PLC幀頭以及MQTT訂閱消息，所述PFE標識攜帶在所述PLC幀頭中，所述主題攜帶在所述MQTT訂閱消息中；根據(jù)所述PFE標識查找所述映射表，得到包括所述PFE標識的表項，將所述主題記錄在所述表項中；刪除所述訂閱請求的PLC幀頭，得到所述MQTT訂閱消息，對所述MQTT訂閱消息進行以太封裝，將所述封裝后的MQTT訂閱消息發(fā)送給所述MQTT代理；
[0013]所述MQTT代理用于接收所述封裝后的MQTT訂閱消息。
[0014]結(jié)合第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式，在第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述MQTT代理還用于將所述訂閱響應消息發(fā)送給所述roc，所述訂閱響應消息為以太封裝的MQTT響應消息，所述MQTT響應消息中包括所述主題；
[0015]所述PDC還用于接收所述訂閱響應消息，對所述訂閱響應消息解封裝得到所述MQTT響應消息，根據(jù)所述主題查找所述映射表，得到所述PFE標識；為所述MQTT響應消息添加包括所述PFE標識的PLC幀頭，將添加了所述PLC幀頭的MQTT響應消息發(fā)送給所述PFE。
[0016]結(jié)合第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式或第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式，在第四種可能的實現(xiàn)方式中，所述PDC還用于接收所述MQTT代理轉(zhuǎn)發(fā)的所述控制消息，所述控制消息是所述MQTT發(fā)布器發(fā)送給所述MQTT代理的以太封裝的消息；解除所述控制消息的以太封裝；根據(jù)所述映射表中所述主題與所述PFE標識的對應關系，為所述控制消息添加包括所述PFE標識的PLC幀頭，將添加了所述PLC幀頭的所述控制消息發(fā)送給所述PFE。
[0017]第二方面，本發(fā)明提供了一種電力線載波通訊終端控制系統(tǒng)，包括第一方面或第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式或第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式或第一方面的第四種可能的實現(xiàn)方式所述的PLC終端控制裝置、PLC終端系統(tǒng)和消息隊列遙測傳輸MQTT發(fā)布器，所述PLC終端控制裝置與所述PLC終端系統(tǒng)建立PLC連接，所述裝置與所述MQTT發(fā)布器建立以太連接。
[0018]第三方面，本發(fā)明提供了一種電力線載波通訊PLC終端控制方法，應用于PLC終端控制系統(tǒng)，所述PLC終端控制系統(tǒng)包括PLC終端控制裝置、PLC終端系統(tǒng)和消息隊列遙測傳輸MQTT發(fā)布器，所述PLC終端控制裝置與所述PLC終端系統(tǒng)建立PLC連接，所述PLC終端控制裝置與所述MQTT發(fā)布器建立以太連接；
[0019]所述PLC終端控制裝置執(zhí)行所述方法，包括:
[0020]接收所述PLC終端系統(tǒng)發(fā)送的訂閱請求，所述訂閱請求包括PLC終端系統(tǒng)標識以及控制所述PLC終端系統(tǒng)的主題；
[0021]根據(jù)所述訂閱請求在映射表中建立所述主題與所述PLC終端系統(tǒng)標識的對應關系;
[0022]根據(jù)所述對應關系將訂閱響應消息發(fā)送給所述PLC終端系統(tǒng)，所述訂閱響應消息包括所述主題；
[0023]接收所述MQTT發(fā)布器發(fā)布的控制消息，所述控制消息包括控制字和所述主題，所述控制字用于控制對所述主題的操作；
[0024]根據(jù)所述對應關系，將所述控制消息發(fā)送給所述PLC終端系統(tǒng)。
[0025]在第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述在接收到所述PLC終端系統(tǒng)發(fā)送的訂閱請求前，所述方法還包括:
[0026]接收所述PLC終端系統(tǒng)發(fā)送的注冊請求，所述注冊請求攜帶所述PLC終端系統(tǒng)標識；
[0027]根據(jù)所述注冊請求在所述映射表中記錄所述PLC終端系統(tǒng)標識；
[0028]向所述PLC終端系統(tǒng)發(fā)送所述注冊響應消息；
[0029]其中，當建立所述主題與所述PLC終端系統(tǒng)標識的對應關系時，所述裝置具體用于:根據(jù)所述訂閱請求中的所述PLC終端系統(tǒng)標識查找所述映射表，得到包括所述PLC終端系統(tǒng)標識的表項，將所述主題記錄在所述表項中。
[0030]結(jié)合第三方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述PLC終端系統(tǒng)包括PLC終端、與所述PLC終端連接的PLC前端PFE，所述裝置包括MQTT代理、與所述MQTT代理連接的PLC數(shù)據(jù)集中器H)C，所述PLC終端系統(tǒng)標識為PFE標識；
[0031]所述接收所述PLC終端系統(tǒng)發(fā)送的訂閱請求，包括:
[0032]所述PDC接收所述PFE發(fā)送的所述訂閱請求，所述訂閱請求包括PLC幀頭以及MQTT訂閱消息，所述PFE標識攜帶在所述PLC幀頭中，所述主題攜帶在所述MQTT訂閱消息中；
[0033]所述PDC刪除所述訂閱請求的PLC幀頭，得到所述MQTT訂閱消息，對所述MQTT訂閱消息進行以太封裝，將所述封裝后的MQTT訂閱消息發(fā)送給所述MQTT代理；
[0034]所述MQTT代理接收所述封裝后的MQTT訂閱消息；
[0035]所述根據(jù)所述訂閱請求在映射表中建立所述主題與所述PLC終端系統(tǒng)標識的對應關系，包括:
[0036]根據(jù)所述PFE標識查找所述映射表，得到包括所述PFE標識的表項，將所述主題記錄在所述表項中。
[0037]結(jié)合第三方面的第二種可能的實現(xiàn)方式，在第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述對應關系將訂閱響應消息發(fā)送給所述PLC終端系統(tǒng)，包括:
[0038]所述MQTT代理將所述訂閱響應消息發(fā)送給所述H)C，所述訂閱響應消息為以太封裝的MQTT響應消息，所述MQTT響應消息中包括所述主題；
[0039]所述PDC接收所述訂閱響應消息，對所述訂閱響應消息解封裝得到所述MQTT響應消息，根據(jù)所述主題查找所述映射表，得到所述PFE標識；
[0040]所述PDC為所述MQTT響應消息添加包括所述PFE標識的PLC幀頭，將添加了所述PLC幀頭的MQTT響應消息發(fā)送給所述PFE。
[0041 ] 結(jié)合第三方面的第二種可能的實現(xiàn)方式或第三方面的第三種可能的實現(xiàn)方式，在第四種可能的實現(xiàn)方式中，所述接收所述MQTT發(fā)布器發(fā)布的控制消息，包括:
[0042]所述MQTT代理接收所述MQTT發(fā)布器發(fā)布的控制消息，并將以太封裝的所述控制消息轉(zhuǎn)發(fā)給所述roc ；
[0043]所述PDC接收所述MQT