[發(fā)明專利]一種適用于多源異構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備及其實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110255519.4
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112887200B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張朝暉;李春雷;趙小燕;陳巖;陳瑞光;李建偉;王祎豪;王嘉煒
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66;H04L69/08;H04L69/22;H04L67/12;H04L69/18
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波;付忠林

本發(fā)明公開了一種適用于多源異構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備及其實現(xiàn)方法，該網(wǎng)關(guān)設(shè)備包括主機、匯聚節(jié)點群和管理節(jié)點；其中，匯聚節(jié)點群中包括與待連接至服務(wù)器的物聯(lián)網(wǎng)群中的各不同類型的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點一一對應(yīng)的多個匯聚節(jié)點；物聯(lián)網(wǎng)群中的各物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點分別通過匯聚節(jié)點群中對應(yīng)的匯聚節(jié)點與主機相連；主機用于將各物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進行匯聚、解析及規(guī)范化后，上傳到服務(wù)器，以及將服務(wù)器的指令下發(fā)到物聯(lián)網(wǎng)群中的相應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點；管理節(jié)點用于實現(xiàn)節(jié)點及數(shù)據(jù)管理。本發(fā)明可適應(yīng)各物聯(lián)網(wǎng)類型多源異構(gòu)、總節(jié)點數(shù)量龐大、單點數(shù)據(jù)流量小但多點數(shù)據(jù)易并發(fā)、對節(jié)點及數(shù)據(jù)進行管理的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于多源異構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備及其實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點接入互聯(lián)網(wǎng)的中間設(shè)備，其主要功能是在物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)之間進行協(xié)議的轉(zhuǎn)換，從物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點采集數(shù)據(jù)并上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，及從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器向物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點下發(fā)控制指令。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的功能和性能決定了物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用潛能。

在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景中，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器采集傳感器數(shù)據(jù)、向執(zhí)行器下發(fā)指令是最基本的需求。首先，由于不同物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商采用的傳輸技術(shù)不同，使用的傳輸協(xié)議也不相同；采集數(shù)據(jù)及指令種類繁多，格式也不相同。因此，系統(tǒng)集成時會出現(xiàn)不兼容的困難。其次，面對眾多的節(jié)點設(shè)備，網(wǎng)關(guān)應(yīng)具有注冊認證管理能力；大量節(jié)點共享有限的帶寬資源，這也需要對數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先權(quán)進行管理。

目前大部分物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)都是單一協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)，通用性不足，難以滿足多源、異構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)中多種協(xié)議并存的場景?，F(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮镃N202010575014.1的專利申請公開了一種帶有GPS定位和多通訊組網(wǎng)模式的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，所涉及的無線網(wǎng)絡(luò)部分包括Lora通訊模塊和BLE藍牙通訊模塊。其中，Lora通訊模塊通過遠程通訊模塊進行外部設(shè)備與云平臺之間的信息交互；BLE藍牙通訊模塊通過串行通訊接口UART和/或通用輸入輸出接口GPIO模塊，實現(xiàn)與計算單元模塊之間的數(shù)據(jù)交互。申請?zhí)枮镃N202010642454.4的專利申請公開了一種家居智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，所涉及的網(wǎng)關(guān)單元與ZigBee通訊模塊實現(xiàn)雙向連接，而ZigBee通訊模塊與家居設(shè)備終端實現(xiàn)雙向連接；網(wǎng)關(guān)單元與無線通訊模塊實現(xiàn)雙向連接，無線通訊模塊與移動控制終端實現(xiàn)雙向連接。

但上述現(xiàn)有技術(shù)僅涉及少數(shù)幾種協(xié)議轉(zhuǎn)換的普通網(wǎng)關(guān)功能，無法適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)中多源異構(gòu)節(jié)點接入的需求，且未涉及節(jié)點管理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種適用于多源異構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備及其實現(xiàn)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)無法適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)中多源異構(gòu)節(jié)點接入和節(jié)點管理需求的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供了一種適用于多源異構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，包括主機和匯聚節(jié)點群；其中，所述匯聚節(jié)點群中包括與待連接至服務(wù)器的物聯(lián)網(wǎng)群中的各不同類型的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點一一對應(yīng)的多個匯聚節(jié)點；所述物聯(lián)網(wǎng)群中的各物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點分別通過所述匯聚節(jié)點群中對應(yīng)的匯聚節(jié)點與所述主機相連；

所述主機用于通過所述匯聚節(jié)點群將所述物聯(lián)網(wǎng)群中各物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進行匯聚，并對匯聚的數(shù)據(jù)進行解析及規(guī)范化處理后，上傳到所述服務(wù)器，以及將所述服務(wù)器的指令下發(fā)到所述物聯(lián)網(wǎng)群中的相應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點。

進一步地，所述主機包括物聯(lián)網(wǎng)接口模塊、第一協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、第二協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊和以太網(wǎng)接口模塊；其中，

所述匯聚節(jié)點群中的各匯聚節(jié)點分別與所述物聯(lián)網(wǎng)接口模塊相連；所述物聯(lián)網(wǎng)接口模塊所采集的來自物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的數(shù)據(jù)按其來源在所述第一協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊中被解析，然后送入所述數(shù)據(jù)管理模塊進行統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)化整理，形成統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)，并緩存在所述數(shù)據(jù)管理模塊的表單中；所述數(shù)據(jù)管理模塊統(tǒng)一格式后的數(shù)據(jù)經(jīng)所述第二協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成TCP/IP協(xié)議格式，從所述以太網(wǎng)接口模塊送至所述主機之外，再經(jīng)路由器送入位于互聯(lián)網(wǎng)中的服務(wù)器；