[發明專利]基于NB-IoT的物聯網多功能網關

有效

• 申請號: 201710705588.4
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107465608B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 曹舒雨;穆志洋;洪寬;管虹
• 申請（專利權）人: 浙江比弦物聯科技有限公司
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66;H04L29/08;H04W84/18;H04W88/16
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

1.一種基于NB-IoT的物聯網多功能網關，其特征在于，所述網關包括：接口模塊、轉換模塊、主控模塊、NB-IoT模組；

所述接口模塊，提供與無線或者有線傳感網絡的通訊模塊接口；所述接口模塊包括：485接口板、232接口板、CAN接口板、以太網接口、USB接口中的一個或多個以及指示燈模塊，所述485接口板設置有485通道接口用來連接485網絡，所述232接口板設置有232通道接口用來連接232網絡，所述CAN接口板設置有CAN通道接口用來連接CAN網絡，所述以太網接口用來與以太網通信，所述USB接口用來連接USB網絡，所述485接口板或232接口板分別可用來連接Zigbee網絡、Bluetooth網絡、Wi-Fi網絡；所述接口模塊通過接口電路與轉換模塊相連，在連接不同網絡的同時也用來完成接口保護；

所述轉換模塊，實現接口模塊和主控模塊的電平匹配與轉換；所述轉換模塊包括：總線電平轉換電路、串口擴展電路和時鐘電路；所述轉換模塊通過總線電平轉換電路與主控模塊相連，用于拓展主控模塊的串口并完成串口與各個總線的電平轉換；

所述主控模塊，通過微處理器提供各通訊網絡的協議適配、協議轉換、數據處理；所述主控模塊是以所述微處理器為核心部件，還包括電源模塊、數據存儲模塊和接口電路；

所述NB-IoT模組，通過運營商基站接入通信網絡與服務器通信；所述NB-IoT模組為工作在授權頻譜下，支持3GPP通訊協議的物聯網通訊模組；所述NB-IoT模組包含SIM控制電路、RTC控制電路、電源供電電路；

所述網關以所述微處理器為核心部件，所述微處理器和多個標準可擴展接口相連接，可以連接一個或多個通訊網絡；所述微處理器以總線的方式通過總線電平轉換電路與各接口相連接；所述微處理器通過接口完成對數據的接收或者發送，所述微處理器根據接收到的數據的不同，對數據進行解析和封裝，在主控模塊中完成目標通訊網絡通信協議的封裝后，將封裝完成的數據從NB-IoT模組通過移動運營商基站與服務器進行通訊或傳送至其他目標網絡；

所述接口模塊接入的多個通訊模塊與所述NB-IoT模組在所述微處理器的控制下組成內部通訊網絡；所述內部通訊網絡以所述微處理器為核心，所述通訊模塊在所述微處理器控制下，可獨立與NB-IoT模組雙向通信；

所述內部通訊網絡通過所述微處理器對所述通訊模塊與NB-IoT模組的通訊進行協調，并在內部進行協議轉換、數據處理；所述微處理器預先為每個通訊網絡設置唯一標識，存儲接口地址信息，根據所述地址信息輪詢至查詢端口是否有數據需要發送，若需要發送則在所述端口停留一定的時間t，在時間t內所述端口向所述微處理器發送符合接口網絡通信協議的報文，所述微處理器接收到所述報文后，提取出有效數據載荷，所述有效數據載荷包括網絡標識，解析數據幀讀取第一個字節，獲得源網絡與目標網絡的標識；通過標識調取協議處理方法，獲得目的地址與源地址，并對提取出的數據幀進行封裝，由所述微處理器將其發送至目標端口進行發送；

所述多個通訊模塊在所述微處理器的控制下，也可以相互進行通訊，在通訊過程中，所有的數據流向由所述微處理器進行控制；根據在所述微處理器中設定不同的網絡標識，設置數據幀的第一個字節為所述源網絡標識與所述目標網絡標識的結合，當所述微處理器接收到數據后，通過解析數據中第一個字節對當前數據進行目標網絡協議的封裝，封裝后的數據通過目標端口發送至控制器中，與目標網絡進行通訊。

2.根據權利要求1所述的基于NB-IoT的物聯網多功能網關，其特征在于，所述接口模塊中各個接口均可基于總線接口進行擴展，連接所述通訊模塊；所述通訊模塊之間通過所述內部通訊網絡構成網狀網絡，所述網狀網絡是基于總線的令牌環網絡，在物理結構上為總線結構，在邏輯上為環狀；根據當前的接口連接總線，提供多個總線接口，其中一個接口連接一個控制器作為令牌總線網絡的主站，其余每一個接口連接外接網絡的一個匯聚節點作為主機控制多跳自組網，同時也作為該令牌總線網絡的一個從站；在所述主站中定義通訊協議，控制網絡的通訊和數據的收發，并將數據通過接口發送至網關內的總線控制器，完成協議的解析，在網關的應用層再次對數據進行目標協議的封裝，傳送至目標端口。