一种支持APP互联互通的嵌入式操作系统软件接口方法

本申请涉及通信网络技术领域，特别地，涉及一种支持APP互联互通的嵌入式操作系统软件接口方法。

APP之间的软件接口是实现一个APP跟另外APP进行信息交互的桥梁，在不同的APP之间，根据APP的关联程度的不同存在紧耦合和松耦合两种：紧耦合要求接口响应反应快，消息不能阻塞；松耦合对响应反应要求比较低。在目前的APP应用中，Socket、消息队列、WebService等都广泛应用于嵌入式操作系统中。

在电力系统中，数据规模和终端数量日益增多，各类终端中有许多APP应用服务以及后台管理需要更高的性能、更多的并发数量、更高的可扩展性以及更低的维护成本，现有的APP的软件接口方法因为没有统一的消息框架和接口规范，无法有效的支持量测设备的APP互联互通。

本申请提供了种支持APP互联互通的嵌入式操作系统软件接口方法，以解决现有APP的软件接口方法无法有效的支持量测设备的APP互联互通的技术问题。

本申请采用的技术方案如下：

一种支持APP互联互通的嵌入式操作系统软件接口方法，包括步骤：

量测设备的APP与外接设备交互时，根据外接设备的协议类型申请对应的协议组帧与外接设备进行数据交互，其中所述外接设备包括具有不同协议类型的电表；以及

所述量测设备的APP按照自身支持的协议格式与消息管理器并行发送数据；

所述量测设备的APP接收所述消息管理器发送的与发送的所述数据对应的响应消息，其中所述响应消息是所述消息管理器将接受到的APP的并发消息按照指定的格式进行拆解后，按照各个接收消息的APP支持的协议格式打包发送至各个接收消息的APP。

进一步地，所述量测设备APP与外接设备交互时，根据外接设备的协议类型申请对应的协议组帧与外接设备进行数据交互，具体包括步骤：

量测设备的APP通过电表档案添加进行自身APP的档案添加；

量测设备的APP根据添加的电表档案进行外接设备的协议识别，并根据协议识别结果，将对应的电表档案进行协议分类；

量测设备的APP根据协议分类向系统进行协议申请，获得与外接设备相匹配的协议类型；

量测设备的APP与外接设备交互时，根据动态获得的与外接设备相匹配的协议类型选取对应的协议组帧进行数据交互。

进一步地，协议申请完成后，若电表档案不变更，则无需再次申请，若电表档案发生变更时，则重新进行协议申请。

进一步地，所述消息管理器支持的协议格式包括下述中的至少一种：TCP；UDP；MQTT；HTTP。

进一步地，所述量测设备的APP按照自身支持的协议格式与消息管理器并行发送数据时，所述量测设备的APP之间采用消息订阅发布的方式进行消息交互，其中，同时允许量测设备的APP发布基于相关主题的消息、以及订阅相关主题的消息并接受到其他量测设备的APP所发布的相关主题的消息。

进一步地，所述量测设备的APP之间采用消息订阅发布的方式进行消息交互具体包括步骤：

发布消息的量测设备的APP向消息管理器发送连接请求；

对连接请求进行安全认证后，发布消息的量测设备的APP向消息管理器发送基于相关主题的消息；

对相关主题的消息进行安全认证后，消息管理器查订阅相关主题的消息的订阅者，所述订阅者为接收消息的量测设备的APP，所述接收消息的量测设备的APP事先订阅并接受所发布的相关主题的消息；

若到订阅相关主题的消息的订阅者，消息管理器将相关主题的消息发布至接收消息的量测设备的APP，反之，将相关主题的消息直接丢弃；

发布成功后，断开消息管理器与发布消息的量测设备的APP之间的连接。

本申请另一方面还提供了一种支持APP互联互通的嵌入式操作系统软件接口装置，包括：

协议动态申请模块，用于量测设备的APP与外接设备交互时，根据外接设备的协议类型申请对应的协议组帧与外接设备进行数据交互，其中所述外接设备包括具有不同协议类型的电表；

数据发送模块，用于所述量测设备的APP按照自身支持的协议格式与消息管理器并行发送数据；

APP数据交互模块，用于所述量测设备的APP接收所述消息管理器发送的与发送的所述数据对应的响应消息，其中所述响应消息是所述消息管理器将接受到的APP的并发消息按照指定的格式进行拆解后，按照各个接收消息的APP支持的协议格式打包发送至各个接收消息的APP。

进一步地，所述协议动态申请模块具体包括：

档案添加模块，用于量测设备的APP通过电表档案添加进行自身APP的档案添加；

协议分类模块，用于量测设备的APP根据添加的电表档案进行外接设备的协议识别，并根据协议识别结果，将对应的电表档案进行协议分类；

协议申请模块，用于量测设备的APP根据协议分类向系统进行协议申请，获得与外接设备相匹配的协议类型；

数据交互模块，用于量测设备的APP与外接设备交互时，根据动态获得的与外接设备相匹配的协议类型选取对应的协议组帧进行数据交互。

进一步地，所述数据发送模块具体包括：

连接请求模块，用于发布消息的量测设备的APP向消息管理器发送连接请求；

主题消息发送模块，用于对连接请求进行安全认证后，发布消息的量测设备的APP向消息管理器发送基于相关主题的消息；

订阅者查模块，用于对相关主题的消息进行安全认证后，消息管理器查订阅相关主题的消息的订阅者，所述订阅者为接收消息的量测设备的APP，所述接收消息的量测设备的APP事先订阅并接受所发布的相关主题的消息；

消息发布模块，用于若到订阅相关主题的消息的订阅者，消息管理器将相关主题的消息发布至接收消息的量测设备的APP，反之，将相关主题的消息直接丢弃；

连接断开模块，用于发布成功后，断开消息管理器与发布消息的量测设备的APP之间的连接。

本申请另一方面还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述支持APP互联互通的嵌入式操作系统软件接口方法的步骤。

本申请另一方面还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，在所述程序运行时控制所述存储介质所在的设备执行所述的支持APP互联互通的嵌入式操作系统软件接口方法的步骤。

相比现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请提供了一种支持APP互联互通的嵌入式操作系统软件接口方法及装置。本申请支持量测设备的不同APP在不同的量测设备硬件平台可以互联互通和消息传递，实现对各类APP的接入管理、在线监测和异常恢复等功能以及进行高并发、高性能消息的传输，确保APP间的安全性和交互性。本申请适应于量测设备的主控及外围硬件，规范APP接入流程和接入规范，并采用基于接口管理器的框架技术，用以支持量测设备的各类APP互联互通，各个APP之间通过接口管理器统一进行消息传递，接口管理器可以将各种不同的消息接口统一封装进行传递，保证各个APP对接口消息及时、有效、稳定和安全的处理。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本申请还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本申请作进一步详细的说明。

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请优选实施例的支持APP互联互通的嵌入式操作系统软件接口方法流程示意图。

图2是本申请优选实施例的步骤S1的子步骤流程示意图。

图3是本申请优选实施例的消息框架示意图。

图4是本申请优选实施例的消息数据格式示例图。

图5是申请优选实施例的多协议数据交互示例图。

图6是本申请优选实施例的步骤S2的子步骤流程示意图。

图7是本申请优选实施例的步骤S2的子步骤交互示意图。

图8是本申请优选实施例的支持APP互联互通的嵌入式操作系统软件接口装置模块示意图。

图9是本申请优选实施例的协议动态申请模块的子模块示意图。

图10是本申请优选实施例的数据发送模块的子模块示意图。

图11是本申请优选实施例的电子设备实体示意框图。

图12是本申请优选实施例的计算机设备的内部结构图。

图13是本发明优选实施例提供的一种适应于量测设备的APP互联互通总体框架的结构示意图。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参照图1，本申请的优选实施例提供了一种支持APP互联互通的嵌入式操作系统软件接口方法，包括步骤：

S1、量测设备的APP与外接设备交互时，根据外接设备的协议类型申请对应的协议组帧与外接设备进行数据交互，其中所述外接设备包括具有不同协议类型的电表；以及

S2、所述量测设备的APP按照自身支持的协议格式与消息管理器并行发送数据；

S2、所述量测设备的APP接收所述消息管理器发送的与发送的所述数据对应的响应消息，其中所述响应消息是所述消息管理器将接受到的APP的并发消息按照指定的格式进行拆解后，按照各个接收消息的APP支持的协议格式打包发送至各个接收消息的APP。

如图3至图5所示，本实施例支持量测设备的不同APP在不同的量测设备硬件平台可以互联互通和消息传递，实现对各类APP的接入管理、在线监测和异常恢复等功能以及进行高并发、高性能消息的传输，确保APP间的安全性和交互性。本实施例适应于量测设备的主控及外围硬件，规范APP接入流程和接入规范，并采用基于接口管理器的框架技术，用以支持量测设备的各类APP互联互通，各个APP之间通过接口管理器统一进行消息传递，接口管理器可以将各种不同的消息接口统一封装进行传递，保证各个APP对接口消息及时、有效、稳定和安全的处理。

如图2所示，系统管理器连接有APP1、APP2、APP3等，为满足APP1、APP202、APP3的互联互通，需要建立消息管理器，APP之间的交互全部通过消息管理器进行，因此消息管理器需要支持多种消息模型，可根据系统资源及运行环境进行相应的裁剪。消息管理器是一个存放各种消息的容器，当我们需要消息的时候就从消息管理器中取出消息使用。消息管理器是软件系统中重要的组件，使用消息管理器的目的是为了通过异步处理提高系统的性能和削峰值，降低系统的耦合性。目前消息管理器支持TCP，UDP，MQTT等消息模型。

如图4所示，APP1、APP2之间的数据交换借助于消息的传递数据消息通过消息接口管理器实现。消息管理器可支持TCP、UDP、MQTT等消息。由服务器(server)定义消息管理器，客户机(client)根据定义的消息管理器访问相应的服务。APP1既可以是服务器，同时也可以是客户机，同时具有服务器与客户机多重角。

如图5所示，量测设备中，各个APP因功能不同，外接设备不一导致APP之间的交互包含多种协议(645、698.45、1376.1、1376.2等)，每个APP支持的协议不同导致APP之间的交互变得复杂，每个APP需要支持多种协议才能与其他APP正常消息交互，APP的互联互通实现难度较大。

APP1与互联互通APP2、互联互通APP3进行数据交互时，先通过消息管理器使用自身支持的交互协议1进行并发数据交互，而并非直接与APP2、APP3进行交互，消息管理器将APP1并发的消息，根据指定的格式，进行拆解，然后将对应的消息打包成APP2和APP3所需的协议格式交互协议2、交互协议3进行对应的协议交互，每个APP只支持自身的协议格式即可，无需同时支持多种协议格式，所有协议的转换、消息的分拆、消息的下发均由消息管理器完成，大大提高了APP互联互通的兼容性和降低了APP的开发难度。

具体地，如图2所示，步骤S1具体包括步骤：

S11、量测设备的APP通过电表档案添加进行自身APP的档案添加；

S12、量测设备的APP根据添加的电表档案进行外接设备的协议识别，并根据协议识别结果，将对应的电表档案进行协议分类；

S13、量测设备的APP根据协议分类向系统进行协议动态申请，获得与外接设备相匹配的协议类型；

S14、量测设备的APP与外接设备交互时，根据动态获得的与外接设备相匹配的协议类型选取对应的协议组帧进行数据交互。

具体地，步骤S11中，所述电表档案中涉及N只电表，N<＝1500。

具体地，步骤S13中，动态获得与外接设备相匹配的协议类型时，按需申请一种或一种以上的协议类型。

具体地，步骤S13中，协议申请完成后，若电表档案不变更，则无需再次申请，若电表档案发生变更时，则重新进行协议申请。

量测设备中，各个APP因功能不同，每个设备通过RS485或者HPLC外接的对应的电表设备和电表的协议类型也不尽相同(645、698.45、101/104等)，每个APP外接的电表不同导致需要支持所有协议才能与外接设备进行数据通信，增加了APP的互联互通的实现难度。为降低APP互联互通开发难度提高开发效率，让每个互联互通APP601具有更好的兼容性，本实施例采用协议动态申请的方式进行协议支持。

量测设备的APP通过电表档案添加进行自身APP的档案添加(共N只电表，N<＝1500)，量测设备的APP根据系统添加的电表档案进行协议识别，根据协议识别结果，将对应的电表档案进行协议分类(不同协议类型的档案抄读报文不同)，量测设备的APP根据协议分类跟系统进行协议申请(可以按需申请1种或多种协议)，协议申请完成后，如果电表档案不变更，则无需再次申请，电表档案变更时，重新进行协议申请。量测设备的APP与外接设备交互时，根据外接设备的协议类型选取对应的协议组帧进行协议交互。

具体地，步骤S2中，所述消息管理器支持的协议格式包括下述中的至少一种：TCP；UDP；MQTT；HTTP。

具体地，步骤S2中，所述量测设备的APP按照自身支持的协议格式与消息管理器并行发送数据时，所述量测设备的APP之间采用消息订阅发布的方式进行消息交互，其中，同时允许各量测设备的APP发布基于相关主题的消息、以及订阅相关主题的消息并接受到其他量测设备的APP所发布的相关主题的消息。

具体地，如图6所示，所述量测设备的APP之间采用消息订阅发布的方式进行消息交互具体包括步骤：

S21、发布消息的量测设备的APP向消息管理器发送连接请求；

S22、对连接请求进行安全认证后，发布消息的量测设备的APP向消息管理器发送基于相关主题的消息；

S23、对相关主题的消息进行安全认证后，消息管理器查订阅相关主题的消息的订阅者，所述订阅者为接收消息的量测设备的APP，所述接收消息的量测设备的APP事先订阅并接受所发布的相关主题的消息；

S24、若到订阅相关主题的消息的订阅者，消息管理器将相关主题的消息发布至接收消息的量测设备的APP，反之，将相关主题的消息直接丢弃；

S25、发布成功后，断开消息管理器与发布消息的量测设备的APP之间的连接。

如图7所示，关于APP的消息交互功能，本实施例的系统中APP的交互功能是采用消息订阅发布的方式进行，为应用提供稳定可靠的消息连接，同时允许某一APP发布消息、订阅某些主题并接受到其他APP发布的某一主题的消息。发布订阅模式的主要特点是存在主题(Topic)这一概念，发布消息APP(消息发布者)向消息管理器发布基于主题A的消息，不感知该消息会推送给谁。消息订阅APP(消息订阅者)订阅主题A的消息后，并不向系统定时轮询，而是等待消息管理器将该主题上产生的消息主动推送至消息订阅APP。这一方式有别于传统的消息队列中间件，其在逻辑上并不存在队列的概念，也不存在存取概念，而是由消息管理器实时处理。发布消息APP向系统发布基于主题A的消息后，消息管理器查当前哪些消息订阅APP(消息订阅者)订阅了这一主题并推送出去。如果当前无人订阅，消息则直接被丢弃。

如图8所示，本申请另一实施例还提供了一种支持APP互联互通的嵌入式操作系统软件接口装置，包括：

协议动态申请模块，用于量测设备的APP与外接设备交互时，根据外接设备的协议类型申请对应的协议组帧与外接设备进行数据交互，其中所述外接设备包括具有不同协议类型的电表；

数据发送模块，用于所述量测设备的APP按照自身支持的协议格式与消息管理器并行发送数据；

APP数据交互模块，用于所述量测设备的APP接收所述消息管理器发送的与发送的所述数据对应的响应消息，其中所述响应消息是所述消息管理器将接受到的APP的并发消息按照指定的格式进行拆解后，按照各个接收消息的APP支持的协议格式打包发送至各个接收消息的APP量测设备。

优选地，如图9所示，所述协议动态申请模块具体包括：

档案添加模块，用于量测设备的APP通过电表档案添加进行自身APP的档案添加；

协议分类模块，用于量测设备的APP根据添加的电表档案进行外接设备的协议识别，并根据协议识别结果，将对应的电表档案进行协议分类；

协议申请模块，用于量测设备的APP根据协议分类向系统进行协议申请，获得与外接设备相匹配的协议类型；

数据交互模块，用于量测设备的APP与外接设备交互时，根据动态获得的与外接设备相匹配的协议类型选取对应的协议组帧进行数据交互。

优选地，如图10所示，所述数据发送模块具体包括：

连接请求模块，用于发布消息的量测设备的APP向消息管理器发送连接请求；

主题消息发送模块，用于对连接请求进行安全认证后，发布消息的量测设备的APP向消息管理器发送基于相关主题的消息；

订阅者查模块，用于对相关主题的消息进行安全认证后，消息管理器查订阅相关主题的消息的订阅者，所述订阅者为接收消息的量测设备的APP，所述接收消息的量测设备的APP事先订阅并接受所发布的相关主题的消息；

消息发布模块，用于若到订阅相关主题的消息的订阅者，消息管理器将相关主题的消息发布至接收消息的量测设备的APP，反之，将相关主题的消息直接丢弃；

连接断开模块，用于发布成功后，断开消息管理器与发布消息的量测设备的APP之间的连接。

如图11所示，本申请的优选实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例中的支持APP互联互通的嵌入式操作系统软件接口方法的步骤。

如图12所示，本申请的优选实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端或活体检测服务器，其内部结构图可以如图12所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的其他计算机设备通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现上述支持APP互联互通的嵌入式操作系统软件接口方法的步骤。

本领域技术人员可以理解，图12中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

本申请的优选实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，在所述程序运行时控制所述存储介质所在的设备执行上述实施例中的支持APP互联互通的嵌入式操作系统软件接口方法的步骤。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本实施例方法所述功能若以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个或者多个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另外，如图13所示，本申请还提供了一种适应于量测设备的APP互联互通总体框架的模块示意图，所述APP互联互通总体框架包括：APP应用监控功能模块、APP状态管理功能模块、APP系统安全功能模块和APP消息交互功能模块，其中：

APP应用监控功能模块用于提供APP在线监控功能和APP异常恢复功能，我们可以通过协议建立统计(会话统计)、主题统计、收发报文统计，用户信息统计等等。通过统计这些信息，可以使管理人员知晓当前活跃用户数量、一段时间内的发布消息总量等等，从而了解APP应用程序的使用率等信息。还可以查看APP进程的动作频率和状态信息，从而对应用行为进行监控。其中包含：用户名称、进程号、APP占用CPU的百分比、APP占用物理内存的百分比、APP占用的虚拟内存的大小以及启动时间等。

APP状态管理功能模块用于提供APP的安装卸载功能和APP的状态查询功能，其中包括APP的安装、卸载、升级、启动、停止等功能。APP在下载到设备后，首先需要经设备校验通过，加入到启动列表，由系统核心管理APP负责安装、启动、升级、卸载等操作，APP在安装成功并启动后需向核心管理APP发动消息进行注册，如果App在安装成功并启动后未发送注册消息到系统管理器完成注册，将会被系统核心管理APP重启。注册请求由待启动APP发起，系统核心管理APP给予确认。

APP系统安全功能模块用于提供APP应用接入管理功能和APP身份校验功能，关于APP系统安全功能，系统内部的微服务用户在向系统发送连接申请前，不应该先去向系统用户注册，再使用这一身份信息通过系统的验证完成消息连接的建立。所以需要有特殊的身份认证功能流程，与外部用户的身份认证流程区分开。系统需要做到对于应用的特殊身份，直接给予通过并允许连接，不需要提供密码，类似于区分与普通用户的超级用户身份。同提供应用程序身份的注册接口，方便平台新加入的应用程序注册自己的身份。

APP消息交互功能模块包括上述实施例中的支持APP互联互通的嵌入式操作系统软件接口装置，其构建了消息连接功能以及实现了消息订阅发布，系统中APP消息交互功能模块是采用消息订阅发布的方式进行，为应用提供稳定可靠的消息连接，同时允许某一应用程序发布消息、订阅某些主题并接受其他APP发布到主题上的消息。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。