本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備及物聯(lián)中心平臺。
背景技術(shù):
“物聯(lián)網(wǎng)”這一概念是在互聯(lián)網(wǎng)概念的基礎(chǔ)上,將其用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間,進行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡(luò)概念。物聯(lián)網(wǎng)可以應(yīng)用于智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等諸多行業(yè)和領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)劃分為三個層次,感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層,并依此概括地描繪物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)。
現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)并沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備是多種接入手段整合,統(tǒng)一互聯(lián)并接入網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)應(yīng)該具備的基本能力有接入能力、可管理能力、協(xié)議轉(zhuǎn)換能力。網(wǎng)關(guān)可滿足局部區(qū)域短距離通信的接入需求,根據(jù)應(yīng)用實現(xiàn)與公共/局域網(wǎng)絡(luò)的連接,同時完成命令轉(zhuǎn)發(fā)、控制、信令交換和編解碼等功能。同時物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)提供針對物聯(lián)網(wǎng)端點設(shè)備管理、安全認證等功能保證了物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的質(zhì)量和安全。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備實現(xiàn)感知延伸網(wǎng)絡(luò)與接入網(wǎng)絡(luò),以及不同類型感知延伸網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換,既可以實現(xiàn)廣域互聯(lián),也可以實現(xiàn)局域互聯(lián)。
但是現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)種類繁多、制式不一,各種現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)各不相同,網(wǎng)關(guān)的硬件能力和軟件API不存在統(tǒng)一的制式標(biāo)準(zhǔn),造成下層網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性,使物聯(lián)網(wǎng)的開發(fā)和使用都具有較大難度并且需要投入較多的成本?,F(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)由于受到前端感知設(shè)備的傳輸方式、協(xié)議的嚴格限制,無法實現(xiàn)物與物之間的有效互聯(lián)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有的技術(shù)存在的上述問題,現(xiàn)提供一種物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備及物聯(lián)中心平臺的技術(shù)方案,具體如下:
一種物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,其中,一上層網(wǎng)關(guān)設(shè)備或物聯(lián)中心平臺連接若干個所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接若干個子網(wǎng)關(guān)設(shè)備或物聯(lián)網(wǎng)前端傳感設(shè)備,所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備包括:
數(shù)據(jù)通訊單元,用于接收物聯(lián)網(wǎng)前端傳感設(shè)備發(fā)送的節(jié)點數(shù)據(jù);
遠程通訊單元,用于與物聯(lián)網(wǎng)中連接于所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的其他網(wǎng)關(guān)設(shè)備和一物聯(lián)中心平臺進行數(shù)據(jù)通信;
數(shù)據(jù)處理單元,包括:
數(shù)據(jù)解析模塊,連接所述數(shù)據(jù)通訊單元,用于接收并解析所述數(shù)據(jù)通訊單元發(fā)送的所述節(jié)點數(shù)據(jù);
指令解析模塊,連接所述遠程通訊單元,用于接收并解析連接于所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的其他網(wǎng)關(guān)設(shè)備或所述物聯(lián)中心平臺發(fā)送的命令或數(shù)據(jù)請求;
存儲模塊,用于以嵌入式數(shù)據(jù)庫管理和面向數(shù)據(jù)查詢的存儲方式存儲解析后的所述節(jié)點數(shù)據(jù);
處理模塊,連接所述數(shù)據(jù)解析模塊、所述指令解析模塊和存儲模塊,用于處理并存儲所述節(jié)點數(shù)據(jù)至存儲模塊,根據(jù)所述命令或數(shù)據(jù)請求對所述節(jié)點數(shù)據(jù)進行查詢和處理并將處理后的結(jié)果返回至其他網(wǎng)關(guān)設(shè)備或所述物聯(lián)中心平臺。
優(yōu)選的,該物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,其中,所述數(shù)據(jù)通訊單元包括藍牙通訊模塊,和/或紫蜂協(xié)議通訊模塊,和/或無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊,和/或射頻通訊模塊,和/或串口通訊模塊。
優(yōu)選的,該物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,其中,所述遠程通訊單元通過以太網(wǎng)或移動通信網(wǎng)絡(luò)接入外部網(wǎng)絡(luò)。
優(yōu)選的,該物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,其中,所述遠程通訊單元包括:
子網(wǎng)關(guān)通信模塊,用于與所述子網(wǎng)關(guān)設(shè)備進行數(shù)據(jù)通信;
上層網(wǎng)關(guān)通信模塊,用于與所述上層網(wǎng)關(guān)設(shè)備進行數(shù)據(jù)通信;
物聯(lián)中心通信模塊,用于與所述物聯(lián)中心平臺進行數(shù)據(jù)通信。
優(yōu)選的,該物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,其中,所述數(shù)據(jù)處理單元還包括:
處理加速模塊,連接所述處理模塊,用于加速所述處理模塊對解析后的所述節(jié)點數(shù)據(jù)的查詢處理。
優(yōu)選的,該物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,其中,在所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備工作的過程中,通過產(chǎn)生中斷來喚醒所述數(shù)據(jù)通訊單元和所述遠程通訊單元。
優(yōu)選的,該物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,其中,所述數(shù)據(jù)處理單元在停止工作時處于休眠狀態(tài)。
優(yōu)選的,該物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,其中,所述處理加速模塊為硬件查詢電路,或者現(xiàn)場可編程門陣列,或者數(shù)字信號處理引擎。
優(yōu)選的,該物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,其中,所述現(xiàn)場可編程邏輯門陣列通過遠程下載方式實現(xiàn)配置以處理不同通訊協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)。
優(yōu)選的,該物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,其中,所述數(shù)據(jù)解析模塊為協(xié)議轉(zhuǎn)換器,以完成從其他通訊協(xié)議到HTML文本傳輸協(xié)議的轉(zhuǎn)換。
優(yōu)選的,該物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,其中,所述處理模塊還用于將所述節(jié)點數(shù)據(jù)分別備份到所述子網(wǎng)關(guān)設(shè)備、所述上層網(wǎng)關(guān)設(shè)備和所述物聯(lián)中心平臺。
一種物聯(lián)中心平臺,其中,所述物聯(lián)中心平臺通過以太網(wǎng)連接上述的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,所述物聯(lián)中心平臺將用戶提交的大數(shù)據(jù)計算任務(wù)劃分成若干份分別分配給若干個所述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備。
上述技術(shù)方案的有益效果:提供一種物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備及物聯(lián)中心平臺,大大降低物聯(lián)中心平臺的構(gòu)建成本,減少了數(shù)據(jù)傳輸過程的帶寬需求,提高了數(shù)據(jù)處理的速度和性能,高效調(diào)配全物聯(lián)網(wǎng)閑置計算資源,實現(xiàn)物與物之間的有效互聯(lián)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的較佳的實施例中,一種物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明的較佳的實施例中,一種物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備與一種物聯(lián)中心平臺的拓撲結(jié)構(gòu)圖;
圖3為本發(fā)明的較佳的實施例中,一種物聯(lián)中心平臺的存儲結(jié)構(gòu)圖;
圖4為本發(fā)明的較佳的實施例中,一種物聯(lián)中心平臺的軟件層次圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
需要說明的是,在不沖突的情況下,本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明,但不作為本發(fā)明的限定。
本發(fā)明的較佳的實施例中,基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題,提供一種物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,如圖1所示,一上層網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接若干個物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接若干個子網(wǎng)關(guān)設(shè)備,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備包括:
數(shù)據(jù)通訊單元1,用于接收物聯(lián)網(wǎng)前端傳感設(shè)備發(fā)送的節(jié)點數(shù)據(jù);
遠程通訊單元2,用于與物聯(lián)網(wǎng)中連接于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的其他網(wǎng)關(guān)設(shè)備和一物聯(lián)中心平臺進行數(shù)據(jù)通信;
數(shù)據(jù)處理單元3,包括:
數(shù)據(jù)解析模塊31,連接數(shù)據(jù)通訊單元1,用于接收并解析數(shù)據(jù)通訊單元發(fā)送的節(jié)點數(shù)據(jù);
指令解析模塊32,連接遠程通訊單元2,用于接收并解析連接于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的其他網(wǎng)關(guān)設(shè)備或物聯(lián)中心平臺發(fā)送的命令或數(shù)據(jù)請求;
存儲模塊34,用于以嵌入式數(shù)據(jù)庫管理和面向數(shù)據(jù)查詢的存儲方式存儲解析后的節(jié)點數(shù)據(jù);
處理模塊33,連接數(shù)據(jù)解析模塊31、指令解析模塊32和存儲模塊34,用于處理并存儲節(jié)點數(shù)據(jù)至存儲模塊34,根據(jù)命令或數(shù)據(jù)請求對節(jié)點數(shù)據(jù)進行查詢和處理并將處理后的結(jié)果返回至其他網(wǎng)關(guān)設(shè)備或物聯(lián)中心平臺。
上述技術(shù)方案中,物聯(lián)網(wǎng)前端傳感設(shè)備將采集數(shù)據(jù)通過任一通訊方式上傳到本發(fā)明網(wǎng)關(guān)設(shè)備并在網(wǎng)關(guān)本地進行存儲,而不是再上傳到物聯(lián)中心平臺,降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捚款i和成本。
該網(wǎng)關(guān)設(shè)備通過以太網(wǎng)連接至其他網(wǎng)關(guān)設(shè)備或物聯(lián)中心平臺,并直接響應(yīng)他們的數(shù)據(jù)請求或數(shù)據(jù)查詢,借助于數(shù)據(jù)處理加速引擎,該網(wǎng)關(guān)設(shè)備在本地對大容量非易失存儲器中存儲的數(shù)據(jù)進行查找和處理,最后將查詢結(jié)果再返回至物聯(lián)中心平臺,因而可以減輕云平臺的數(shù)據(jù)處理任務(wù),減少數(shù)據(jù)傳輸量。
網(wǎng)關(guān)設(shè)備通過嵌入式數(shù)據(jù)庫存儲的方式對節(jié)點數(shù)據(jù)進行管理,并具備網(wǎng)絡(luò)加密、解密功能。
本發(fā)明的較佳的實施例中,數(shù)據(jù)通訊單元1包括藍牙通訊模塊,和/或紫蜂協(xié)議通訊模塊,和/或無線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊,和/或射頻通訊模塊,和/或串口通訊模塊。
本發(fā)明的較佳的實施例中,遠程通訊單元2通過以太網(wǎng)或移動通信網(wǎng)絡(luò)接入外部網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明的較佳的實施例中,遠程通訊單元2包括:
子網(wǎng)關(guān)通信模塊,用于與子網(wǎng)關(guān)設(shè)備進行數(shù)據(jù)通信;
上層網(wǎng)關(guān)通信模塊,用于與上層網(wǎng)關(guān)設(shè)備進行數(shù)據(jù)通信;
物聯(lián)中心通信模塊,用于與物聯(lián)中心平臺進行數(shù)據(jù)通信。
本發(fā)明的較佳的實施例中,數(shù)據(jù)處理單元3還包括:
處理加速模塊35,連接處理模塊33,用于加速處理模塊對解析后的節(jié)點數(shù)據(jù)的查詢處理。
本發(fā)明的較佳的實施例中,存儲模塊34為3D相變存儲器。存儲模塊34也可以為3D NAND閃存。
本發(fā)明的較佳的實施例中,處理加速模塊36為硬件查詢電路,或者現(xiàn)場可編程門陣列,或者數(shù)字信號處理引擎。
本發(fā)明的較佳的實施例中,數(shù)據(jù)解析模塊31為協(xié)議轉(zhuǎn)換器。
具體地,上述現(xiàn)場可編程邏輯門陣列通過遠程下載方式實現(xiàn)配置以處理不同通訊協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)。
上述數(shù)據(jù)解析模塊為協(xié)議轉(zhuǎn)換器,以完成從其他通訊協(xié)議到HTML文本傳輸協(xié)議的轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明的較佳的實施例中,處理模塊33還用于將節(jié)點數(shù)據(jù)分別備份到子網(wǎng)關(guān)設(shè)備、上層網(wǎng)關(guān)設(shè)備和物聯(lián)中心平臺。
本發(fā)明的較佳的實施例中,上述數(shù)據(jù)通訊單元1和遠程通訊單元2在工作時執(zhí)行中斷喚醒模式,即通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備產(chǎn)生的中斷來喚醒上述數(shù)據(jù)通訊單元1和遠程通訊單元2。
本發(fā)明的較佳的實施例中,上述除去數(shù)據(jù)通訊單元1和遠程通訊單元2之外的其他單元(例如數(shù)據(jù)處理單元3等)均采用深度睡眠模式工作,即在停止工作的時候進入深度睡眠。
本發(fā)明還提供一種物聯(lián)中心平臺,物聯(lián)中心平臺通過以太網(wǎng)連接上述的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,物聯(lián)中心平臺通過以太網(wǎng)將用戶提交的大數(shù)據(jù)計算任務(wù)劃分成若干份分別分配給若干個物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備。
為所有物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)建立統(tǒng)一物聯(lián)中心平臺,配合物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備實現(xiàn)子網(wǎng)之間的可視化互聯(lián)并提供增值服務(wù)。同時制定基于web應(yīng)用層的器件互聯(lián)通信的指令標(biāo)準(zhǔn),遵循該標(biāo)準(zhǔn)并通過本物聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)子網(wǎng)關(guān)設(shè)備間的交互。
每一個網(wǎng)關(guān)設(shè)備都是一個嵌入式的web服務(wù)(web Service)系統(tǒng),以數(shù)據(jù)庫管理和面向數(shù)據(jù)查詢的方式存儲傳感節(jié)點信息,并可以直接通過web服務(wù)請求上傳至Internet和物聯(lián)中心平臺。web Service技術(shù),能使得運行在不同機器上的不同應(yīng)用無須借助附加的、專門的第三方軟件或硬件,就可相互交換數(shù)據(jù)或集成。依據(jù)Web Service規(guī)范實施的應(yīng)用之間,無論它們所使用的語言、平臺或內(nèi)部協(xié)議是什么,都可以相互交換數(shù)據(jù)。Web Service是自描述、自包含的可用網(wǎng)絡(luò)模塊,可以執(zhí)行具體的業(yè)務(wù)功能。Web Service減少了應(yīng)用接口的花費。Web Service為整個企業(yè)甚至多個組織之間的業(yè)務(wù)流程的集成提供了一個通用機制。
如圖2所示,每一個網(wǎng)關(guān)設(shè)備節(jié)點都是一個既有大容量存儲功能又有數(shù)據(jù)查詢和處理能力的設(shè)備,從而可以實現(xiàn)分布式的數(shù)據(jù)和查詢。因而當(dāng)物聯(lián)中心平臺發(fā)送數(shù)據(jù)查詢請求時,所有網(wǎng)關(guān)設(shè)備都能接收并直接響應(yīng)物聯(lián)中心平臺的查詢請求,在本地分布式的進行數(shù)據(jù)查詢,最后僅將查詢結(jié)果返回至物聯(lián)中心平臺。這種數(shù)據(jù)處理過程大大降低物聯(lián)中心平臺的構(gòu)建成本,減少了數(shù)據(jù)傳輸過程的帶寬需求,提高了數(shù)據(jù)處理的速度和性能。
在本發(fā)明的一個具體實施例中,物聯(lián)中心平臺的存儲結(jié)構(gòu)如圖3所示,其中,存儲介質(zhì)A為常規(guī)云存儲,存儲介質(zhì)B為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的存儲空間。從圖中可以看出,存儲介質(zhì)B分布式的位于各個物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)內(nèi)。無論是存儲介質(zhì)A還是存儲介質(zhì)B,都采用統(tǒng)一的web服務(wù)系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)存儲管理。
本發(fā)明的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的軟件層次如圖4所示,最上面統(tǒng)稱為嵌入式服務(wù)器應(yīng)用程序,下面是嵌入式服務(wù)器程序,再下面是嵌入式的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),它們都運行在操作系統(tǒng)之上,從而構(gòu)成了嵌入式web系統(tǒng)。通過這種嵌入式web系統(tǒng)就可以響應(yīng)來自Internet或者智能設(shè)備的數(shù)據(jù)請求。
物聯(lián)中心平臺用于定義開放式傳輸語言標(biāo)準(zhǔn),開放式傳輸語言標(biāo)準(zhǔn)中的面向?qū)ο蟮恼Z言包括:實體類,執(zhí)行類,消息類,運算類,控制類,時間類,任務(wù)類。
實體類,用于定義各個子實體集合;執(zhí)行類,用于定義各種執(zhí)行動作(讀寫擦除);消息類,用于定義各種響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)(返回長度);運算類,用于定義各種加減運算;控制類,包括循環(huán)控制等;時間類,包括設(shè)置定時器等;任務(wù)類,用于記錄任務(wù)屬性。
本發(fā)明的較佳的實施例中,上述物聯(lián)網(wǎng)中心平臺的安全性解決方案是通過網(wǎng)關(guān)硬件的加密芯片結(jié)合軟件加密協(xié)議完成,上述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的接入需在物聯(lián)網(wǎng)中心平臺注冊并獲取密鑰授權(quán),物聯(lián)網(wǎng)中心平臺與物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的通信信道是公開的,但密鑰在各自的本地設(shè)備上是不公開的,而物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備需有唯一的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備號。設(shè)備制造商從物聯(lián)網(wǎng)id分配中心獲取該設(shè)備號固化在設(shè)備的ROM中。
本發(fā)明的較佳的實施例中,所有網(wǎng)關(guān)設(shè)備都要通過物聯(lián)網(wǎng)中心平臺的安全性測試,該平臺的測試項包括硬件攻擊測試,軟件流程測試,對強安全性領(lǐng)域,在軟件流程中應(yīng)加入失效性列表檢查。
以上所述僅為本發(fā)明較佳的實施例,并非因此限制本發(fā)明的實施方式及保護范圍,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,應(yīng)當(dāng)能夠意識到凡運用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案,均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。