【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据网关，特别涉及一种多路协议转换的数据网关。
技术介绍
1、由于市面上涉及的传感器、智能仪器仪表以及机械设备种类繁多，其通常采用不同的通信协议，例如modbus协议、opc-ua（open platform communications unifiedarchitecture，开放式产品通信统一架构）协议、profinet协议、mqtt（message queuingtelemetry transport，消息队列遥测传输）协议等，不同的通信协议的数据格式和编码方式不同，采用不同通信协议的设备之间无法进行通信，因此通信协议兼容性成为了制约设备间通信互联的一个重要问题。
2、为了解决通信协议协议兼容性的问题，人们设计出了各种通信协议转换器，但这些通信协议转换器通常是点对点连接的，只能实现单一的协议转换，适用环境较为狭窄，通用性不强。另外一种解决方案是设计出具有多协议转换能力的数据网关，为了具备更高的兼容性，这就要求数据网关具有数量众多的适用市面上常用通信协议的通信接口，同时能够对这些通信协议的数据进行转换，这对数据网关的处理能力也提出了更高的要求，从而导致具有高兼容性的数据网关具有更复杂的结构，相应的，其制造难度和制造成本也居高不下。
技术实现思路
1、本专利技术正是基于上述问题，提出了一种多路协议转换的数据网关，能够兼容各种通信协议实现多路协议转换的同时，具有更低的制造难度和制造成本。
2、有鉴于此，本专利技术第一方面提出了一种多路协议转换系
3、本专利技术第二方面提出了一种多路协议转换的数据网关，包括处理单元、存储单元和通信单元，所述存储单元包括非易失性存储单元和易失性缓存单元，所述通信单元包括具有多路标准通信接口的第一通信单元，所述第一通信单元通过所述标准通信接口与标准通信接口转换器连接，以通过所述标准通信接口转换器与采用不同通信协议的工业现场设备通信，所述处理单元被配置为：
4、通过所述第一通信单元监测各个标准通信接口的设备接入状态，所述标准通信接口的设备接入状态包括空置状态和接入状态；
5、当任一个标准通信接口的设备接入状态从空置状态切换为接入状态时，对相应的标准通信接口接入的工业现场设备进行初始化配置，所述初始化配置包括在所述易失性缓存单元中生成用于将所述工业现场设备所采用的第一通信协议转换为第二通信协议的虚拟协议转换模型；
6、通过所述第一通信单元获取所述工业现场设备传输的采用所述第一通信协议的第一通信数据；
7、将所述第一通信数据输入所述虚拟协议转换模型以将所述第一通信数据转换为采用所述第二通信协议的第二通信数据；
8、通过所述第一通信单元将所述第二通信数据传输给目标设备。
9、优选的，在对相应的标准通信接口接入的工业现场设备进行初始化配置的步骤中，所述处理单元被配置为：
10、接收所述工业现场设备发送的用于建立通信连接的握手数据包；
11、判断所述握手数据包为明文数据包还是加密数据包；
12、当所述握手数据包为明文数据包时，解析所述握手数据包以从所述握手数据包中提取协议特征和所述目标设备的通信地址；
13、根据所述协议特征确定所述工业现场设备所采用的第一通信协议；
14、根据所述目标设备的通信地址确定所述目标设备所采用的第二通信协议；
15、在所述易失性缓存单元中生成用于将第一通信协议转换为第二通信协议的虚拟协议转换模型。
16、优选的，在所述易失性缓存单元中生成用于将第一通信协议转换为第二通信协议的虚拟协议转换模型的步骤之前，所述处理单元被配置为：
17、获取所述易失性缓存单元中已经生成的虚拟协议转换模型列表；
18、判断所述虚拟协议转换模型列表中是否包含用于将第一通信协议转换为第二通信协议的虚拟协议转换模型；
19、当所述虚拟协议转换模型列表中包含用于将第一通信协议转换为第二通信协议的虚拟协议转换模型，生成通过所述虚拟协议转换模型执行将所述第一通信协议的数据转换为所述第二通信协议的协议转换处理线程。
20、优选的，所述通信单元还包括用于通过局域网或者广域网与后台服务器连接第二通信单元，在所述易失性缓存单元中生成用于将第一通信协议转换为第二通信协议的虚拟协议转换模型的步骤中，所述处理单元被配置为：
21、通过所述第二通信单元将所述第一通信协议的协议标识和所述第二通信协议的协议标识发送给所述后台服务器；
22、接收所述后台服务器返回的用于将第一通信协议转换为第二通信协议的虚拟协议转换模型，所述虚拟协议转换模型包括第一通信协议实体、第二通信协议实体、实体属性的标识符映射函数以及有效载荷转换函数；
23、将所述虚拟协议转换模型写入所述易失性缓存单元；
24、生成通过所述虚拟协议转换模型执行将所述第一通信协议的数据转换为所述第二通信协议的协议转换处理线程。
25、优选的，在生成通过所述虚拟协议转换模型执行将所述第一通信协议的数据转换为所述第二通信协议的协议转换处理线程的步骤中，所述处理单元被配置为：
26、获取所述工业现场设备的设备标识，或者所述数据网关上接入所述工业现场设备的标准通信接口的接口编号；
27、根据所述设备标识将所述协议转换处理线程与所述工业现场设备进行绑定，或者根据所述接口编号将所述协议转换处理线程与所述数据网关上接入所述工业现场设备的标准通信接口进行绑定。
28、优选的，在将所述第一通信数据输入所述虚拟协议转换模型以将所述第一通信数据转换为采用所述第二通信协议的第二通信数据的步骤中，所述处理单元被配置为：
29、实例化所述虚拟协议转换模型中的第一通信协议实体和第二通信协议实体得到第一通信协议实体实例和第二通信协议实体实例；
30、解析所述第一通信数据的包头部分得到所述第一通信数据的各个通信标识符的内容；
31、将所述通信标识符的内容赋值给所述第一通信协议实体实例中对应的标识符属性；
32、获取所述第一通信数据的有效载荷；
33、使用所述第一通信协议的有效载荷解码函数对所述第一通信数据的有效载荷进行解码得到对应所述有效载荷的明文内容；
34、将所述明文内容赋值给所述第一通信协议实体实例的有效载荷属性。
35、优选的，在将所述明文内容赋值给所述第一通信协议实体实例的有效载荷属性的步骤之后，所述处理单元被配置为：
36、通过所述标识符映射函数将所述第一通信协议实体实例的标识符属性映射到所述第二通信协议实体实例的标识符属性；
37、使用所述第二通信协议的有效载荷本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多路协议转换的数据网关，其特征在于，包括处理单元、存储单元和通信单元，所述存储单元包括非易失性存储单元和易失性缓存单元，所述通信单元包括具有多路标准通信接口的第一通信单元，所述第一通信单元通过所述标准通信接口与标准通信接口转换器连接，以通过所述标准通信接口转换器与采用不同通信协议的工业现场设备通信，所述处理单元被配置为：
2.根据权利要求1所述的数据网关，其特征在于，在对相应的标准通信接口接入的工业现场设备进行初始化配置的步骤中，所述处理单元被配置为：
3.根据权利要求2所述的数据网关，其特征在于，在所述易失性缓存单元中生成用于将第一通信协议转换为第二通信协议的虚拟协议转换模型的步骤之前，所述处理单元被配置为：
4.根据权利要求3所述的数据网关，其特征在于，所述通信单元还包括用于通过局域网或者广域网与后台服务器连接第二通信单元，在所述易失性缓存单元中生成用于将第一通信协议转换为第二通信协议的虚拟协议转换模型的步骤中，所述处理单元被配置为：
5.根据权利要求3或4所述的数据网关，其特征在于，在生成通过所述虚拟协议转换模型执行将
6.根据权利要求4所述的数据网关，其特征在于，在将所述第一通信数据输入所述虚拟协议转换模型以将所述第一通信数据转换为采用所述第二通信协议的第二通信数据的步骤中，所述处理单元被配置为：
7.根据权利要求6所述的数据网关，其特征在于，在将所述明文内容赋值给所述第一通信协议实体实例的有效载荷属性的步骤之后，所述处理单元被配置为：
8.根据权利要求4所述的数据网关，其特征在于，在判断所述握手数据包为明文数据包还是加密数据包的步骤之后，所述处理单元被配置为：
9.根据权利要求7所述的数据网关，其特征在于，所述虚拟协议转换模型还包括第一通信数据解密函数和第二通信数据加密函数，在将所述第一通信数据输入所述虚拟协议转换模型以将所述第一通信数据转换为采用所述第二通信协议的第二通信数据的步骤之前，所述处理单元被配置为：
10.根据权利要求2所述的数据网关，其特征在于，在根据所述协议特征确定所述工业现场设备所采用的第一通信协议的步骤之后，所述处理单元被配置为：
...【技术特征摘要】
1.一种多路协议转换的数据网关，其特征在于，包括处理单元、存储单元和通信单元，所述存储单元包括非易失性存储单元和易失性缓存单元，所述通信单元包括具有多路标准通信接口的第一通信单元，所述第一通信单元通过所述标准通信接口与标准通信接口转换器连接，以通过所述标准通信接口转换器与采用不同通信协议的工业现场设备通信，所述处理单元被配置为：
2.根据权利要求1所述的数据网关，其特征在于，在对相应的标准通信接口接入的工业现场设备进行初始化配置的步骤中，所述处理单元被配置为：
3.根据权利要求2所述的数据网关，其特征在于，在所述易失性缓存单元中生成用于将第一通信协议转换为第二通信协议的虚拟协议转换模型的步骤之前，所述处理单元被配置为：
4.根据权利要求3所述的数据网关，其特征在于，所述通信单元还包括用于通过局域网或者广域网与后台服务器连接第二通信单元，在所述易失性缓存单元中生成用于将第一通信协议转换为第二通信协议的虚拟协议转换模型的步骤中，所述处理单元被配置为：
5.根据权利要求3或4所述的数据网关，其特征在于，在生成通过所述虚拟协议转换模型执行将所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴有才，张国强，
申请(专利权)人：深圳市控汇智能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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