IEEE1888-物联网领域的绿色节能标准（五）

八、1888.2聚合异构网及可扩展性

1.    背景与简介

IEEE1888.2标准于2014年通过颁布，全称为：IEEE Standard for Ubiquitous Green Community Control Network: Heterogeneous Networks Convergence and Scalability。1888和1888.1都是讨论同种网络的事情，但实际上，一种网络，并不是独立存在的，必然要和已存在的和以后定义的其他类型的网络进行交互，这必然要求1888网络具有一定的聚合能力，一方面，需要将不同的网络聚合成一个1888网络，令一方面，还需要与其他网络进行数据交互。1888.2就是为满足这种需求而制订的。
【1888协议族下的几个子标准都是对1888协议的扩展，而它们之间因关注点不同，基本上没有业务交叉，因此，本文也就只关注1888与1888.x之间的关系。】
现实中有各种类型的网络，对数据的表达、存储方式各不相同，所采用的传输协议也可能是五花八门，在1888网络中，这一工作通常由网关来完成的，网关是局部组件，如果仅将数据的变换作为网关的内部特性，就不需要全局层面的协议，这是1888中的场景；如果将数据的变换做整体上的考虑，就会突破网关的限制，则需要标准层面的规定，这是1888.2中的场景。
强调一点，1888.2也是关注测点数据的问题（与1888相同），只不过这些数据可能来自于1888网络之外或1888内不同的应用域，这时，需要解决的问题至少包括：

• 测点的识别（测点ID的映射）
• 数据类型的定义与转换
• 协议的解析
• 实现上述功能而需要的远程配置

1888.2就是围绕这些问题展开的。

2.    网络架构

 
IEEE1888.2-2013体系结构

上图是1888.2的网络架构。对比1888的架构，它多了“RRS”和“IAR”两个组件。RRS的全名为Reconfigurable Resolution Server，IAR的全名为Intelligent Application Resolver。简单来讲，RRS是管理分发配置的地方，IAR是执行映射或转换的地方。
围绕RRS和IAR，标准中定义了4种主要的过程：
(a) RRS 将测点ID映射配置下发到相应网关
(b) RRS将转换规则更新到IAR
(c) (e) APP（B域）向IAR请求测点值，这些测点实际上是A域中的点，IRA经过一定处理后返回
(d) IAR向网关请求测点的值

3.    RRS和IAR

同1888.1中的MCU一样，RRS和IAR是1888.2的核心。在标准中，RRS负责管理和分发测点映射规则和协议转换规则。
在RRS中，配置有类似http://example.org/gwA/idMap、http://example.org/gwA/translationRule这样的“点”，它们分别定义了测点的属性和转换的规则，另外，网关和IAR也定义了同样的“点”，当它们都将此信息注册到Registry中时，彼此之间就可以知道对方，从而就可以从对方获取需要的信息。
以registry为中介，RRS可以将配置”Write”到相应组件，相应组件也可以将配置”Fetch”出来。
网关是网络的边界，对于来自网络之外的数据，网关都会做一定的转换；对网络内不同应用域之间的数据交换，还没有对应的功能组件，因此为使数据转换的概念更“泛化”，标准提出了IAR。
IAR可以同网关或其他组件结合，它接收转换规则，并注册转换结果点（这些点实际上是虚拟点，它们是其他真实点通过计算转换而来，为方便，本文称这类点为映射点）。其他组件对映射点的访问，变为对IAR的访问，IAR变成了“中转网关”，它还要将对它自身的访问变为对其他真正网关的访问，然后返回结果。

4.    通讯过程和通讯协议

1888.2规定的几种通讯过程，都是围绕RRS和IAR的，RRS和IAR的通讯行为与网关等组件并没有区别，因此1888.2没有扩展1888的通讯过程和通讯协议。

5.    基础数据类型的定义

要进行数据转换，需要先有一套标准的数据类型，大家都转换成标准的数据。1888.2将XML Schema Type 2（http://www.w3.org/TR/xmlschema-2/）作为标准的数据类型。标准中也规定了引入外部的数据类型，按XML的规则，可在其前面加namespace以限定。
总之，按XML标准规定的原则处理数据类型就可以了。

6.    idMap和translationRule参考实现

idMap和translationRule的具体实现与项目有关，标准正文没有给出规定，但在附录中，给出了实现参考，它们并不是标准要求部分，现实中，实现方式可能比它们更简单或更复杂。
idMap实际上是用来定义点属性的，附录中，采用CVS，例如，对MODBUS_RTU，如下：
MODBUS_RTU, point_id, rtu_port_name, modbus_device_id, modbus_register_number, modbus_datatype, readwrite_permission, multiply_by, polling_interval
其中modbus_datatype为数据类型，可另外定义其字节顺序。
对BACNET ，如下：
BACNET_IP, point_id, bacnetip_host, bacnetip_port, bacnetip_object_id,bacnetip_parameter_id, bacnet_datatype, readwrite_permission, multiply_by, polling_interval  

translationRule定义了数据转换规则，数据分离散值（枚举值）和连续值，转换就有两种：ENUM_VALUE_MAP和REAL_VALUE_MAP，格式仍采用CVS。
ENUM_VALUE_MAP,mapping_name,dst_value,src_value
REAL_VALUE_MAP,mapping_name,arithmetic_function
其中arithmetic_function可以是逆波兰式的算术表达式。

7.    对1888.2的总结

异构网络之间的数据转换，是构建网络系统必需面对的问题。1888.2考虑了与1888网络之外和1888网络内不同应用域之间的数据转换问题。在笔者看来，前者是主要场景，后者则是特定应用的特定要求，比如，将0定义为false，并不更科学，只是习惯而已。1888.2将网络内的转换通用化，与具体的应用无关，当大家都需要这种转转换时，这样处理就有积极意义了。
添加1888.2的1888网络，有了映射点，可以与实际的物理点有比较复杂的计算关系，这样上层的应用就更方便了。在实际应用中，往往在数据存储器的旁边有一个称为计算引擎的东西，它可以对当前值进行映射，也可以对历史值进行映射，还可以虚拟出更复杂的计算点，IAR大致相当于网关中的映射功能与简化版计算引擎的结合。