[發明專利]一種基于IPv6的嵌入式物聯網網關系統及其硬件電路

在審

• 申請號: 201810301170.1
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108600095A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 孫玲;付康為;施佺;李明;沈樂威
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66;H04L29/08;H04W4/14
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 吳靜安;吳揚帆

1.一種嵌入式物聯網網關系統，分別與客戶端、邊界路由器通信連接，其特征在于基于6LoWPAN與MQTT協議的嵌入式設備，以Web網頁形式代替客戶端軟件形式，該網關包括MQTT消息代理服務器、Web服務器、數據庫以及GPRS報警模塊，所述MQTT消息代理服務器與Web服務器通信連接，Web服務器與數據庫、GPRS報警模塊通信連接，所述嵌入式設備通過GPRS報警模塊發送短信信息；通過Web服務器與客戶端的瀏覽器信息交互；通過MQTT消息代理服務器與邊界路由器信息交互。

2.根據權利要求1所述的嵌入式物聯網網關系統，其特征在于所述嵌入式物聯網網關系統還包括USB口升級模塊，供用戶插入含有升級程序的U盤實現系統升級。

3.根據權利要求1所述的嵌入式物聯網網關系統，其特征在于邊界路由器與傳感器節點通信連接，傳感器節點的傳感器參數數據獲取分為定時獲取參數數據和實時獲取參數數據兩種方式：定時獲取數據用于定期地取得所有傳感器節點的傳感器參數數據，并將數據存儲至數據庫中，用于數據曲線圖的顯示；實時獲取參數數據用于用戶使用瀏覽器實時查看指定傳感器節點的數據。

4.根據權利要求1所述的嵌入式物聯網網關系統，其特征在于所述Web服務器包括HTML頁面、嵌入式服務器以及CGI腳本,CGI腳本程序實現了Web服務器的HTML頁面與嵌入式服務器、數據庫、GPRS報警模塊以及MQTT消息代理服務器之間的交互。

5.根據權利要求4所述的嵌入式物聯網網關系統，其特征在于所述HTML頁面包括：

登陸頁面，用于確定用戶的身份信息；

數據顯示頁面，分為實時數據顯示部分和歷史數據顯示部分：實時數據顯示部分，用于查看指定傳感器節點當前采集到的傳感器數據；歷史數據顯示部分，以曲線圖的形式顯示傳感器節點采集到的歷史數據；

遠程控制頁面，用于查看當前傳感器節點的設備工作狀態，并對傳感器節點上的設備進行遠程控制；

預警值設置頁面，用于設置傳感器節點需要監測的環境參數閾值。

6.根據權利要求5所述的嵌入式物聯網網關系統，其特征在于CGI腳本程序將傳感器節點的參數數據存儲至數據庫，或從數據庫中讀取所述參數數據；并以消息發布者的身份向MQTT消息代理服務器發送消息，或以消息訂閱者的身份接收從MQTT消息代理服務器推送過來的消息；當傳感器節點接收到的環境參數數據不在預警值設置頁面上設置的閾值范圍時，CGI腳本程序會調用GPRS報警模塊向用戶的智能手機發送報警短信；CGI腳本程序最后將執行結果返回至HTML頁面。

7.根據權利要求6所述的嵌入式物聯網網關系統，其特征在于CGI腳本程序和MQTT消息代理服務器之間的交互使用的是JSON數據格式。

8.如權利要求1-7任一項所述的嵌入式物聯網網關系統的硬件電路，其特征在于包括處理器、存儲器、GPRS模塊、USB接口、晶振單元、WIFI模塊、網絡接口以及網絡芯片，所述存儲器、GPRS模塊、USB接口、晶振單元、WIFI模塊以及網絡芯片分別與處理器通信連接，所述網絡接口與網絡芯片通信連接。

9.根據權利要求8所述的硬件電路，其特征在于所述存儲器由RAM芯片與Flash芯片組成，所述Flash芯片中存儲有嵌入式物聯網網關系統的程序。

10.根據權利要求8所述的硬件電路，其特征在于所述處理器采用ARM9芯片，網絡芯片采用ENC28J60。