[發(fā)明專利]支持UGCCNet和基于IPv6lowpan的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110149186.3
• 申請日: 2011-06-03
• 公開（公告）號: CN102724170A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉東;谷晨;陳起;劉銘
• 申請（專利權(quán)）人: 北京天地互連信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/66
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 張衛(wèi)華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種網(wǎng)關(guān)，尤其涉及一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中支持泛在綠色社區(qū)控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(UGCCNet)和基于IPv6的低速率無線個域網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)。

背景技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上利用射頻識別技術(shù)、無線通信技術(shù)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、監(jiān)測和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能建筑群，甚至是應(yīng)用于綠色社區(qū)中，最終形成泛在的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，可以進一步提高人類獲取客觀信息的能力。

IEEEl888是IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)化委員會于2011年3月1日通過的適用于綠色泛在網(wǎng)絡(luò)的控制協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。IEEEl888提出了一種新型的泛在綠色社區(qū)控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議UGCCNet(Ubiquitous?Green?Community?Control?Network?Protocol)，為使用者、社區(qū)管理者、公共服務(wù)提供商、政府部門和個人用戶提供統(tǒng)一準(zhǔn)確的遠程控制和合作管理解決方案，通過遠程監(jiān)控、操作、管理和維護，可以實現(xiàn)消耗更少的能源及對環(huán)境造成更小的影響，為人們提供安全、舒適以及便利的環(huán)境。

網(wǎng)關(guān)設(shè)備一般工作在應(yīng)用層，其主要功能是在不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言，甚至是體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間實現(xiàn)信息交互和網(wǎng)絡(luò)互連互通。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的進程中，實現(xiàn)底層延伸網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)一的控制網(wǎng)絡(luò)的互連互通是網(wǎng)關(guān)技術(shù)發(fā)展的趨勢。目前存在的網(wǎng)關(guān)設(shè)備主要是實現(xiàn)現(xiàn)有特定網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換等功能，比如實現(xiàn)wifi和zigbee無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換、實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)之間的互連互通等。這些網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用場景較為單一，通用性較差，并且在節(jié)能減排方面的效果不如人意。而在IEEEl888成為正式標(biāo)準(zhǔn)之后，UGCCNet將會成為未來智能建筑、數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的統(tǒng)一規(guī)范。應(yīng)用于UGCCNet中的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將會是連接底層感知延伸網(wǎng)絡(luò)和上層控制網(wǎng)絡(luò)的核心部件，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)透傳、解決多種網(wǎng)絡(luò)之間兼容性問題的關(guān)鍵組成部分。

針對上述問題，考慮設(shè)計一種網(wǎng)關(guān)，在實現(xiàn)普通底層延伸網(wǎng)絡(luò)和UGCCNet之間協(xié)議格式轉(zhuǎn)換的同時，引入6lowpan技術(shù)，支持IPv6數(shù)據(jù)包的報頭壓縮、解壓縮、分片和分片重組過程，實現(xiàn)緊湊、高效的IP數(shù)據(jù)傳輸，從而達到降低傳輸功耗的效果，有助于實現(xiàn)節(jié)能減排、綠色環(huán)保的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種支持UGCCNet和6lowpan的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)底層感知延伸網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)一的控制網(wǎng)絡(luò)UGCCNet之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種支持UGCCNet和基于IPv6lowpan的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，用以提供基于IPv6lowpan的底層延伸網(wǎng)絡(luò)同基于IEEEl888協(xié)議的泛在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換和協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，其特征在于：

該網(wǎng)關(guān)包括底層延伸網(wǎng)絡(luò)接口模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊與UGCCNet接口模塊。

進一步地：

所述底層延伸網(wǎng)絡(luò)是指可以獲取傳感數(shù)據(jù)和底層設(shè)備信息的網(wǎng)絡(luò)，包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、基于Modbus工業(yè)總線的底層設(shè)備支撐網(wǎng)絡(luò)、Bacnet樓宇自動化網(wǎng)絡(luò)之一。

所述底層延伸網(wǎng)絡(luò)接口模塊負(fù)責(zé)接收來自底層延伸網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，并將上層服務(wù)器處理好的數(shù)據(jù)和相關(guān)的命令發(fā)向底層延伸網(wǎng)絡(luò)。

所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊負(fù)責(zé)將來自底層延伸網(wǎng)絡(luò)和UGCCNet的數(shù)據(jù)進行格式的轉(zhuǎn)換及調(diào)度處理，該協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊包括：協(xié)議解析子模塊、數(shù)據(jù)封裝子模塊、緩存、格式轉(zhuǎn)換子模塊以及調(diào)度子模塊。

所述UGCCNet接口模塊用于將標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)發(fā)送至UGCCNet中的服務(wù)器端，以及接收服務(wù)器端的標(biāo)準(zhǔn)格式的命令和數(shù)據(jù)。

所述協(xié)議解析子模塊負(fù)責(zé)對底層延伸網(wǎng)絡(luò)上傳的IPv6數(shù)據(jù)進行解析，判斷其分片和報頭壓縮情況并進行下一步處理，若數(shù)據(jù)包為分片數(shù)據(jù)則進行分片重組過程，若數(shù)據(jù)包報頭被壓縮則進行報頭恢復(fù)過程。

所述數(shù)據(jù)封裝子模塊負(fù)責(zé)將上層服務(wù)器下發(fā)的命令數(shù)據(jù)封裝為底層延伸網(wǎng)絡(luò)可接收的格式，主要為根據(jù)數(shù)據(jù)信息進行報頭壓縮和報文分片工作。

所述緩存用于存放雙方網(wǎng)絡(luò)的臨時數(shù)據(jù)，利于服務(wù)器快速查詢，當(dāng)某數(shù)據(jù)在規(guī)定時間內(nèi)未更新則進行刪除。

所述調(diào)度子模塊用于判斷服務(wù)器下發(fā)的命令類型，若為查詢命令，先檢查緩存區(qū)是否存有被查詢數(shù)據(jù)，有則直接進行格式轉(zhuǎn)換并發(fā)送至服務(wù)器，無則發(fā)向底層延伸網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點或設(shè)備進行數(shù)據(jù)查詢；若為控制命令，直接經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)封裝，發(fā)向底層延伸網(wǎng)絡(luò)中對相應(yīng)節(jié)點或設(shè)備進行控制。