[發明專利]一種無線接入網關系統及應用方法

在審

• 申請號: 201711182586.8
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN108092884A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 朱曉榮;許冬燕
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66;H04W88/16
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務所 32241
• 代理人: 唐小紅

1.一種無線接入網關系統，其特征在于，包括：

通信接口模塊：支持多種硬件接口，包括藍牙接口、WIFI接口、3G/4G接口、LoRa接口、NB-IOT接口、Ethernet接口、RS-232接口、RS-485接口；基于ARM-Linux架構的網關集成了通用程度較高的協議之外，還支持各種第三方設備的通訊協議；只需根據設備的通訊協議撰寫XML文件，描述其協議特性，并將XML文件復制到網關制定目錄中，智能網關即與第三方設備正常通訊；通信接口模塊支持各種硬件通訊接口，通過這些硬件接口可連接各種各樣不同的工業設備；

通信適配模塊：支持多種工業設備協議，包括OPC、Modbus、IEC61850、IEC60870、DNP3、BACnet、PLC；通信適配模塊包括協議適配模塊和數據解析模塊，實現協議轉換與解析數據格式的標準化；通信適配模塊將從設備終端獲取的數據進行解析，判斷數據的來源以及屬性，根據數據的屬性進行協議轉換和數據封裝；

控制模塊：包括輸入模塊，訪問控制模塊，液晶顯示模塊；輸入模塊供用戶輸入相關操作指令，控制網關程序的運行和中止，對程序進行修改；訪問控制模塊對登錄用戶進行身份驗證，權限分配，并記錄訪問日志，保證網關系統的安全性；液晶顯示模塊展現網關的運行狀態，包括終端數據是否正常傳輸，連接是否斷開；控制模塊對整個網關系統進行操作控制，保證網關系統的正常運行；

管理模塊：包括節點管理器和服務管理器和安全管理模塊；節點管理器處理工業設備發來的請求；當設備發出指令請求時，由節點管理器決定是否接受請求，這個決定是基于新型網關是否有空閑資源，以及請求任務的優先級是否高于或等于網關上執行任務的優先級)；響應被發送回終端設備，一旦請求被接受，服務管理器進行初始化設置，為任務分配資源，更新防火墻設置；安全管理模塊負責對設備的安全訪問控制，以及根據實際業務的安全需求，實現數據包的加密處理；

存儲模塊：包括FLASH和SDRAM芯片，FLASH芯片用于存儲網關的嵌入式操作系統，應用程序，網絡服務器以及支持各種服務所需要的文件系統。同時存儲模塊支持工業設備數據的短時存儲，根據服務器的需要按需轉發；

又由于嵌入式操作系統的存在需要動態RAM，而提供的動態RAM遠遠不能滿足要求，因而需要在外部總線上擴展SDRAM。

2.如權利要求1所述網關系統的應用方法，包括如下具體通信流程：

1)通信接口模塊根據業務傳輸所使用網絡的不同形式驅動相應的藍牙接口、WIFI接口、3G/4G接口、LoRa接口、NB-IOT接口、Ethernet接口、RS-232接口、RS-485接口，使相應設備連接入網關；

2)接著通信適配模塊根據設備不同的協議進行協議的適配與轉換，使不同網絡進行融合，并且將采集到的終端設備數據根據數據的屬性進行數據解析與封裝；

3)然后控制模塊和管理模塊進行高級管理和控制，偵聽來自終端設備的請求，為其分配資源；對終端設備發布指令，實現終端設備與網關的交互；

4)最后網關系統通過標準化的API接口實現與云服務器的數據和控制信息的交互；接受來自云服務器的請求，網關會發布一個操作系統容器，給其分配一定的資源，在容器中執行應用程序，方便被云服務器管理，從而實現在平臺側管理底層設備；

5)云服務器接收網關傳來的數據和信息存入數據庫，云平臺顯示網絡終端設備的狀態，方便用戶查看。