專利名稱：物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的制作方法屬于電子通信領(lǐng)域，特別涉及一種物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能源管理系統(tǒng)越來越受到重視:通過傳感器對(duì)廠區(qū)內(nèi)的各能源的使用進(jìn)行計(jì)量，然后通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備收集傳感器數(shù)據(jù)并遠(yuǎn)傳到信息管理中心儲(chǔ)存，最后通過能源管理平臺(tái)進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)和能耗分析等管理工作，方便廠區(qū)管理人員實(shí)時(shí)掌握各計(jì)量點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，從而有效實(shí)現(xiàn)能源和資源的管理。網(wǎng)關(guān)設(shè)備是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能源管理系統(tǒng)的重要組成部分之一。傳統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)單純的以太網(wǎng)到RS485的透明傳輸，因而功能過于簡(jiǎn)單；需要上位機(jī)軟件在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)儀表規(guī)約，底層沒有緩存，因而上位機(jī)軟件編程復(fù)雜；上位機(jī)軟件需要花費(fèi)大量的時(shí)間等待網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的到達(dá)，因此數(shù)據(jù)采集速度低；易受網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)影響，因而數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和完整性低。可以設(shè)計(jì)一種網(wǎng)關(guān)在設(shè)備上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，定時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器，或是服務(wù)器以某固定時(shí)間間隔獲取數(shù)據(jù)。這種網(wǎng)關(guān)設(shè)備克服了傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的上位機(jī)軟件編程復(fù)雜、數(shù)據(jù)采集速度低以及數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和完整性低等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)難題:傳統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)單純的以太網(wǎng)到RS485的透明傳輸，因而功能過于簡(jiǎn)單；需要上位機(jī)軟件在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)儀表規(guī)約，底層沒有緩存，因而上位機(jī)軟件編程復(fù)雜；上位機(jī)軟件需要花費(fèi)大量的時(shí)間等待網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的到達(dá)，因此數(shù)據(jù)采集速度低；易受網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)影響，因而數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和完整性低。485數(shù)據(jù)采集模塊缺少過壓，雷擊保護(hù)等，模塊容易受到外界干擾而損壞；網(wǎng)關(guān)特定端口只限于接單一協(xié)議表具，不能對(duì)不同協(xié)議表具采用混合接入的方式。本發(fā)明采用的技術(shù)方案:提供一種物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法。所述網(wǎng)關(guān)包括七個(gè)層次:最頂層是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(201)和文件服務(wù)器(211);第二層是Gateway模塊
(202);第三層為工業(yè)中標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)儀表使用的三種規(guī)約，即DL/T645多功能電表通信規(guī)約
(203)、CJ/T188戶用計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件(210)和GB/T 19582基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范(204);第四層是系統(tǒng)調(diào)用接口(209);第五層包括文件子系統(tǒng)205和進(jìn)程控制程序(208 );第六層為塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)(206 )及其他驅(qū)動(dòng)(207 )，所述塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)(206 )連接于文件子系統(tǒng)(205)，所述其他驅(qū)動(dòng)(207)連接于進(jìn)程控制程序(208);最底層是具體的硬件設(shè)備，包括:與塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)(206)連接的SD卡及NAND，與其他驅(qū)動(dòng)(207)連接的IXD、RS485端口、網(wǎng)口及GPIO模塊。所述Gateway模塊(202)包括:數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及網(wǎng)絡(luò)通信模塊。所述數(shù)據(jù)采集模塊通過數(shù)據(jù)采集程序以定時(shí)的方式從RS485端口采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)封裝成gateway包,所述gateway包描述網(wǎng)關(guān)設(shè)備對(duì)應(yīng)的服務(wù)器地址、網(wǎng)關(guān)的唯一標(biāo)識(shí)碼及七個(gè)端口獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)采集涉及的所有信息，實(shí)現(xiàn)常規(guī)數(shù)據(jù)采集定時(shí)任務(wù)、即時(shí)數(shù)據(jù)采集方法和配置更新方法。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊完成數(shù)據(jù)的本地存儲(chǔ)，由數(shù)據(jù)采集程序配合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊完成各個(gè)端口上所有儀表的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。所述數(shù)據(jù)采集模塊基于RS485協(xié)議。所述數(shù)據(jù)采集程序通過所述數(shù)據(jù)采集線程完成各個(gè)端口上所有儀表的數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)采集線程以定時(shí)的方式執(zhí)行，各個(gè)端口單獨(dú)配置采集時(shí)間間隔。所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊完成基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)通信和文件服務(wù)；在以TCP/IP方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，網(wǎng)關(guān)設(shè)備主動(dòng)與數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器連接成功后，建立兩個(gè)線程:一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)線程，定時(shí)向服務(wù)器發(fā)送心跳數(shù)據(jù)包，驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，并且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接斷開時(shí)及時(shí)重新連接；另一個(gè)是數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程線程，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳。所述網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)線程的心跳數(shù)據(jù)包以xml方式進(jìn)行封裝，數(shù)據(jù)格式與《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則》的要求一致；數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)，通過AES方式進(jìn)行加密，密鑰長(zhǎng)度為128比特，每臺(tái)網(wǎng)關(guān)設(shè)備有一個(gè)默認(rèn)的加密密鑰，并且可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新配置。所述數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程線程分為兩種模式:主動(dòng)模式和被動(dòng)模式；主動(dòng)模式下，網(wǎng)關(guān)設(shè)備定時(shí)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)服務(wù)器，并在傳輸失敗時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)下來，并嘗試重傳；所述網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)線程管理連接的狀態(tài)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)重新連接，故數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳線程不必管理網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；被動(dòng)模式下，網(wǎng)關(guān)設(shè)備根據(jù)上位機(jī)服務(wù)器的指令上傳數(shù)據(jù)。所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊同時(shí)實(shí)現(xiàn)其他功能，包括:系統(tǒng)時(shí)間的設(shè)定、端口信息的配置以及異常情況的報(bào)警，通過本地配置和遠(yuǎn)端配置兩種方式實(shí)現(xiàn)。有益效果:與市場(chǎng)上現(xiàn)有產(chǎn)品相比，本發(fā)明功能更加豐富，數(shù)據(jù)采集速度更快，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和完整性更好，兼容不同協(xié)議表具，同時(shí)安全性更高。


圖1示出了本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)。圖2示出了本發(fā)明的軟件結(jié)構(gòu)。圖3示出了 Gateway模塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。圖4示出了定時(shí)器線程流程圖。圖5示出了被動(dòng)批量傳輸模式下的數(shù)據(jù)采集線程流程圖。圖6示出了 TCP/IP模式下的連接管理。圖7示出了主動(dòng)遠(yuǎn)傳模式下的數(shù)據(jù)采集線程。圖8示出了基于HTTP協(xié)議的網(wǎng)關(guān)配置流程。圖9示出了網(wǎng)關(guān)上傳數(shù)據(jù)包序列。圖10示出了網(wǎng)關(guān)響應(yīng)數(shù)據(jù)包序列。圖11示出了被動(dòng)模式數(shù)據(jù)傳輸流程。圖12出批量模式程序流程。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明設(shè)計(jì)原理為:在網(wǎng)關(guān)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集以及數(shù)據(jù)的本地存儲(chǔ)。網(wǎng)關(guān)設(shè)備與服務(wù)器達(dá)成某種協(xié)議，即網(wǎng)關(guān)將采集的數(shù)據(jù)保存在內(nèi)部FLASH中，并在本地開啟文件服務(wù)，允許服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問，從而利用HTTP web服務(wù)實(shí)現(xiàn)被動(dòng)批量傳輸模式和主動(dòng)定時(shí)采集模式兩種采集方式。網(wǎng)關(guān)設(shè)備支持本地配置和遠(yuǎn)程配置。所述主動(dòng)定時(shí)采集模式是指，網(wǎng)關(guān)設(shè)備按照網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議定時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器；所述被動(dòng)批量傳輸模式是指，服務(wù)器以某固定時(shí)間間隔獲取數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)采集、本地存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)通信均由Gateway模塊完成。Gateway模塊包括:數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及網(wǎng)絡(luò)通信模塊。所述數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)基于RS485協(xié)議的數(shù)據(jù)采集。本模塊實(shí)現(xiàn)了工業(yè)中標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)儀表使用的三種規(guī)約，即DL/T 645多功能電表通信規(guī)約、CJ/T 188戶用計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件和GB/T 19582基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范。由所述數(shù)據(jù)采集模塊通過所述數(shù)據(jù)采集程序以定時(shí)的方式從七路RS485端口采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)封裝成gateway包，它描述網(wǎng)關(guān)設(shè)備對(duì)應(yīng)的服務(wù)器地址、網(wǎng)關(guān)的唯一標(biāo)識(shí)碼及七個(gè)端口獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)采集涉及的所有信息，并實(shí)現(xiàn)了常規(guī)數(shù)據(jù)采集定時(shí)任務(wù)、即時(shí)數(shù)據(jù)采集方法和配置更新方法。由所述數(shù)據(jù)采集程序通過所述數(shù)據(jù)采集線程完成各個(gè)端口上所有儀表的數(shù)據(jù)采集功能。數(shù)據(jù)采集線程以定時(shí)的方式執(zhí)行。由于網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接的儀表數(shù)量較大，為每個(gè)儀表設(shè)定一個(gè)單獨(dú)的采集時(shí)間間隔會(huì)嚴(yán)重降低系統(tǒng)效率。本設(shè)計(jì)兼顧靈活性和系統(tǒng)效率，采用各個(gè)端口單獨(dú)配置采集時(shí)間間隔的方法，提高系統(tǒng)效率的同時(shí)，又提供了多種采集時(shí)間間隔的設(shè)定方案。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊完成數(shù)據(jù)的本地存儲(chǔ)。由所述數(shù)據(jù)采集程序配合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊完成各個(gè)端口上所有儀表的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。由所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊完成基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)通信和文件服務(wù)。在以TCP/IP方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，網(wǎng)關(guān)設(shè)備主動(dòng)與數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器連接成功后，建立兩個(gè)線程:一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)線程，定時(shí)向服務(wù)器發(fā)送心跳數(shù)據(jù)包，驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，并且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接斷開時(shí)及時(shí)重新連接；另一個(gè)是數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程線程，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳。所述網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)線程的心跳數(shù)據(jù)包以xml方式進(jìn)行封裝，數(shù)據(jù)格式與《導(dǎo)則》的要求一致。數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)，通過AES方式進(jìn)行加密，密鑰長(zhǎng)度為128比特，每臺(tái)網(wǎng)關(guān)設(shè)備有一個(gè)默認(rèn)的加密密鑰，并且可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新配置。所述數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程線程分為兩種模式:主動(dòng)模式和被動(dòng)模式。主動(dòng)模式下，網(wǎng)關(guān)設(shè)備定時(shí)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)服務(wù)器，并在傳輸失敗時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)下來，并嘗試重傳。所述網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)線程管理連接的狀態(tài)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)重新連接，故數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳線程不必管理網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。被動(dòng)模式下，網(wǎng)關(guān)設(shè)備根據(jù)上位機(jī)服務(wù)器的指令上傳數(shù)據(jù)。所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊同時(shí)實(shí)現(xiàn)其他一些功能，包括:系統(tǒng)時(shí)間的設(shè)定、端口信息的配置以及異常情況的報(bào)警。實(shí)施例1
圖1示出了本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)。本發(fā)明在硬件結(jié)構(gòu)上包含14個(gè)相對(duì)獨(dú)立的功能模塊，按功能可以分為四個(gè)方面:最小系統(tǒng)、人機(jī)交互模塊、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)模塊及上位機(jī)接口模塊。最小系統(tǒng)是微控制器正常工作所需要的最小組成單元，包括101—ARM微處理器，102—電源模塊、103—日歷芯片、104—非易失性存儲(chǔ)器NAND Flash和105—易失性存儲(chǔ)器SDRAM0數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)模塊包括106—七路RS485總線接口、107—4路AD轉(zhuǎn)換通道、108—20個(gè)GPIO接口以及109 — SD卡接口。上位機(jī)接口包括111 一網(wǎng)絡(luò)接口和110—串口控制臺(tái)接口。人機(jī)交互接口包括114一IXD顯示模塊、113—聲卡模塊和112 — GPRS模塊。圖2示出了本發(fā)明的軟件結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的軟件平臺(tái)采用Linux內(nèi)核作為操作系統(tǒng)核心，用U-Boot進(jìn)行操作系統(tǒng)的引導(dǎo)，并用UBI文件系統(tǒng)管理文件。如圖2所示，整個(gè)軟件結(jié)構(gòu)分為7層。自頂向下看，最頂層是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器201和文件服務(wù)器211，分別用來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信和文件服務(wù)。第二層是Gateway模塊202，負(fù)責(zé)收集來自設(shè)備端口的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)封裝成gateway包并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的本地存儲(chǔ)。最后，基于TCP/IP實(shí)現(xiàn)與頂層的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器201和文件服務(wù)器211之間的網(wǎng)絡(luò)通信和文件服務(wù)。第三層實(shí)現(xiàn)了工業(yè)中標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)儀表使用的三種規(guī)約，即DL/T 645多功能電表通信規(guī)約203、CJ/T 188戶用計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件210和GB/T 19582基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范204。第四層是系統(tǒng)調(diào)用接口 209，Gateway模塊202通過該接口控制第五層的文件子系統(tǒng)205和進(jìn)程控制程序208。文件子系統(tǒng)205與塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)206連接，用來讀寫最底層的存儲(chǔ)器件SD卡109和NAND Flash 104。進(jìn)程控制程序208即所述數(shù)據(jù)采集模塊的所述數(shù)據(jù)采集線程，負(fù)責(zé)調(diào)用所述數(shù)據(jù)采集程序?qū)崿F(xiàn)連接到所有端口的所有設(shè)備的數(shù)據(jù)采集。進(jìn)程控制程序208通過其他驅(qū)動(dòng)207實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，包括:IXD 114、RS232轉(zhuǎn)RS485接口 106、以太網(wǎng)接口111以及GPIO 108等設(shè)備。以上內(nèi)容闡述了本發(fā)明的整體架構(gòu)。其中，軟件結(jié)構(gòu)的第二層，即Gateway模塊202，是本發(fā)明的核心。它包括三個(gè)子模塊:所述數(shù)據(jù)采集模塊、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊。它們與本發(fā)明的其他部分配合，分別完成數(shù)據(jù)采集、本地存儲(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)通信。以下內(nèi)容分為兩部分，前一部分闡述本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集和本地存儲(chǔ)的具體實(shí)施方式
，后一部分闡述本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)通信的具體實(shí)施方式
。關(guān)于本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集和本地存儲(chǔ)的具體實(shí)施方式
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所述數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)基于RS485協(xié)議的數(shù)據(jù)采集。本模塊實(shí)現(xiàn)了工業(yè)中標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)儀表使用的三種規(guī)約，即DL/T 645多功能電表通信規(guī)約203、CJ/T 188戶用計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件210和GB/T 19582基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范204。所述數(shù)據(jù)采集模塊通過所述數(shù)據(jù)采集程序以定時(shí)的方式從七路RS485端口 106采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)封裝成gateway包。圖3示出了 Gateway模塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其中，ServerIP301描述網(wǎng)關(guān)設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)碼，Location String 302描述網(wǎng)關(guān)設(shè)備對(duì)應(yīng)的服務(wù)器地址，Port[7] 306描述七個(gè)端口獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)采集涉及的所有信息，并實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集定時(shí)配置等功能。由所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊完成數(shù)據(jù)的本地存儲(chǔ)。Port [7] 306各部分的功能或含義如下:七路RS485端口由其端口號(hào)304標(biāo)識(shí)，其取值范圍為廣7。每個(gè)端口單獨(dú)運(yùn)行，它們?cè)趯?shí)現(xiàn)中是一個(gè)無限循環(huán)結(jié)構(gòu)，通過定時(shí)器控制運(yùn)行的時(shí)間間隔。可以通過端口配置305修改采集間隔307、保存文件間隔308以及儀表列表309。儀表列表309又包括一些子配置項(xiàng):儀表地址315,唯一地標(biāo)識(shí)同類型儀表中的個(gè)體；協(xié)議類型316，目前僅有三個(gè)可選值，即:645通信規(guī)約、Modbus協(xié)議和CJ/T188規(guī)約；使用同一協(xié)議的儀表類型號(hào)317，這是一個(gè)自定義字段，按支持的儀表類型從I向下排序；報(bào)警閾值318至321。服務(wù)器從網(wǎng)關(guān)上獲取數(shù)據(jù)并不是實(shí)時(shí)的，網(wǎng)關(guān)本身對(duì)于儀表的示值是否超過警戒閥值進(jìn)行判斷。警報(bào)上限二 318和警報(bào)上限一 319是兩級(jí)上限閥值，警報(bào)下限一 320和警報(bào)下限二 321是兩級(jí)下限閥值。當(dāng)?shù)玫降臄?shù)據(jù)超過一級(jí)閥值時(shí)，網(wǎng)關(guān)設(shè)備通知服務(wù)器。當(dāng)超過二級(jí)閥值時(shí)，網(wǎng)關(guān)設(shè)備發(fā)出聲光報(bào)警或發(fā)送短信通知相關(guān)負(fù)責(zé)人。運(yùn)行狀態(tài)311包括兩種狀態(tài):Inuse和Running。Inuse為真表明當(dāng)前端口上連接有儀表,并且服務(wù)器需要采集這些儀表上的數(shù)據(jù)。僅當(dāng)Inuse為真時(shí)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的其他字段才有意義。Running為真表示數(shù)據(jù)采集正在進(jìn)行，此時(shí)不可以改變系統(tǒng)時(shí)間和更新端口配置。此時(shí)更新系統(tǒng)時(shí)間會(huì)造成采集到的數(shù)據(jù)時(shí)間字段重復(fù)或不斷續(xù)；更新端口配置會(huì)導(dǎo)致采集到的數(shù)據(jù)在同一數(shù)據(jù)文件內(nèi)結(jié)構(gòu)不一致。312為串口設(shè)備的設(shè)備文件字符串。串口設(shè)備互斥鎖313為串口使用的互斥鎖，由于RS485總線上采用半雙工的工作方式，當(dāng)一個(gè)線程在使用端口收發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，另一個(gè)端口應(yīng)該阻塞等待。調(diào)用Geter接口 314的GetDataO方法可以獲取即時(shí)數(shù)據(jù)。由所述數(shù)據(jù)采集程序通過所述數(shù)據(jù)采集線程208完成各個(gè)端口上所有儀表的數(shù)據(jù)采集功能。數(shù)據(jù)采集線程以定時(shí)的方式執(zhí)行。由于網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接的儀表數(shù)量較大，為每個(gè)儀表設(shè)定一個(gè)單獨(dú)的采集時(shí)間間隔會(huì)嚴(yán)重降低系統(tǒng)效率。本設(shè)計(jì)兼顧靈活性和系統(tǒng)效率，采用各個(gè)端口單獨(dú)配置采集時(shí)間間隔的方法，提高系統(tǒng)效率的同時(shí)，又提供了多種采集時(shí)間間隔的設(shè)定方案。圖4示出了定時(shí)器線程流程圖。在步驟401，每個(gè)端口均作為一個(gè)線程調(diào)用StartTicker O函數(shù)，端口在啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集線程時(shí)首先啟動(dòng)定時(shí)器線程。在步驟405和406，以阻塞方式讀取通道C上的命令。如果命令為Ck，則進(jìn)入一次數(shù)據(jù)采集，在步驟404打開數(shù)據(jù)文件，在步驟403遍歷一次該端口上的儀表，并將得到的數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)文件中，最后在步驟402關(guān)閉文件，再次進(jìn)入步驟405和406。如果命令為Rfrsh，則進(jìn)入步驟407更新配置信息，以備下次采集時(shí)采用新的配置。如果命令為Stop，則進(jìn)入步驟409終止該編程。圖5示出了被動(dòng)批量傳輸模式下的數(shù)據(jù)采集流程。在步驟501至503，該線程首先啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器線程，并標(biāo)記當(dāng)前端口的狀態(tài)為Running。然后進(jìn)入步驟504和505組成的循環(huán)，在循環(huán)體中，首先從通道C中獲取命令，否則進(jìn)程阻塞。在正常情況下，定時(shí)器會(huì)按照設(shè)定的采集間隔307定時(shí)向通道傳送一個(gè)Ck命令，采集各儀表上的數(shù)據(jù)一次。當(dāng)上位機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)修改配置文件時(shí)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器包也會(huì)通過該通道發(fā)送一個(gè)Rfrsh命令，接到命令時(shí)，進(jìn)入步驟507存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，然后在步驟508更新端口的配置信息，結(jié)束。由于更新系統(tǒng)時(shí)間時(shí)，需要暫時(shí)停止所有端口的采集線程，并在完成系統(tǒng)時(shí)間的更新之后重新啟動(dòng)線程，定義了重新啟動(dòng)所有線程和停止所有線程的函數(shù)。停止所有線程的函數(shù)首先遍歷所有的端口并判斷端口的狀態(tài)，如果該端口被使用，并且正在運(yùn)行，則向?qū)?yīng)端口的通道發(fā)送Stop命令。開啟所有線程函數(shù)同樣遍歷所有端口，如果該端口處于Inuse狀態(tài)，則初始化端口并獲得配置信息，最后開始一個(gè)新的線程。關(guān)于本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)通信的具體實(shí)施方式
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本發(fā)明采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳。圖6示出TCP/IP模式下的連接管理。在以TCP/IP方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，在步驟601和602，網(wǎng)關(guān)設(shè)備主動(dòng)與數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器進(jìn)行永久性連接，并在步驟603和604，定時(shí)發(fā)送心跳數(shù)據(jù)包以檢測(cè)連接狀態(tài)。因此，系統(tǒng)在連接成功后，建立兩個(gè)線程。一個(gè)線程定時(shí)向服務(wù)器發(fā)送心跳，驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，并且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接斷開時(shí)及時(shí)重新連接。另一個(gè)線程是數(shù)據(jù)采集線程，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和遠(yuǎn)傳。在本發(fā)明中，網(wǎng)關(guān)與服務(wù)器通信數(shù)據(jù)包以xml方式進(jìn)行封裝。數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)，通過AES方式進(jìn)行加密，密鑰長(zhǎng)度為128比特，每臺(tái)網(wǎng)關(guān)設(shè)備有一個(gè)默認(rèn)的加密密鑰，并且可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新配置。在TCP/IP模式下，數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳分為兩種模式:主動(dòng)模式和被動(dòng)模式。被動(dòng)模式前已述及，對(duì)應(yīng)于圖5。圖7示出了主動(dòng)遠(yuǎn)傳模式下的數(shù)據(jù)采集線程。與被動(dòng)模式相同，在步驟701至703，該線程首先啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器線程，并標(biāo)記當(dāng)前端口的狀態(tài)為Running。然后進(jìn)入步驟709和710組成的循環(huán)，在循環(huán)體中，首先從通道C中獲取命令，否則進(jìn)程阻塞。在正常情況下，定時(shí)器會(huì)按照設(shè)定的采集間隔307定時(shí)向通道傳送一個(gè)Ck命令，采集各儀表上的數(shù)據(jù)一次。當(dāng)上位機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)修改配置文件時(shí)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器包也會(huì)通過該通道發(fā)送一個(gè)Rfrsh命令，接到命令時(shí)，進(jìn)入步驟705至707存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，然后在步驟708更新數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，結(jié)束。主動(dòng)模式下，網(wǎng)關(guān)設(shè)備定時(shí)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)服務(wù)器，并在傳輸失敗時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)下來，并嘗試重傳。本發(fā)明中，心跳線程管理連接的狀態(tài)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)重新連接，故數(shù)據(jù)采集線程不必管理網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器程序主要完成五點(diǎn)功能，即系統(tǒng)時(shí)間的設(shè)定、端口信息的配置、數(shù)據(jù)文件的獲取、即時(shí)數(shù)據(jù)的獲取和異常情況的報(bào)警。為保持網(wǎng)絡(luò)連接的暢通，智能網(wǎng)關(guān)設(shè)備在心跳線程中，定時(shí)向服務(wù)器發(fā)送存活通知數(shù)據(jù)包。服務(wù)器收到數(shù)據(jù)包后，即返回一個(gè)校時(shí)數(shù)據(jù)包。智能網(wǎng)關(guān)設(shè)備在收到數(shù)據(jù)包后，設(shè)定系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間。本網(wǎng)關(guān)設(shè)備提供了多個(gè)端口，每個(gè)端口可以以不同的串口波特率采集不同類型的儀表數(shù)據(jù)，因而需要一個(gè)更復(fù)雜的網(wǎng)關(guān)配置功能。網(wǎng)關(guān)配置信息以端口為單位，保存于七個(gè)本地XML文件中，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)讀取配置文件，并將配置信息解析，保存在系統(tǒng)內(nèi)存。端口的配置信息指明了端口的數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔、數(shù)據(jù)文件保存的時(shí)間間隔和該端口上連接的所有儀表信息。當(dāng)需要改變某端口的儀表配置時(shí)(如添加或去掉儀表)，系統(tǒng)管理人員通過數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)頁服務(wù)器接口添加或刪除表項(xiàng)，數(shù)據(jù)中心的上位機(jī)軟件將該網(wǎng)關(guān)端口下的儀表信息匯總，形成新的端口配置文件并發(fā)送給智能網(wǎng)關(guān)。由于網(wǎng)關(guān)的配置信息內(nèi)容復(fù)雜，數(shù)據(jù)量大，本發(fā)明提供了一個(gè)基于HTTP的上傳配置文件接口。該接口要求上位機(jī)軟件以HTTP協(xié)議的POST方法向網(wǎng)關(guān)設(shè)備發(fā)送文件，配置文件以multipart/form-data方式發(fā)送。圖8示出基于HTTP協(xié)議的網(wǎng)關(guān)配置流程。在步驟802和803，程序首先獲得配置文件的目標(biāo)端口號(hào)，如果獲取成功，則在步驟804和805獲取配置信息的內(nèi)容，在步驟806在本地創(chuàng)建一個(gè)文件并拷貝配置文件的內(nèi)容。在步驟807，檢驗(yàn)該端口上的數(shù)據(jù)采集線程是否正在運(yùn)行。如果正在運(yùn)行，則在步驟810更新其配置信息。如果整個(gè)過程順利進(jìn)行，則最終返回200狀態(tài)碼，若其中任意一步出錯(cuò)，則返回錯(cuò)誤碼400，并退出配置程序。在服務(wù)器端，上位機(jī)軟件通過該URI發(fā)送文件，并檢查返回頁面的HTTP首部。如果首部的狀態(tài)字為200，則完成配置，否則將重新發(fā)送。數(shù)據(jù)的獲取包括三種模式:主動(dòng)上傳模式、被動(dòng)上傳模式和批量獲取模式。在主動(dòng)和被動(dòng)上傳模式下，網(wǎng)關(guān)設(shè)備以一定時(shí)間間隔將采集到的數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器。在主動(dòng)模式下，網(wǎng)關(guān)設(shè)備定時(shí)向數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)發(fā)送一個(gè)operation屬性為report的數(shù)據(jù)包，包中包含了各儀表的數(shù)據(jù)。若儀表數(shù)太多，數(shù)據(jù)無法以一個(gè)包發(fā)送，則置operation屬性為continuous,分包發(fā)送,最后一個(gè)數(shù)據(jù)包的operation屬性為end。主動(dòng)模式下，網(wǎng)關(guān)設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)包順序如圖9所示。在被動(dòng)模下，服務(wù)器根據(jù)自己需要，向網(wǎng)關(guān)設(shè)備請(qǐng)求數(shù)據(jù)。服務(wù)器首先發(fā)送一個(gè)operation為query的數(shù)據(jù)包,包中包含要采集的儀表列表。網(wǎng)關(guān)設(shè)備收到查詢數(shù)據(jù)包后，采集相關(guān)儀表的數(shù)據(jù)，并以i^ply方式返回?cái)?shù)據(jù)包，后續(xù)數(shù)據(jù)包以continuous方式發(fā)送，并將最后一個(gè)數(shù)據(jù)包置為end。被動(dòng)模式下的網(wǎng)關(guān)設(shè)備上傳數(shù)據(jù)包順序如圖10所示。網(wǎng)關(guān)設(shè)備的被動(dòng)上傳與主動(dòng)上傳為兩個(gè)單獨(dú)的功能，可以同時(shí)運(yùn)行。主動(dòng)上傳功能與數(shù)據(jù)采集線程合并，使用同一個(gè)定時(shí)器來觸發(fā)。被動(dòng)上傳作為一個(gè)常規(guī)服務(wù)運(yùn)行，由網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包事件觸發(fā)。圖11示出了被動(dòng)上傳服務(wù)的程序流程。網(wǎng)關(guān)設(shè)備在步驟1101和1102接受到上位機(jī)請(qǐng)求時(shí)，在步驟1103根據(jù)端口號(hào)獲得對(duì)應(yīng)端口的對(duì)象，然后在步驟1104遍歷端口上的儀表列表，找到匹配的儀表配置信息，并按照配置信息讀取儀表讀數(shù)。當(dāng)讀取儀表讀數(shù)時(shí)，首先在步驟1105根據(jù)儀表的協(xié)議號(hào)匹配Geter接口 314，然后在步驟1107調(diào)用Geter接口 314的GetD ataO方法獲取即時(shí)數(shù)據(jù)。GetDataO方法需要使用串口設(shè)備312，可能會(huì)打斷采集程序的GetDataO方法，因而需要在調(diào)用GetDataO方法之前在步驟1106獲取串口設(shè)備的互斥鎖313，并在GetDataO方法返回之后解鎖。在批量上傳模式下網(wǎng)關(guān)設(shè)備以固定的時(shí)間間隔，將采集到的數(shù)據(jù)分成多個(gè)數(shù)據(jù)文件保存在本地，等待上位機(jī)軟件抓取。上位機(jī)軟件根據(jù)端口的配置信息，每間隔一定的時(shí)間，向網(wǎng)關(guān)設(shè)備的各個(gè)端口請(qǐng)求某個(gè)時(shí)間段的數(shù)據(jù)。這種模式實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高密度采集和低頻率上傳。主要用于實(shí)時(shí)性要求不高,但對(duì)數(shù)據(jù)采集密度要求較高的情況。批量上傳模式下，服務(wù)器通HTTP方式查詢某時(shí)間段的數(shù)據(jù)是否存在，查詢時(shí)需指定端口號(hào)和時(shí)間段的起始時(shí)間。圖12示出了批量模式程序流程。上位機(jī)軟件在步驟1201以GET方式請(qǐng)求數(shù)據(jù)，網(wǎng)關(guān)設(shè)備在接收到請(qǐng)求時(shí)，在步驟1202獲得取端口號(hào)，在步驟1203獲得起始時(shí)間，在步驟1204網(wǎng)關(guān)設(shè)備根據(jù)端口號(hào)獲得端口對(duì)象，并查詢數(shù)據(jù)列表是否存在相應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，若存在對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，則表明請(qǐng)求時(shí)間段的數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好。此時(shí)在步驟1205網(wǎng)關(guān)設(shè)備根據(jù)已定的規(guī)則合成數(shù)據(jù)文件的文件名，并在步驟1206以Location鍵值的方式返回給上位機(jī)。該接口并不進(jìn)行數(shù)據(jù)文件的直接傳輸，而是用于查詢數(shù)據(jù)文件的狀態(tài)和位置。上位機(jī)軟件獲得數(shù)據(jù)文件的位置后，通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備的8080端口訪問文件服務(wù)器，下載數(shù)據(jù)文件。當(dāng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備出現(xiàn)導(dǎo)常時(shí)，需要向服務(wù)器上的上位機(jī)軟件報(bào)告。當(dāng)運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)，網(wǎng)關(guān)設(shè)備通過上位機(jī)軟件提供的接口上報(bào)，并由上位機(jī)軟件進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?。?dāng)收到異常報(bào)告時(shí)，網(wǎng)關(guān)設(shè)備無法自己解決問題，需要上位機(jī)軟件輔助解決。本發(fā)明提供了上位機(jī)編程參考的異常處理方案:(I)讀端口配置文件異常。網(wǎng)關(guān)設(shè)備報(bào)告這個(gè)異常時(shí)會(huì)使用Portid字段，讀端口配置文件異常的發(fā)生通常是因?yàn)榕渲梦募淮嬖?，上位機(jī)收到這個(gè)異常報(bào)告時(shí)，可以根據(jù)portid字段，得到發(fā)生異常的端口，并重新發(fā)送配置文件。(2)端口配置文件解析異常。網(wǎng)關(guān)設(shè)備報(bào)告這個(gè)異常時(shí)會(huì)使Portid字段，端口配置文件解析異常發(fā)生的原因通常是配置文件格式錯(cuò)誤。當(dāng)上位機(jī)收到這個(gè)異常報(bào)告時(shí)，應(yīng)該重新生成并發(fā)送相關(guān)端口的配置文件。(3)讀取儀表配置文件異常。該異常報(bào)告會(huì)使用portid字段和MTypeID字段，該異常發(fā)生可能有以下幾種原因:a.端口配置文件使用了不被的儀表類型號(hào):上位機(jī)軟件應(yīng)該經(jīng)過充分測(cè)試保證這種情況不會(huì)發(fā)生。b.儀表配置文件損壞或文件系統(tǒng)錯(cuò)誤:該異常通常不會(huì)發(fā)生，當(dāng)此異常發(fā)生時(shí)，上位機(jī)軟件應(yīng)該通知管理員，請(qǐng)工程人員手動(dòng)更新儀表配置文件。(4)儀表配置文件解析異常。該異常報(bào)告會(huì)使用portid字段和MTypeID字段，該異常通常不會(huì)發(fā)生。此異常發(fā)生時(shí)，通常意味著文件損壞或文件系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)誤，上位機(jī)軟件應(yīng)通知管理員。(5)儀表數(shù)據(jù)讀取異常。該異常報(bào)告會(huì)使用porticUMTypeID和slaveaddr字段。該異常報(bào)告意味著端口讀取儀表讀數(shù)失敗。由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾、儀表穩(wěn)定性等原因，儀表讀取以小于千分之一的概率失敗是正常的。上位機(jī)軟件可以不作處理，也可以維持一個(gè)計(jì)數(shù)，當(dāng)失敗頻率高于某閥值時(shí)通知管理員。(6)數(shù)據(jù)文件打開異常。該異常報(bào)告會(huì)使用portid字段。該異常通常不會(huì)發(fā)生，如果發(fā)生了，則意味著文件系統(tǒng)存儲(chǔ)空間不足或文件系統(tǒng)錯(cuò)誤。該異常發(fā)生時(shí)，上位機(jī)軟件應(yīng)該查詢網(wǎng)關(guān)設(shè)備的文件系統(tǒng)狀態(tài)，并將文件系統(tǒng)狀態(tài)通知管理員。(7)上下限異常。該異常報(bào)告會(huì)使用portid、MTypeID和slaveaddr字段。該類異常的出現(xiàn)意味著工廠相關(guān)部分的能源、資源用量及其他監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過了給定的上限或下限。當(dāng)此類異常發(fā)生時(shí)應(yīng)該采取的操作由上位機(jī)軟件根據(jù)客戶需要定義。以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定發(fā)明的具體實(shí)施僅限于這些說明。對(duì)本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思的前提下，還可以做出簡(jiǎn)單的推演及替換，都應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是:所述網(wǎng)關(guān)包括七個(gè)層次:最頂層是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(201)和文件服務(wù)器(211);第二層是Gateway模塊(202);第三層為工業(yè)中標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)儀表使用的三種規(guī)約，即DL/T 645多功能電表通信規(guī)約(203)、CJ/T 188戶用計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件(210)和GB/T 19582基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范(204);第四層是系統(tǒng)調(diào)用接口(209);第五層包括文件子系統(tǒng)205和進(jìn)程控制程序(208);第六層為塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)(206 )及其他驅(qū)動(dòng)(207 )，所述塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)(206 )連接于文件子系統(tǒng)(205 )，所述其他驅(qū)動(dòng)(207)連接于進(jìn)程控制程序(208);最底層是具體的硬件設(shè)備，包括:與塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)(206)連接的SD卡及NAND，與其他驅(qū)動(dòng)(207)連接的LCD、RS485端口、網(wǎng)口及GPIO模塊； 所述Gateway模塊(202)包括:數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及網(wǎng)絡(luò)通信模塊； 所述數(shù)據(jù)采集模塊通過數(shù)據(jù)采集程序以定時(shí)的方式從RS485端口采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)封裝成gateway包，所述gateway包描述網(wǎng)關(guān)設(shè)備對(duì)應(yīng)的服務(wù)器地址、網(wǎng)關(guān)的唯一標(biāo)識(shí)碼及七個(gè)端口獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)采集涉及的所有信息，實(shí)現(xiàn)常規(guī)數(shù)據(jù)采集定時(shí)任務(wù)、即時(shí)數(shù)據(jù)采集方法和配置更新方法； 所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊完成數(shù)據(jù)的本地存儲(chǔ)，由數(shù)據(jù)采集程序配合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊完成各個(gè)端口上所有儀表的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
2.如權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是:所述數(shù)據(jù)采集模塊基于RS485協(xié)議。
3.如權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是:所述數(shù)據(jù)采集程序通過所述數(shù)據(jù)采集線程完成各個(gè)端口上所有儀表的數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)采集線程以定時(shí)的方式執(zhí)行，各個(gè)端口單獨(dú)配置采集時(shí)間間隔。
4.如權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是:所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊完成基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)通信和文件服務(wù)；在以TCP/IP方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，網(wǎng)關(guān)設(shè)備主動(dòng)與數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器連接成功后，建立兩個(gè)線程:一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)線程，定時(shí)向服務(wù)器發(fā)送心跳數(shù)據(jù)包，驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，并且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接斷開時(shí)及時(shí)重新連接；另一個(gè)是數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程線程，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳。
5.如權(quán)利要求4所述的物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是:所述網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)線程的心跳數(shù)據(jù)包以xml方式進(jìn)行封裝，數(shù)據(jù)格式與《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則》的要求一致；數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)，通過AES方式進(jìn)行加密，密鑰長(zhǎng)度為128比特，每臺(tái)網(wǎng)關(guān)設(shè)備有一個(gè)默認(rèn)的加密密鑰，并且可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新配置。
6.如權(quán)利要求4所述的物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是:所述數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程線程分為兩種模式:主動(dòng)模式和被動(dòng)模式；主動(dòng)模式下，網(wǎng)關(guān)設(shè)備定時(shí)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)服務(wù)器，并在傳輸失敗時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)下來，并嘗試重傳；所述網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)線程管理連接的狀態(tài)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)重新連接，故數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳線程不必管理網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；被動(dòng)模式下，網(wǎng)關(guān)設(shè)備根據(jù)上位機(jī)服務(wù)器的指令上傳數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求4所述的物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是:所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊同時(shí)實(shí)現(xiàn)其他功能，包括:系統(tǒng)時(shí)間的設(shè)定、端口信息的配置以及異常情況的報(bào)警，通過本地配置和遠(yuǎn)端配置兩種方式實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法。該網(wǎng)關(guān)在設(shè)備上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，定時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器，或是服務(wù)器以某固定時(shí)間間隔獲取數(shù)據(jù)。這種網(wǎng)關(guān)設(shè)備克服了傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的上位機(jī)軟件編程復(fù)雜、數(shù)據(jù)采集速度低以及數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和完整性低等缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04L29/06GK103200249SQ201310099698
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者吳振宇, 馮林, 李航, 李忠靈, 周玉, 胡廣 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)