[發(fā)明專利]一種工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能云網(wǎng)關(guān)及其通信方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810969494.2
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109150703B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史運濤;丁輝;雷振伍;董廣亮;王力;孫德輝;李超;劉大千
• 申請（專利權(quán)）人: 北方工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66;H04L29/06;H04L29/08
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;李相雨

本發(fā)明實施例提供一種工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能云網(wǎng)關(guān)及其通信方法該網(wǎng)關(guān)包括數(shù)據(jù)采集模塊，具體用于獲取異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采集的工業(yè)數(shù)據(jù)；協(xié)議解析與轉(zhuǎn)換模塊，具體用于對所述工業(yè)數(shù)據(jù)進行協(xié)議解析，并將具備不同通信協(xié)議的所述工業(yè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為OPC UA標準數(shù)據(jù)；并進一步將得到的所述OPC UA標準數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為MQTT協(xié)議數(shù)據(jù)；云端傳輸模塊，具體用于將所述MQTT協(xié)議數(shù)據(jù)發(fā)送給云平臺。本發(fā)明實施例通過單一網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)了不同協(xié)議的工業(yè)數(shù)據(jù)的上云服務(wù)，提供了不同網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備接入方案，解決了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中多協(xié)議工業(yè)數(shù)據(jù)上云的難題；同時從網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層三個層面全方位的解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩詥栴}，形成了完整的安全保障體系。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能云網(wǎng)關(guān)及其通信方法。

背景技術(shù)

工業(yè)數(shù)據(jù)通信已被廣泛用在工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，通過工業(yè)通信系統(tǒng)來對工業(yè)生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)進行監(jiān)控。目前，對工業(yè)數(shù)據(jù)的訪問主要有兩種方式，一種是通過串口或總線傳送到本地計算機進行控制，另一種是通過網(wǎng)絡(luò)上傳到云服務(wù)器，利用遠程終端進行數(shù)據(jù)訪問。盡管目前物聯(lián)網(wǎng)在各領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，但沒有物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)接入的統(tǒng)一接口，目前傳感網(wǎng)絡(luò)，特別是傳統(tǒng)工業(yè)傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集協(xié)議繁多，協(xié)議標準不統(tǒng)一，各行業(yè)根據(jù)應(yīng)用需求，獨自建立自己的系統(tǒng)及終端，采用不同的協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸。傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)只支持某兩種協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，不能實現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議轉(zhuǎn)換，無法通過單一網(wǎng)關(guān)解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)上云的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)無法通過單一網(wǎng)關(guān)解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)上云的問題，本發(fā)明實施例提供一種工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能云網(wǎng)關(guān)及其通信方法。

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能云網(wǎng)關(guān)，該智能云網(wǎng)關(guān)包括數(shù)據(jù)采集模塊，具體用于獲取異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采集的工業(yè)數(shù)據(jù)；協(xié)議解析與轉(zhuǎn)換模塊，具體用于對所述工業(yè)數(shù)據(jù)進行協(xié)議解析，并將具備不同通信協(xié)議的所述工業(yè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為OPC UA標準數(shù)據(jù)；并進一步將得到的所述OPC UA標準數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為MQTT協(xié)議數(shù)據(jù)；云端傳輸模塊，具體用于將所述MQTT協(xié)議數(shù)據(jù)發(fā)送給云平臺。

可選地，所述云端傳輸模塊還用于接收所述云平臺發(fā)送的控制指令，所述控制指令為MQTT協(xié)議格式；所述協(xié)議解析與轉(zhuǎn)換模塊還用于將所述控制指令轉(zhuǎn)換為OPC UA標準數(shù)據(jù)，并進一步轉(zhuǎn)換為符合目標網(wǎng)絡(luò)設(shè)備協(xié)議格式的指令數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)采集模塊還用于將所述指令數(shù)據(jù)發(fā)送給所述目標網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

可選地，所述智能云網(wǎng)關(guān)還包括加密模塊；所述加密模塊用于通過加密隧道技術(shù)實現(xiàn)所述云端傳輸模塊與所述云平臺數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

可選地，所述加密模塊還用于采用非對稱加密技術(shù)實現(xiàn)所述云端傳輸模塊與所述云平臺的握手認證。

可選地，所述加密模塊還用于采用通用唯一識別碼配合實現(xiàn)所述云平臺對所述云端傳輸模塊的權(quán)限校驗。

可選地，所述加密模塊還用于使用對稱算法生成對稱密鑰，并利用所述對稱密鑰加密所述MQTT協(xié)議數(shù)據(jù)，用非對稱公鑰對所述對稱密鑰進行非對稱加密；將加密后的所述MQTT協(xié)議數(shù)據(jù)和所述對稱密鑰通過所述云端傳輸模塊傳送至所述云平臺，以供所述云平臺利用非對稱私鑰解密得到所述對稱密鑰，并利用所述對稱密鑰對所述MQTT協(xié)議數(shù)據(jù)進行解密從而獲取明文數(shù)據(jù)。

可選地，所述云端傳輸模塊還用于向所述云平臺發(fā)送心跳信號，若在預(yù)設(shè)的心跳間隔內(nèi)未接收到所述云平臺的響應(yīng)消息，則獲知連接中斷，從而觸發(fā)所述云端傳輸模塊與所述云平臺重新建立連接；并同時采取斷點續(xù)傳，即將數(shù)據(jù)包進行臨時本地存儲，待通信恢復(fù)后再將所述數(shù)據(jù)包上傳給所述云平臺。

可選地，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與所述云端傳輸模塊之間的通信以及所述云端傳輸模塊與所述云平臺之間的通信通過在預(yù)設(shè)多類通信方式中進行選擇實現(xiàn)；所述預(yù)設(shè)多類通信方式包括WiFi、以太網(wǎng)、3G、4G以及GSM/GPRS通信。