一种基于OPCUA与MQTT协议的配网物联网通讯架构方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113595806A(43)申请公布日2021.11.02(21)申请号202111025923.9G16Y30/10(2020.01)(22)申请日2021.09.02G16Y30/00(2020.01)(71)申请人青岛联众芯云科技有限公司地址266300山东省青岛市胶州市胶东街道办事处青岛临空经济示范区站前大道1号临空服务大厦(72)发明人王双剑刘德波张亮李振潘洪(74)专利代理机构济南泉城专利商标事务所37218代理人张贵宾(51)Int.Cl.H04L12/24(2006.01)H04L29/06(2006.01)H04L29/08(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图2页(54)发明名称一种基于OPCUA与MQTT协议的配网物联网通讯架构方法(57)摘要本发明提供了一种基于OPCUA与MQTT协议的配网物联网通讯架构方法,提供一种通用并且相对简单的方法，即OPCUA+MQTT，工业物联网技术在通讯的过程中面临着众多的外部安全威胁，例如：信息泄露，篡改指令，越权操作，伪造重发，泛滥攻击等。面对这些威胁，OPCUA使用加密，签名，用户认证，权限访问控制，会话管理等方式一层一层完成深度防御。OPCUA最初的client与server之间的查询与响应的一对一模式，适合通讯节点较少，通讯信息量大且稳定持续的场景。在物联网的应用场景中，往往通讯节点比较多，但是节点间的通讯量不大，有时还需要一对多、多对一通讯。这时OPCUA+融合MQTT协议，就能很好的支持物联网的场景。因此本发明提供了配网物联技术下OPCUA的应用。CN113595806ACN113595806A权利要求书1/2页1.一种基于OPCUA与MQTT协议的配网物联网通讯架构，其特征在于,所述OPCUA协议是边设备和OPCUA服务器之间的通讯协议，边设备相当于客户端；客户端根据点表向OPCUA服务器发送获取节点值的报文，OPCUA服务器返回相应的值后，客户端将此值和其属性存储在数据中心，以MQTT协议备上送云主站；云主站为云平台，将OPCUA服务器的设备ID、节点ID信息发送给边设备，边设备接收后，向相应的OPCUA服务器发送采集指令，OPCUA服务器接受到节点采集指令后，将端设备的采集数据的节点值返回边设备，边设备将相应信息存储，后经云边协议传送给云平台。2.一种如权利要求1基于OPCUA与MQTT协议的配网物联网通讯架构的方法,其特征在于,具体包括以下步骤：S1云边通讯：S11：配置下载；配置文件包含了OPCUA服务器端的IP地址、端口连接参数，边设备与OPCUA服务端连接的安全参数、需要采集的节点内容参数，配置文件在云平台配置后，通过文件下发db文件的配置，或者通过协议下发配置文件的内容给边设备，边设备接收配置文件后存储，待解析；S12：配置解析；若为db文件下发，需对db文件的内容进行读取，分别解析；若为协议下发，需要根据云边协议对协议传输的配置条目内容进行提取，提取内容同db下发；S13采集数据上送；针对OPCUA采集的数据，存储在数据库，针对云平台的配置，从数据库提取响应的数据，按照云边协议上传到云端；S2边端通讯边端通讯包括规则发送和规则接收，边设备发送读取节点值的OPCUA协议给OPCUA服务器端，从OPCUA服务器端获取节点的值；S3数据存储数据存储分为两种:数据中心和Sqlite数据库；S4日志中心日志中心为操作日志存储。3.根据权利要求2所述的基于OPCUA与MQTT协议的配网物联网通讯架构的方法,其特征在于,步骤S12中若为db文件下发，需对db文件的内容进行读取，分别解析，其包括以下方式：解析各OPCUA服务端的安全参数，存储安全参数；解析各OPCUA服务端的连接参数，存储连接参数；解析各OPCUA服务端的内容参数，存储节点ID及节点其它信息。4.根据权利要求2所述的基于OPCUA与MQTT协议的配网物联网通讯架构的方法,其特征在于,步骤S2边端通讯包括以下步骤：S21：根据配置的安全参数，确定安全策略；S22：根据配置的连接参数，包括ip和端口，实现在安全策略下，与OPCUA服务器端的连接；S23：确认连接后，根据配置的节点参数，调取OPCUA采集的API函数；S24：解析得到的数据。5.根据权利要求2所述的基于OPCUA与MQTT协议的配网物联网通讯架构的方法,其特征在于,步骤S3数据存储中数据中心为方便向云端推送值；Sqlite数据库为存储在本地，用于节点数据存储，其存储格式包括设备id、节点id、节点名称、节点值、单位、节点读取时间、节2CN113595806A权利要求书2/2页点存储时间。6.根据权利要求2所述的基于OPCUA与MQTT协议的配