一種物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)傳輸處理裝置，尤其涉及一種物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中需要接入大量傳感器，一個(gè)大型綜合的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的感知層往往由許多個(gè)感知設(shè)備(包括RFID、條碼、各類傳感器、GPS、視頻采集設(shè)備等)組成，同時(shí)可能部署有多種有線和無(wú)線通訊器模塊，這些由感知設(shè)備和通訊器模塊組成的數(shù)據(jù)采集單元就是物聯(lián)網(wǎng)的前端節(jié)點(diǎn)，眾多的物聯(lián)網(wǎng)前端節(jié)點(diǎn)需要將信息統(tǒng)一傳輸?shù)胶笈_(tái)應(yīng)用服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器通過(guò)數(shù)據(jù)中間件對(duì)采集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先處理和規(guī)劃，然后再導(dǎo)入到應(yīng)用系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的服務(wù)功能。而來(lái)自眾多物聯(lián)網(wǎng)前端節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息不可能都直接接入到后臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器，而是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)這個(gè)通訊樞紐來(lái)統(tǒng)一調(diào)度傳輸任務(wù)和分配信道資源。傳統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)只具備接入功能、網(wǎng)關(guān)管理功能、通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，這些網(wǎng)關(guān)適應(yīng)于通用的信息系統(tǒng)。而針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的特殊性(多節(jié)點(diǎn)、多協(xié)議、海量數(shù)據(jù)等)，傳統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)顯得力不從心，現(xiàn)有技術(shù)用于傳統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)中央處理器有很多種，大致采用的中央處理器在ARM9以下，時(shí)鐘頻率在200至400MHZ之間。存儲(chǔ)器最大也不過(guò)256M。網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)處理能力較低，數(shù)據(jù)緩存能力有限，基本上只能承擔(dān)傳感器數(shù)據(jù)接入及輸出功能，大量的數(shù)據(jù)預(yù)處理及數(shù)據(jù)解碼依賴服務(wù)器端的數(shù)據(jù)中間件，這樣大大增加了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，降低了網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，同時(shí)也增加后臺(tái)服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)可通過(guò)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)規(guī)則預(yù)處理前端輸入的數(shù)據(jù)，可存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的中間數(shù)據(jù)及結(jié)果，同時(shí)還為等待通訊信道分配的數(shù)據(jù)提供緩存，可進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)預(yù)處理及數(shù)據(jù)解碼，大大降低了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，同時(shí)也大大減小了后臺(tái)服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。
[0004]本技術(shù)方案針對(duì)大型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)前端數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)眾多、感知設(shè)備種類復(fù)雜、通訊方式及協(xié)議千變?nèi)f化、海量數(shù)據(jù)信息接入與通訊資源分配矛盾突出、前端設(shè)備管理及診斷困難等物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊的瓶頸問(wèn)題，研宄設(shè)計(jì)一種“多協(xié)議與中間件相融合的物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)”，將前端的感知設(shè)備器模塊和通訊器模塊的協(xié)議后移至網(wǎng)關(guān)的協(xié)議解釋器中統(tǒng)一管理，將服務(wù)器應(yīng)用系統(tǒng)之前的物聯(lián)網(wǎng)中間件的部分功能前移至網(wǎng)關(guān)內(nèi)的前置中間件處理單元，再配合傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)的廣泛接入能力、網(wǎng)關(guān)管理能力、協(xié)議轉(zhuǎn)換能力，融合形成一種新型的專門針對(duì)大型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的智能網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，以期通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的手段解決物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)的通訊難題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)，包括中央處理器，所述中央處理器與數(shù)據(jù)預(yù)處理單元的內(nèi)部接口電連接，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理單元包括數(shù)據(jù)預(yù)處理器模塊和數(shù)據(jù)緩存器模塊，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理器模塊和數(shù)據(jù)緩存器模塊電連接。
[0006]所述中央處理器與中間件處理單元的內(nèi)部接口電連接，所述中間件處理單元包括設(shè)備管理器模塊和事件觸發(fā)器模塊，所述設(shè)備管理器模塊和事件觸發(fā)器模塊電連接。
所述中央處理器與多協(xié)議處理單元的內(nèi)部接口電連接，所述多協(xié)議處理單元包括協(xié)議解釋器模塊和協(xié)議轉(zhuǎn)換器模塊，所述協(xié)議解釋器模塊和協(xié)議轉(zhuǎn)換器模塊電連接。
[0007]所述協(xié)議轉(zhuǎn)換器模塊中設(shè)置有中介對(duì)象子模塊，所述中介對(duì)象子模塊統(tǒng)一對(duì)不同協(xié)議進(jìn)行訪問(wèn)和處理，該中介對(duì)象子模塊包含一種協(xié)議中間件，協(xié)議中間件內(nèi)定義了一種協(xié)議自適應(yīng)的匹配模型，其輸入接口接收各種傳感器數(shù)據(jù)，從協(xié)議庫(kù)中搜索類型的定義，通過(guò)匹配模型轉(zhuǎn)變成一種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)輸出，并從協(xié)議中間件輸出接口輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。
[0008]所述中央處理器與初始化接口電連接；所述數(shù)據(jù)預(yù)處理單元包括數(shù)據(jù)規(guī)則注冊(cè)器模塊，所述數(shù)據(jù)規(guī)則注冊(cè)器模塊與所述中央處理器電連接，所述數(shù)據(jù)規(guī)則注冊(cè)器模塊與所述數(shù)據(jù)預(yù)處理器模塊電連接；所述中間件處理單元包括節(jié)點(diǎn)注冊(cè)器模塊，所述節(jié)點(diǎn)注冊(cè)器模塊與所述中央處理器電連接，所述節(jié)點(diǎn)注冊(cè)器模塊與所述設(shè)備管理器模塊電連接；所述多協(xié)議處理單元包括協(xié)議存儲(chǔ)器模塊，所述協(xié)議存儲(chǔ)器模塊與所述中央處理器電連接，所述協(xié)議存儲(chǔ)器模塊與所述協(xié)議解釋器模塊電連接。
[0009]所述中間件處理單元的節(jié)點(diǎn)注冊(cè)器模塊中設(shè)置有設(shè)備注冊(cè)器子模塊，所述設(shè)備注冊(cè)器子模塊對(duì)前端設(shè)備進(jìn)行注冊(cè)、分配設(shè)備標(biāo)識(shí)ID、存儲(chǔ)設(shè)備輔助信息、建立并管理設(shè)備運(yùn)行日志、對(duì)故障設(shè)備反饋給后臺(tái)服務(wù)器；所述設(shè)備注冊(cè)器子模塊對(duì)不同的感知設(shè)備類型設(shè)計(jì)統(tǒng)一的設(shè)備鏡像模型，模型除對(duì)設(shè)備的常規(guī)信息進(jìn)行定義外，還需要對(duì)設(shè)備的訪問(wèn)方式和故障類型進(jìn)行定義。
[0010]所述中央處理器與通訊處理單元的內(nèi)部接口電連接，所述通訊處理單元包括輸入輸出接口管理器模塊和信道分配協(xié)調(diào)器模塊，所述輸入輸出接口管理器模塊和信道分配協(xié)調(diào)器模塊電連接；所述通訊處理單元的外部接口與所述數(shù)據(jù)預(yù)處理單元的外部接口電連接；所述通訊處理單元的外部接口與所述中間件處理單元的外部接口電連接；所述通訊處理單元的外部接口與所述多協(xié)議處理單元的外部接口電連接。
[0011]所述中央處理器與輸入接口電連接，所述中央處理器與輸出接口電連接。
[0012]所述中央處理器與電源系統(tǒng)器模塊電連接。
[0013]所述中央處理器采用TI ARM1156T2-S內(nèi)核，時(shí)鐘頻率400?500MHZ，所述中央處理器的存儲(chǔ)空間為512M，可擴(kuò)充至1G，所述中央處理器3具有128個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)。
[0014]本發(fā)明的物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。
[0015]1、本技術(shù)方案由于采用了所述中央處理器與數(shù)據(jù)預(yù)處理單元的內(nèi)部接口電連接，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理單元包括數(shù)據(jù)預(yù)處理器模塊和數(shù)據(jù)緩存器模塊，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理器模塊和數(shù)據(jù)緩存器模塊電連接的技術(shù)手段，所以，可通過(guò)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)規(guī)則預(yù)處理前端輸入的數(shù)據(jù)，可存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的中間數(shù)據(jù)及結(jié)果，同時(shí)還為等待通訊信道分配的數(shù)據(jù)提供緩存，可進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)預(yù)處理及數(shù)據(jù)解碼，大大降低了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，同時(shí)也大大減小了后臺(tái)服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。
[0016]2、本技術(shù)方案由于采用了所述中央處理器與中間件處理單元的內(nèi)部接口電連接，所述中間件處理單元包括設(shè)備管理器模塊和事件觸發(fā)器模塊，所述設(shè)備管理器模塊和事件觸發(fā)器模塊電連接的技術(shù)手段，所以，解決了由于前端設(shè)備眾多而導(dǎo)致的設(shè)備管理和故障診斷困難的問(wèn)題，提高前端感知設(shè)備和通訊設(shè)備管理的有效性和精準(zhǔn)性，增強(qiáng)系統(tǒng)的可維護(hù)性；通過(guò)中間件部分功能前移，減輕后臺(tái)的應(yīng)用服務(wù)器的資源配置負(fù)擔(dān)，提高應(yīng)用服務(wù)器的資源使用率，最大限度地增強(qiáng)系統(tǒng)提供應(yīng)用服務(wù)的能力。
3、本技術(shù)方案由于采用了所述中央處理器與多協(xié)議處理單元的內(nèi)部接口電連接，所述多協(xié)議處理單元包括協(xié)議解釋器模塊和協(xié)議轉(zhuǎn)換器模塊，所述協(xié)議解釋器模塊和協(xié)議轉(zhuǎn)換器模塊電連接的技術(shù)手段，所以，解決前端種類繁多、協(xié)議復(fù)雜的感知設(shè)備通訊協(xié)議解釋和自適應(yīng)問(wèn)題，使得用