一种用于进行IoT设备之间跨协议通信的系统的制作方法

一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统
技术领域
1.本发明涉及物联网技术领域，具体为一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统。


背景技术：

2.物联网(internet of things，iot)是指通过互联网将各种物理设备连接起来，实现信息的交换和通信的技术。物联网设备之间的通信需要遵循一定的协议，即规定了数据的格式、语义、传输方式等内容的一组规则。目前，存在多种物联网协议，如基于ip的协议(如mqtt、coap、lwm2m、onem2m等)和非ip的协议(如zigbee、bluetooth、nfc、rfid等)。不同的物联网协议有各自的优缺点和适用场景，因此在实际应用中，可能需要使用多种物联网协议来满足不同的需求。
3.然而，不同物联网协议之间存在着数据格式、语义、传输方式等方面的差异和不兼容性，导致了通信的困难和低效。为了解决这个问题，目前存在以下几种方法：
4.使用统一接入层或中间件来实现不同物联网协议之间的转换和适配。这种方法可以实现多种物联网协议之间的兼容性和互操作性，但是也会增加通信的中间环节、降低通信的效率和实时性、增加对云端服务平台的依赖、降低通信的稳定性和安全性、降低通信的灵活性和智能性等；
5.使用动态协议选择和切换机制来实现不同物联网协议之间的通信。这种方法可以实现多种物联网协议之间的灵活性和智能性，但是也会增加通信的复杂度和开销、降低通信的效率和稳定性、增加设备的成本和功耗、降低通信的准确性和公正性等；
6.使用非ip协议适配模块来实现不同物联网协议之间的通信。这种方法可以实现多种物联网协议之间的兼容性和互操作性，但是也会增加通信的中间环节、降低通信的效率和实时性、增加对云端服务平台的依赖、降低通信的稳定性和安全性、降低通信的灵活性和智能性等；
7.综上所述，目前存在的解决不同物联网协议之间通信问题的方法都有各自的优缺点和适用场景，但是都不能完全满足物联网设备之间跨协议通信的需求。因此，本发明提出了一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统，该系统可以克服现有技术的不足，实现高效、稳定、安全、灵活、智能的跨协议通信。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统，具备兼容多种物联网协议、提供协议转换、适配、对接和优化功能、保证通信的安全性、利用人工智能模块提供数据分析、挖掘、可视化和决策功能、适用于多种物联网领域的优点，解决了现有技术中不同物联网协议之间通信难以实现、效率低下、不安全、功能单一、场景受限的问题。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统，包括一或多个iot设备、一个智能网关、一个云端服务和一个应用程序，其特征在
于：
10.所述的iot设备具有一个或多个传感器或执行器，以及一个支持多种物联网协议的无线通信模块；
11.所述的智能网关用于接收和转发iot设备通过不同物联网协议发送的数据包，并将其通过internet连接到所述的云端服务；
12.所述的云端服务用于对接收到的数据包进行解析、转换、存储和分析，并根据预设的规则或人工指令，向所述的iot设备发送控制命令或ota升级指令；
13.所述的应用程序用于向用户展示所述的iot设备的状态和数据，并提供用户与iot设备交互的界面。
14.优选的，所述的无线通信模块支持多种物联网协议，包括基于ip的协议和非ip的协议；
15.所述的基于ip的协议包括但不限于mqtt、coap、lwm2m、onem2m；所述的非ip的协议包括但不限于zigbee、bluetooth、nfc、rfid。
16.优选的，所述的智能网关包括一个协议转换模块、一个协议适配模块和一个协议对接模块；
17.所述的协议转换模块用于将不同物联网协议之间的数据格式和语义进行转换，包括以下步骤：
18.s1、解析源物联网协议的数据报文，提取其中的数据内容和元数据；
19.s2、根据目标物联网协议的数据格式要求，将数据内容和元数据进行编码和封装；
20.s3、根据目标物联网协议的语义要求，将数据内容和元数据进行映射和转换；
21.所述的协议适配模块用于将不同物联网协议之间的数据传输速率、有效范围、抗干扰性等特性进行适配，包括以下步骤：
22.s4、监测源物联网协议和目标物联网协议的数据传输速率、有效范围、抗干扰性等参数；
23.s5、根据源物联网协议和目标物联网协议的参数差异，选择合适的适配策略；
24.s6、根据所选的适配策略，对数据报文进行压缩、分割、重组、重传等操作；
25.所述的协议对接模块用于将不同物联网协议与http接口或ip协议进行对接，包括以下步骤：
26.s7、建立与http接口或ip协议的连接通道；
27.s8、将目标物联网协议的数据报文转换为http请求或ip数据包；
28.s9、将http响应或ip数据包转换为源物联网协议的数据报文。
29.优选的，所述的云端服务还包括一个非ip协议适配模块，用于将非ip的协议与ip协议进行适配，包括以下步骤：
30.s10、将非ip的协议的数据报文转换为ip协议的数据报文，或者将ip协议的数据报文转换为非ip的协议的数据报文；
31.s11、根据非ip的协议和ip协议之间的地址映射关系，将非ip的协议的地址转换为ip协议的地址，或者将ip协议的地址转换为非ip的协议的地址。
32.优选的，所述的云端服务还包括一个动态协议选择和切换机制，用于根据实时的网络状况和设备需求，选择最合适的物联网协议进行通信，并在需要时进行协议切换，包括
以下步骤：
33.s12、根据网络状况和设备需求，计算各种物联网协议的通信效果评分；
34.s13、根据通信效果评分，选择评分最高的物联网协议作为当前通信协议；
35.s14、定期或根据网络状况和设备需求的变化，重新计算各种物联网协议的通信效果评分；
36.s15、如果当前通信协议的评分低于其他物联网协议的评分，或者低于预设的阈值，则切换到评分最高的物联网协议作为新的通信协议。
37.优选的，所述的云端服务还包括一个加密和认证机制，用于保护数据的完整性和隐私，防止数据泄露或篡改，包括以下步骤：
38.s16、在源物联网设备和目标物联网设备之间建立安全通道，使用公钥加密和数字签名等技术进行密钥交换和身份验证；
39.s17、在源物联网设备和目标物联网设备之间进行数据传输时，使用对称加密和消息验证码等技术进行数据加密和认证；
40.s18、在源物联网设备和目标物联网设备之间接收数据时，使用对称解密和消息验证码等技术进行数据解密和验证。
41.优选的，所述的云端服务还包括一个人工智能模块，用于对不同物联网协议之间的转换和适配、动态协议选择和切换、加密和认证等过程进行智能优化和控制，以提高系统的性能和安全性；
42.所述的人工智能模块包括一个深度学习模块、一个强化学习模块和一个自适应模块；
43.所述的深度学习模块用于对不同物联网协议之间的数据格式和语义进行深度学习，以提高协议转换的准确性和效率；
44.所述的强化学习模块用于对不同物联网协议之间的数据传输速率、有效范围、抗干扰性等特性进行强化学习，以提高协议适配的灵活性和稳定性；
45.所述的自适应模块用于对网络状况和设备需求进行自适应调整，以提高协议选择和切换的智能性和实时性。
46.优选的，该系统还包括一个应用程序，用于向用户展示所述的iot设备的状态和数据，并提供用户与iot设备交互的界面；所述的应用程序通过物联网行业生态工作台实现与云端服务的“零”代码集成，并可在多种终端设备上运行。
47.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
48.1、本该系统能够实现不同物联网协议之间的数据转换、适配、对接和优化，提高通信的效率、安全性和可靠性，避免数据的丢失、延迟或错误。
49.2、该系统能够利用云端服务的人工智能模块，对数据进行分析、挖掘、可视化和决策，提供更多的功能和服务，如数据监测、预警、控制、优化等；
50.3、该系统适用于多种物联网领域，如智能交通、智能家居、智能医疗等，能够满足不同的用户需求和场景需求，提高用户的便利性和舒适性；
51.4、该系统使用智能网关作为中间层，将iot设备与云端服务进行连接，减少iot设备的计算和存储负担，延长iot设备的使用寿命和续航时间；
52.5、该系统使用标准化的http接口或ip协议与云端服务进行通信，方便与其他平台
或系统进行集成和协作，提高物联网的互操作性和兼容性。
附图说明
53.图1是本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统的结构示意图；
54.图2是本发明的智能网关中的协议转换模块、协议适配模块和协议对接模块的结构示意图；
55.图3是本发明的协议转换模块中的步骤示意图；
56.图4是本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统中智能网关中协议适配模块的工作流程示意图；
57.图5是本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统中智能网关中协议对接模块的工作流程示意图；
58.图6是本发明的云端服务中的非ip协议适配模块、动态协议选择和切换机制、加密和认证机制和的结构示意图；
59.图7是本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统中云端服务中非ip协议适配模块的工作流程示意图；
60.图8是本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统中云端服务中动态协议选择和切换机制的工作流程示意图；
61.图9是本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统中云端服务中加密和认证机制的工作流程示意图；
62.图10是本发明的人工智能模块中的功能示意图；
63.图11是本发明的应用程序中的数据展示模块、数据控制模块和数据更新模块的结构示意图；
64.图12是本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统在智能交通领域中的应用示意图。
具体实施方式
65.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
66.实施例1：
67.本实施例以智能农业领域为例，说明本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统的工作原理和应用效果。
68.本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统包括一或多个iot设备、一个智能网关、一个云端服务和一个应用程序。
69.本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统的工作原理如下：
70.在智能农业领域，存在多种类型和功能的iot设备，如温湿度传感器、土壤水分传感器、光照强度传感器、风速风向传感器、气象站、摄像头、无人机、灌溉系统、施肥系统、喷药系统等。这些iot设备使用不同的物联网协议进行通信，如zigbee、bluetooth、nfc、rfid
等非ip的协议，或者mqtt、coap、lwm2m、onem2m等基于ip的协议；
71.为了实现这些iot设备之间跨协议通信，需要使用智能网关作为协议转换、适配和对接的核心模块。智能网关可以接收和转发iot设备通过不同物联网协议发送的数据包，并将其通过internet连接到云端服务；
72.智能网关包括一个协议转换模块、一个协议适配模块和一个协议对接模块。这些模块的结构和功能如下：
73.协议转换模块用于将不同物联网协议之间的数据格式和语义进行转换。协议转换模块包括以下步骤：
74.解析源物联网协议的数据报文，提取其中的数据内容和元数据；
75.根据目标物联网协议的数据格式要求，将数据内容和元数据进行编码和封装；
76.根据目标物联网协议的语义要求，将数据内容和元数据进行映射和转换；
77.协议适配模块用于将不同物联网协议之间的数据传输速率、有效范围、抗干扰性等特性进行适配。协议适配模块包括以下步骤：
78.监测源物联网协议和目标物联网协议的数据传输速率、有效范围、抗干扰性等参数；
79.根据源物联网协议和目标物联网协议的参数差异，选择合适的适配策略；
80.根据所选的适配策略，对数据报文进行压缩、分割、重组、重传等操作；
81.协议对接模块用于将不同物联网协议与http接口或ip协议进行对接。协议对接模块包括以下步骤：
82.建立与http接口或ip协议的连接通道；
83.将目标物联网协议的数据报文转换为http请求或ip数据包；
84.将http响应或ip数据包转换为源物联网协议的数据报文；
85.为了实现iot设备与云端服务之间跨协议通信，需要使用云端服务作为协议适配、选择和切换、加密和认证、人工智能等功能的提供者。云端服务可以对接收到的数据包进行解析、转换、存储和分析，并根据预设的规则或人工指令，向iot设备发送控制命令或ota升级指令；
86.云端服务包括一个非ip协议适配模块、一个动态协议选择和切换机制、一个加密和认证机制和一个人工智能模块。这些模块的结构和功能如下：
87.非ip协议适配模块用于将非ip的协议与ip协议进行适配。非ip协议适配模块包括以下步骤：
88.将非ip的协议的数据报文转换为ip协议的数据报文，或者将ip协议的数据报文转换为非ip的协议的数据报文；
89.根据非ip的协议和ip协议之间的地址映射关系，将非ip的协议的地址转换为ip协议的地址，或者将ip协议的地址转换为非ip的协议的地址；
90.动态协议选择和切换机制用于根据实时的网络状况和设备需求，选择最合适的物联网协议进行通信，并在需要时进行协议切换。动态协议选择和切换机制包括以下步骤：
91.根据网络状况和设备需求，计算各种物联网协议的通信效果评分；
92.根据通信效果评分，选择评分最高的物联网协议作为当前通信协议；
93.定期或根据网络状况和设备需求的变化，重新计算各种物联网协议的通信效果评
分；
94.如果当前通信协议的评分低于其他物联网协议的评分，或者用户主动发起协议切换请求，执行协议切换操作；
95.加密和认证机制用于保证iot设备与云端服务之间跨协议通信的安全性和可信性。加密和认证机制包括以下步骤：
96.在iot设备与云端服务之间建立安全通道，使用对称加密或非对称加密算法对数据报文进行加密和解密；
97.在iot设备与云端服务之间进行身份认证，使用数字签名或数字证书等技术对数据报文进行签名和验证；
98.人工智能模块用于提高iot设备与云端服务之间跨协议通信的智能性和实时性。人工智能模块包括以下功能：
99.数据分析功能，用于对接收到的数据报文进行解析、转换、存储和分析，提取其中的有用信息和知识；
100.数据挖掘功能，用于对存储的数据进行挖掘、分类、聚类、关联、预测等操作，发现其中的规律和趋势；
101.数据可视化功能，用于对分析和挖掘的结果进行可视化展示，生成图表、报告、仪表盘等形式；
102.数据决策功能，用于根据分析和挖掘的结果，生成控制命令或ota升级指令，并向iot设备发送；
103.为了实现用户与iot设备之间跨协议通信，需要使用应用程序作为用户与iot设备交互的界面。应用程序可以向用户展示iot设备的状态和数据，并提供用户与iot设备交互的功能。应用程序通过物联网行业生态工作台实现与云端服务的“零”代码集成，并可在多种终端设备上运行；
104.物联网行业生态工作台是一种提供丰富模板和组件的开发平台，可以帮助用户快速构建适合不同物联网场景和需求的应用程序。物联网行业生态工作台可以实现与云端服务的“零”代码集成，即无需编写任何代码，就可以将应用程序与云端服务进行连接和交互；
105.应用程序包括一个数据展示模块、一个数据控制模块和一个数据更新模块。这些模块的结构和功能如下：
106.数据展示模块用于向用户展示iot设备的状态和数据。数据展示模块可以根据用户的选择或设置，以不同的形式展示不同类型或来源的数据，如表格、曲线、地图、视频等。
107.数据控制模块用于提供用户与iot设备交互的功能。数据控制模块可以根据用户的输入或指令，向iot设备发送控制命令或ota升级指令，实现对iot设备的远程控制和管理。数据控制模块可以提供不同的控制方式，如按钮、滑动条、语音、手势等；数据更新模块用于实现应用程序与云端服务之间的数据同步和更新。
108.数据更新模块可以根据用户的选择或设置，以不同的频率和方式从云端服务获取最新的数据，并将其展示给用户。数据更新模块可以提供不同的更新方式，如自动更新、手动更新、推送通知等；以上就是本发明实施例1中的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统的工作原理和应用效果。通过使用本发明实施例1中的系统，可以实现智能农业领域中多种类型和功能的iot设备之间跨协议通信，提高通信的效率、稳定性、安全性、灵活性和
智能性，同时为用户提供友好和便捷的交互界面。
109.实施例2：本实施例以智能家居领域为例，说明本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统的工作原理和应用效果。本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统包括一或多个iot设备、一个智能网关、一个云端服务和一个应用程序。
110.本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统的工作原理如下：在智能家居领域，存在多种类型和功能的iot设备，如智能灯泡、智能插座、智能空调、智能门锁、智能音箱、智能摄像头、智能电视等。这些iot设备使用不同的物联网协议进行通信，如zigbee、bluetooth、nfc、rfid等非ip的协议，或者mqtt、coap、lwm2m、onem2m等基于ip的协议；为了实现这些iot设备之间跨协议通信，需要使用智能网关作为协议转换、适配和对接的核心模块。智能网关可以接收和转发iot设备通过不同物联网协议发送的数据包，并将其通过internet连接到云端服务；智能网关包括一个协议转换模块、一个协议适配模块和一个协议对接模块。这些模块与实施例1中相同，不再赘述；
111.为了实现iot设备与云端服务之间跨协议通信，需要使用云端服务作为协议适配、选择和切换、加密和认证、人工智能等功能的提供者。云端服务可以对接收到的数据包进行解析、转换、存储和分析，并根据预设的规则或人工指令，向iot设备发送控制命令或ota升级指令；
112.云端服务包括一个非ip协议适配模块、一个动态协议选择和切换机制、一个加密和认证机制和一个人工智能模块。这些模块与实施例1中相同，不再赘述；为了实现用户与iot设备之间跨协议通信，需要使用应用程序作为用户与iot设备交互的界面。应用程序可以向用户展示iot设备的状态和数据，并提供用户与iot设备交互的功能。应用程序通过物联网行业生态工作台实现与云端服务的“零”代码集成，并可在多种终端设备上运行；
113.应用程序包括一个数据展示模块、一个数据控制模块和一个数据更新模块。这些模块与实施例1中相同，不再赘述；
114.以上就是本发明实施例2中的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统的工作原理和应用效果。通过使用本发明实施例2中的系统，可以实现智能家居领域中多种类型和功能的iot设备之间跨协议通信，提高通信的效率、稳定性、安全性、灵活性和智能性，同时为用户提供友好和便捷的交互界面。
115.实施例3：本实施例以智能医疗领域为例，说明本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统的工作原理和应用效果。本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统包括一或多个iot设备、一个智能网关、一个云端服务和一个应用程序。
116.本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统的工作原理如下：
117.在智能医疗领域，存在多种类型和功能的iot设备，如体温计、血压计、血糖仪、心电图仪、呼吸机、输液泵等。这些iot设备使用不同的物联网协议进行通信，如zigbee、bluetooth、nfc、rfid等非ip的协议，或者mqtt、coap、lwm2m、onem2m等基于ip的协议；为了实现这些iot设备之间跨协议通信，需要使用智能网关作为协议转换、适配和对接的核心模块。智能网关可以接收和转发iot设备通过不同物联网协议发送的数据包，并将其通过internet连接到云端服务；
118.智能网关包括一个协议转换模块、一个协议适配模块和一个协议对接模块。这些模块与实施例1中相同，不再赘述；
119.为了实现iot设备与云端服务之间跨协议通信，需要使用云端服务作为协议适配、选择和切换、加密和认证、人工智能等功能的提供者。
120.云端服务可以对接收到的数据包进行解析、转换、存储和分析，并根据预设的规则或人工指令，向iot设备发送控制命令或ota升级指令；云端服务包括一个非ip协议适配模块、一个动态协议选择和切换机制、一个加密和认证机制和一个人工智能模块。这些模块与实施例1中相同，不再赘述；为了实现用户与iot设备之间跨协议通信，需要使用应用程序作为用户与iot设备交互的界面。应用程序可以向用户展示iot设备的状态和数据，并提供用户与iot设备交互的功能。应用程序通过物联网行业生态工作台实现与云端服务的“零”代码集成，并可在多种终端设备上运行；应用程序包括一个数据展示模块、一个数据控制模块和一个数据更新模块。这些模块与实施例1中相同，不再赘述；
121.以上就是本发明实施例3中的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统的工作原理和应用效果。
122.通过使用本发明实施例3中的系统，可以实现智能医疗领域中多种类型和功能的iot设备之间跨协议通信，提高通信的效率、稳定性、安全性、灵活性和智能性，同时为用户提供友好和便捷的交互界面。
123.实施例4：本实施例以智能交通领域为例，说明本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统的工作原理和应用效果。
124.本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统包括一或多个iot设备、一个智能网关、一个云端服务和一个应用程序。本发明的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统的工作原理如下：
125.在智能交通领域，存在多种类型和功能的iot设备，如车载终端、路侧单元、红绿灯、摄像头、雷达、导航仪等。这些iot设备使用不同的物联网协议进行通信，如zigbee、bluetooth、nfc、rfid等非ip的协议，或者mqtt、coap、lwm2m、onem2m等基于ip的协议；为了实现这些iot设备之间跨协议通信，需要使用智能网关作为协议转换、适配和对接的核心模块。智能网关可以接收和转发iot设备通过不同物联网协议发送的数据包，并将其通过internet连接到云端服务；
126.智能网关包括一个协议转换模块、一个协议适配模块和一个协议对接模块。这些模块与实施例1中相同，不再赘述；为了实现iot设备与云端服务之间跨协议通信，需要使用云端服务作为协议适配、选择和切换、加密和认证、人工智能等功能的提供者。云端服务可以对接收到的数据包进行解析、转换、存储和分析，并根据预设的规则或人工指令，向iot设备发送控制命令或ota升级指令；
127.云端服务包括一个非ip协议适配模块、一个动态协议选择和切换机制、一个加密和认证机制和一个人工智能模块。这些模块与实施例1中相同，不再赘述；
128.为了实现用户与iot设备之间跨协议通信，需要使用应用程序作为用户与iot设备交互的界面。应用程序可以向用户展示iot设备的状态和数据，并提供用户与iot设备交互的功能。应用程序通过物联网行业生态工作台实现与云端服务的“零”代码集成，并可在多种终端设备上运行；
129.应用程序包括一个数据展示模块、一个数据控制模块和一个数据更新模块。这些模块与实施例1中相同，不再赘述；
130.以上就是本发明实施例4中的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统的工作原理和应用效果。通过使用本发明实施例4中的系统，可以实现智能交通领域中多种类型和功能的iot设备之间跨协议通信，提高通信的效率、稳定性、安全性、灵活性和智能性，同时为用户提供友好和便捷的交互界面。
131.其中不同物联网协议在数据格式和语义方面的差异。可以看出，非ip的协议(如zigbee、bluetooth、nfc、rfid)通常使用较简单的帧结构和较低的网络层协议，而基于ip的协议(如mqtt、coap、lwm2m、onem2m)通常使用较复杂的报文结构和较高的应用层协议。因此，在进行不同物联网协议之间的数据转换时，需要考虑这些差异，并进行相应的编码、封装、映射和转换操作，具体内容如表1所示。
132.[0133][0134]
表1
[0135]
不同物联网协议在数据传输速率、有效范围、抗干扰性等特性方面的差异。可以看出，非ip的协议(如zigbee、bluetooth、nfc、rfid)通常具有较低的数据传输速率，较短的有效范围，但较高的抗干扰性，适合用于近距离的低功耗的设备间通信，而基于ip的协议(如mqtt、coap、lwm2m、onem2m)通常具有较高的数据传输速率，较长的有效范围，但较低的抗干扰性，适合用于远距离的高效能的设备与云端服务之间通信。因此，在进行不同物联网协议之间的数据适配时，需要考虑这些差异，并选择合适的适配策略，如压缩、分割、重组、重传等操作，具体内容如表2所示。
[0136][0137]
表2
[0138]
其中，不同物联网协议与http接口或ip协议之间的地址映射关系的一些示例。可以看出，非ip的协议(如zigbee、bluetooth、nfc、rfid)通常使用不同的地址格式和长度，而基于ip的协议(如mqtt、coap、lwm2m、onem2m)通常使用类似的url格式。因此，在进行不同物联网协议与http接口或ip协议之间的数据对接时，需要考虑这些差异，并进行相应的地址转换和映射操作，具体内容如表3所示。
[0139]
[0140][0141]
表3
[0142]
其中，不同物联网协议之间跨协议通信的性能对比实验的一些示例。可以看出，不同物联网协议之间跨协议通信的性能会受到多种因素的影响，如数据格式、数据内容、数据频率、网络状况等。因此，在进行不同物联网协议之间跨协议通信时，需要根据实际的需求和场景，选择最合适的物联网协议，并使用智能网关和云端服务提供的功能来优化和提高通信性能，具体内容如表4所示。
[0143]
[0144][0145]
表4
[0146]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统，包括一或多个iot设备、一个智能网关、一个云端服务和一个应用程序，其特征在于：所述的iot设备具有一个或多个传感器或执行器，以及一个支持多种物联网协议的无线通信模块；所述的智能网关用于接收和转发iot设备通过不同物联网协议发送的数据包，并将其通过internet连接到所述的云端服务；所述的云端服务用于对接收到的数据包进行解析、转换、存储和分析，并根据预设的规则或人工指令，向所述的iot设备发送控制命令或ota升级指令；所述的应用程序用于向用户展示所述的iot设备的状态和数据，并提供用户与iot设备交互的界面。2.根据权利要求1所述的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统，其特征在于：所述的无线通信模块支持多种物联网协议，包括基于ip的协议和非ip的协议；所述的基于ip的协议包括但不限于mqtt、coap、lwm2m、onem2m；所述的非ip的协议包括但不限于zigbee、bluetooth、nfc、rfid。3.根据权利要求1所述的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统，其特征在于：所述的智能网关包括一个协议转换模块、一个协议适配模块和一个协议对接模块；所述的协议转换模块用于将不同物联网协议之间的数据格式和语义进行转换，包括以下步骤：s1、解析源物联网协议的数据报文，提取其中的数据内容和元数据；s2、根据目标物联网协议的数据格式要求，将数据内容和元数据进行编码和封装；s3、根据目标物联网协议的语义要求，将数据内容和元数据进行映射和转换；所述的协议适配模块用于将不同物联网协议之间的数据传输速率、有效范围、抗干扰性特性进行适配，包括以下步骤：s4、监测源物联网协议和目标物联网协议的数据传输速率、有效范围、抗干扰性参数；s5、根据源物联网协议和目标物联网协议的参数差异，选择合适的适配策略；s6、根据所选的适配策略，对数据报文进行压缩、分割、重组、重传操作；所述的协议对接模块用于将不同物联网协议与http接口或ip协议进行对接，包括以下步骤：s7、建立与http接口或ip协议的连接通道；s8、将目标物联网协议的数据报文转换为http请求或ip数据包；s9、将http响应或ip数据包转换为源物联网协议的数据报文。4.根据权利要求1所述的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统，其特征在于：所述的云端服务还包括一个非ip协议适配模块，用于将非ip的协议与ip协议进行适配，包括以下步骤：s10、将非ip的协议的数据报文转换为ip协议的数据报文，或者将ip协议的数据报文转换为非ip的协议的数据报文；s11、根据非ip的协议和ip协议之间的地址映射关系，将非ip的协议的地址转换为ip协议的地址，或者将ip协议的地址转换为非ip的协议的地址。5.根据权利要求1所述的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统，其特征在于：
所述的云端服务还包括一个动态协议选择和切换机制，用于根据实时的网络状况和设备需求，选择最合适的物联网协议进行通信，并在需要时进行协议切换，包括以下步骤：s12、根据网络状况和设备需求，计算各种物联网协议的通信效果评分；s13、根据通信效果评分，选择评分最高的物联网协议作为当前通信协议；s14、定期或根据网络状况和设备需求的变化，重新计算各种物联网协议的通信效果评分；s15、如果当前通信协议的评分低于其他物联网协议的评分，或者低于预设的阈值，则切换到评分最高的物联网协议作为新的通信协议。6.根据权利要求1所述的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统，其特征在于：所述的云端服务还包括一个加密和认证机制，用于保护数据的完整性和隐私，防止数据泄露或篡改，包括以下步骤：s16、在源物联网设备和目标物联网设备之间建立安全通道，使用公钥加密和数字签名技术进行密钥交换和身份验证；s17、在源物联网设备和目标物联网设备之间进行数据传输时，使用对称加密和消息验证码技术进行数据加密和认证；s18、在源物联网设备和目标物联网设备之间接收数据时，使用对称解密和消息验证码技术进行数据解密和验证。7.根据权利要求1所述的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统，其特征在于：所述的云端服务还包括一个人工智能模块，用于对不同物联网协议之间的转换和适配、动态协议选择和切换、加密和认证过程进行智能优化和控制，以提高系统的性能和安全性；所述的人工智能模块包括一个深度学习模块、一个强化学习模块和一个自适应模块；所述的深度学习模块用于对不同物联网协议之间的数据格式和语义进行深度学习，以提高协议转换的准确性和效率；所述的强化学习模块用于对不同物联网协议之间的数据传输速率、有效范围、抗干扰性特性进行强化学习，以提高协议适配的灵活性和稳定性；所述的自适应模块用于对网络状况和设备需求进行自适应调整，以提高协议选择和切换的智能性和实时性。8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的一种用于进行iot设备之间跨协议通信的系统，其特征在于，该系统还包括一个应用程序，用于向用户展示所述的iot设备的状态和数据，并提供用户与iot设备交互的界面；所述的应用程序通过物联网行业生态工作台实现与云端服务的“零”代码集成，并可在多种终端设备上运行。

技术总结
本发明公开了一种用于进行IoT设备之间跨协议通信的系统，该系统包括IoT设备、智能网关、云端服务和应用程序四个部分。该系统能够实现不同物联网协议之间的数据转换、适配、对接和优化，提高通信的效率、安全性和可靠性。该系统还能够利用云端服务的人工智能模块。该系统适用于多种物联网领域，如智能交通、智能家居、智能医疗等。本发明具有以下优点：兼容多种物联网协议，实现跨协议通信；使用智能网关和云端服务，提供协议转换、适配、对接和优化功能；使用加密和认证机制，保证通信的安全性；使用人工智能模块，提供数据分析、挖掘、可视化和决策功能；适用于多种物联网领域，提供更多的功能和服务。功能和服务。功能和服务。


技术研发人员：刘强
受保护的技术使用者：上海日羲科技有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/8/28