[發明專利]支持多協議的時空信息網絡適配器

有效

• 申請號: 202110351815.4
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113015145B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 陳能成;陳棟;張翔;程博文;李蓉輝;林欣;譚喜成;鄭琪臻
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H04W4/70
• 分類號: H04W4/70;H04W4/80;H04L67/12;H04L69/18
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 鄭勤振

公開了一種支持多協議的時空信息網絡適配器，包括目前廣泛使用的十種物聯網接口協議(ZigBee,LoRA,Bluetooth,RFID，NB?IoT，4G/5G，WLAN/LAN,ModBUS,RTP/RTSP/RTCP和Mavlink)，實現了不同協議傳感器統一接入的問題，從而避免了多種異構的感知設備需要對應部署多種接入設備導致網絡復雜度上升，成本過大的問題。適配器在協議解析部分，傳輸方式為物理空口傳輸的ZigBee,LoRA,Bluetooth通信協議統一采用國際上廣泛使用的ModBus現場總線協議接入適配器中。而采用了物理空口傳輸和通信運營商網絡服務的混合組網傳輸模式的NB?IoT、RFID協議，RTP/RTSP/RTCP協議以及通過配備了4/5G通信的小型無人航空器中接入的Mavlink協議，是將數據傳輸到適配器中的感知綜合管理系統進行解析。4G/5G，WLAN/LAN這類通信協議是用于適配器和服務器之間建立網絡連接。

技術領域

本發明屬于地球空間觀測與物聯網領域，具體涉及支持多協議的時空信息網絡適配器。

背景技術

目前數字城市和智慧城市的建設過程中，為了準確獲取城市的運行狀態。城市中部署了大量的感知設備(傳感器)，例如視頻傳感器、溫度傳感器、土壤濕度傳感器、風速傳感器、風向傳感器、降水傳感器、氣敏傳感器、力敏傳感器、聲敏傳感器、位移傳感器等。這些傳感器接口協議是異構的，為了接入它們，一般采用基于互聯網的觀測模式，實現對地觀測的集成管理以及統一接口，數據可以實現在線處理。但是這種方式大多都采取的是“端對端”的通信模式，也就是，大量觀測的傳感器在采集數據后，都直接將數據發送到服務器。服務器都與數據源(傳感器)直接建立通信的優點就是容易，可輕松地部署各種感知設備，并可以在一個平臺上完成傳感器觀測結果的獲取，傳感器觀測狀態的規劃，以及傳感器信息的預警。但是，在智慧城市中，即便是一個街區，都會部署數以萬計的異構傳感器，如果繼續采用這種傳統的觀測方式，必然會導致服務器的數據量增大，導致服務器出現不穩定的因素。同時，大量的感知數據傳入服務器，也會受限于網絡傳輸的質量。最嚴重的后果就是服務器會經常的出現宕機現象。傳統的“端對端”的通信技術將不再能滿足今天的這種物聯感知協議的接入。

發明內容

因此，本發明提出一種支持多協議的時空信息網絡適配器，依區域布設該適配器，解決不同協議傳感器統一接入的問題，避免了感知設備和采集設備的過度分散的問題。同時可以對采集的數據進行初步的分析處理，并通過OGC(Open?Geospatial?Consortium)接口規范統一上傳到服務端，從而降低了發送到服務端的數據包的數量，確保了網絡系統的穩定性。

根據本發明實施例的一方面，一種支持多協議的網絡適配器，包括：

硬件模塊，其包括電源；作為ZigBee、LoRA、Bluetooth、RFID及NB-IoT接收基站的無線電收發器；PC；主控模塊；儲存陣列；人機交互模塊和與外部服務器通訊的通訊模塊；

軟件接入模塊，其包括：

感知綜合管理系統，用于接入和聚合物聯接口協議向適配器傳輸的數據，數據可視化展示，傳感器設備及歷史傳輸數據的查詢，各協議傳感器的在線注冊服務及通過RTP/RTSP/RTCP協議傳輸的視頻傳感器控制服務，向服務端(SOS,SAS)上傳數據和信息，接收來自于服務端(SPS)的傳感器規劃信息；和

數據流解析模塊，用于將接收到的數據根據數據傳輸協議進行解析，建立數據庫，并且將數據保存在儲存陣列中。

在一些示例中，感知綜合管理系統采用云部署結合本地部署的模式，系統中的數據庫部署在云服務器上。

在一些示例中，對于采用純物理空口傳輸的ZigBee，LoRA，Bluetooth通信協議，直接與主控模塊進行數據交互；