本發(fā)明涉及一種網(wǎng)關(guān)，具體地說，是涉及一種基于ISO18880標(biāo)準的匯聚網(wǎng)關(guān)及其接入方法。

背景技術(shù)：

ISO18880是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一個國際標(biāo)準， 2015年發(fā)布，是一個將信息通信技術(shù)和能源節(jié)約結(jié)合的標(biāo)準。該標(biāo)準立足于物聯(lián)網(wǎng)感知層與網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)傳輸所必需的關(guān)鍵點，通過感知層傳感節(jié)點的多協(xié)議信息標(biāo)準化處理，推動物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層信息的標(biāo)準化應(yīng)用，規(guī)范網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層數(shù)據(jù)接口形式，進而可以形成物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)匯聚核心，能夠使用準確的遠程控制和操作，為社區(qū)管理員，公共服務(wù)提供者，個人用戶等提供協(xié)作管理解決方案，以更有效地控制社區(qū)和建筑群內(nèi)設(shè)施，如傳感器，監(jiān)測監(jiān)控，暖通空調(diào)（暖氣，通風(fēng)和空調(diào)），照明系統(tǒng)，消防系統(tǒng)等，可以廣泛使用在智能樓宇，公共社區(qū)，現(xiàn)代運輸系統(tǒng)，數(shù)字化家庭等領(lǐng)域。

ISO18880標(biāo)準中規(guī)定了傳感器數(shù)據(jù)采集功能采用網(wǎng)關(guān)來完成，并未涉及網(wǎng)關(guān)的詳細功能和實現(xiàn)方式，在標(biāo)準中，“網(wǎng)關(guān)”是一種概念化的數(shù)據(jù)采集/控制器。實際的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用中，場景比較復(fù)雜，目前還沒有針對ISO18880標(biāo)準設(shè)計的匯聚網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)采集網(wǎng)關(guān)的注冊管理、數(shù)據(jù)路由/分發(fā)管理、數(shù)據(jù)上傳與指令的下達、路由信息維護等功能，基于此，本發(fā)明提出了一種匯聚網(wǎng)關(guān)，可以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決目前沒有針對ISO18880標(biāo)準設(shè)計的匯聚網(wǎng)關(guān)，以更精細化地控制物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的傳輸?shù)募夹g(shù)問題，本發(fā)明提出了一種匯聚網(wǎng)關(guān)及其接入方法，可以解決上述問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種匯聚網(wǎng)關(guān)，包括數(shù)據(jù)匯聚路由和管理支撐系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)匯聚路由包括：

網(wǎng)絡(luò)接口，用于提供對外業(yè)務(wù)接口；

網(wǎng)關(guān)注冊管理模塊，負責(zé)注冊過程中，接收采集網(wǎng)關(guān)的注冊請求并向上層數(shù)據(jù)中心注冊；

數(shù)據(jù)路由/分發(fā)管理模塊，負責(zé)數(shù)據(jù)上傳與指令的下達過程中，接收數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)到正確的目的地；

資源管理模塊，負責(zé)雙向路由信息的維護；

管理支撐系統(tǒng)，用于對設(shè)備進行配置管理。

進一步的，所述網(wǎng)絡(luò)接口至少包括一個南向網(wǎng)口和一個北向網(wǎng)口，所述南向網(wǎng)口用于連接ISO18880數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，所述北向網(wǎng)口用于連接網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的上層數(shù)據(jù)中心。

進一步的，所述資源管理模塊維護三個數(shù)據(jù)鏈表：采集網(wǎng)關(guān)信息表、上層數(shù)據(jù)中心信息表和采集數(shù)據(jù)點與上層數(shù)據(jù)中心關(guān)聯(lián)表，所述采集網(wǎng)關(guān)信息表用于維護已經(jīng)注冊的采集網(wǎng)關(guān)信息，所述上層數(shù)據(jù)中心信息表用于維護各上層數(shù)據(jù)中心的信息，所述采集數(shù)據(jù)點與上層數(shù)據(jù)中心關(guān)聯(lián)表用于維護所述采集數(shù)據(jù)點與所述上層數(shù)據(jù)中心的對應(yīng)關(guān)系。

進一步的，所述數(shù)據(jù)匯聚路由還包括本地數(shù)據(jù)存儲模塊，用于將采集點經(jīng)采集網(wǎng)關(guān)發(fā)送的采集數(shù)據(jù)與上層數(shù)據(jù)中心下發(fā)的指令進行本地存儲。

進一步的，所述管理支撐系統(tǒng)對設(shè)備進行配置管理，包括設(shè)備的用戶配置、權(quán)限配置以及相應(yīng)的管理門戶，所述管理門戶采用web頁面的方式與用戶進行交互。

進一步的，所述匯聚網(wǎng)關(guān)還包括安全模塊，在需要加密傳輸數(shù)據(jù)時，用于在匯聚網(wǎng)關(guān)與上層平臺之間建立安全傳輸通道。

進一步的，所述匯聚網(wǎng)關(guān)的處理器為嵌入式低功耗設(shè)備。

基于上述的匯聚網(wǎng)關(guān)，本發(fā)明同時提出了一種匯聚網(wǎng)關(guān)接入方法，包括以下步驟：

采集網(wǎng)關(guān)注冊步驟：

（11）、采集網(wǎng)關(guān)通過網(wǎng)絡(luò)接口向數(shù)據(jù)匯聚網(wǎng)關(guān)發(fā)送注冊請求；

（12）、網(wǎng)關(guān)注冊管理模塊接收注冊請求并向上層數(shù)據(jù)中心注冊，所述上層數(shù)據(jù)中心配置有注冊規(guī)則，根據(jù)所述注冊規(guī)則決定是否接受所述采集網(wǎng)關(guān)的注冊；

（13）、對于被接受注冊的采集網(wǎng)關(guān)，根據(jù)路由規(guī)則分配所對應(yīng)的上層數(shù)據(jù)中心；

網(wǎng)關(guān)信息交換步驟：

來自于采集網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)到達匯聚網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)路由/分發(fā)管理模塊查表得到與該數(shù)據(jù)對應(yīng)的上層數(shù)據(jù)中心，并轉(zhuǎn)發(fā)；或者，

來自于上層數(shù)據(jù)中心的指令到達匯聚網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)路由/分發(fā)管理模塊查表得到該指令所對應(yīng)的采集網(wǎng)關(guān)，進而將該指令發(fā)送到所對應(yīng)的采集網(wǎng)關(guān)。

進一步的，步驟（12）中，管理支撐系統(tǒng)為匯聚網(wǎng)關(guān)配置路由規(guī)則；

資源管理模塊維護三個數(shù)據(jù)鏈表：采集網(wǎng)關(guān)信息表、上層數(shù)據(jù)中心信息表和采集數(shù)據(jù)點與上層數(shù)據(jù)中心關(guān)聯(lián)表，步驟（13）中，被接受注冊的采集網(wǎng)關(guān)，其網(wǎng)關(guān)標(biāo)識及其網(wǎng)絡(luò)信息存儲于配置信息表中。

進一步的，所述采集數(shù)據(jù)點與上層數(shù)據(jù)中心關(guān)聯(lián)表用于維護所述采集數(shù)據(jù)點與所述上層數(shù)據(jù)中心的對應(yīng)關(guān)系，網(wǎng)關(guān)信息交換步驟中，

來自于采集網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)到達匯聚網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)路由/分發(fā)管理模塊查找所述采集數(shù)據(jù)點與上層數(shù)據(jù)中心關(guān)聯(lián)表得到與該數(shù)據(jù)對應(yīng)的上層數(shù)據(jù)中心，并轉(zhuǎn)發(fā)；或者，

來自于上層數(shù)據(jù)中心的指令到達匯聚網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)路由/分發(fā)管理模塊查找所述采集數(shù)據(jù)點與上層數(shù)據(jù)中心關(guān)聯(lián)表得到該指令所對應(yīng)的采集網(wǎng)關(guān)，進而將該指令發(fā)送到所對應(yīng)的采集網(wǎng)關(guān)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：本發(fā)明的匯聚網(wǎng)關(guān)及其接入方法，對ISO18880規(guī)定的標(biāo)準網(wǎng)關(guān)進行了擴展，使ISO18880網(wǎng)關(guān)可以適應(yīng)復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，并且通過改變分發(fā)路由策略，可以更精細化地控制物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的傳輸，豐富了物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸方式，使上層的應(yīng)用系統(tǒng)可以更加靈活地部署。

結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實施方式的詳細描述后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明所提出的匯聚網(wǎng)關(guān)的一種實施例原理方框圖；

圖2是本發(fā)明所提出的匯聚網(wǎng)關(guān)的一種實施例中資源管理模塊維護三個數(shù)據(jù)鏈表示意圖；

圖3是本發(fā)明所提出的匯聚網(wǎng)關(guān)接入方法的一種實施例流程圖；

圖4是本發(fā)明所提出的匯聚網(wǎng)關(guān)接入方法的一種實施例中網(wǎng)關(guān)信息交換流程圖。

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)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動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。

實施例一

本實施例提出了一種匯聚網(wǎng)關(guān)，如圖1所示，包括數(shù)據(jù)匯聚路由和管理支撐系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)匯聚路由包括：

網(wǎng)絡(luò)接口，用于提供對外業(yè)務(wù)接口；

網(wǎng)關(guān)注冊管理模塊，負責(zé)注冊過程中，接收采集網(wǎng)關(guān)的注冊請求并向上層數(shù)據(jù)中心注冊；

數(shù)據(jù)路由/分發(fā)管理模塊，負責(zé)數(shù)據(jù)上傳與指令的下達過程中，接收數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)到正確的目的地；

資源管理模塊，負責(zé)雙向路由信息的維護；

所述管理支撐系統(tǒng)，用于對設(shè)備進行配置管理。

本匯聚網(wǎng)關(guān)處于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集層次中網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層的邊界，與通常的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)相比，其主要功能是“上傳下達”，一般不直接連接傳感器，進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，它首先完成各類網(wǎng)關(guān)應(yīng)用的接入服務(wù)，包括應(yīng)用的接入開通、應(yīng)用的權(quán)限設(shè)置、應(yīng)用的接入認證等，還需要完成與若干上層平臺的對接，在配置的作用下，將數(shù)據(jù)路由到合適的上層數(shù)據(jù)中心，反過來，如果有上層數(shù)據(jù)中心的下傳指令，也可以路由到對應(yīng)的采集網(wǎng)關(guān)，該種路由方式是雙向的。本匯聚網(wǎng)關(guān)相當(dāng)于對ISO18880規(guī)定的標(biāo)準網(wǎng)關(guān)進行了擴展，使ISO18880數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)可以適應(yīng)復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，并且通過改變分發(fā)路由策略，可以更精細化地控制物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的傳輸，豐富了物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸方式，使上層的應(yīng)用系統(tǒng)可以更加靈活地部署。

本匯聚網(wǎng)關(guān)所有的對外操作均符合ISO18880通信協(xié)議標(biāo)準，為適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)情況，網(wǎng)絡(luò)接口至少包括一個南向網(wǎng)口和一個北向網(wǎng)口，南向網(wǎng)口用于連接ISO18880數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)或智能傳感器，北向網(wǎng)口用于連接網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的上層數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)匯聚路由完成數(shù)據(jù)的采集匯聚，資源注冊管理、路由配置管理以及數(shù)據(jù)分發(fā)等功能，是設(shè)備的核心模塊，南向網(wǎng)口主要負責(zé)接入大量的ISO18880采集網(wǎng)關(guān)；北向網(wǎng)口主要負責(zé)維護若干上層數(shù)據(jù)中心的連接。多個網(wǎng)口的設(shè)計，可以將匯聚網(wǎng)關(guān)部署于多個網(wǎng)絡(luò)的邊界，實現(xiàn)安全隔離，但又能使數(shù)據(jù)路由到不同的網(wǎng)絡(luò)。

每個網(wǎng)絡(luò)接口的功能通過配置得到，即若干南向網(wǎng)口與若干個子網(wǎng)內(nèi)的采集網(wǎng)關(guān)相連接，此時網(wǎng)絡(luò)接口提供18880 server功能; 若干北向網(wǎng)口與若干網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)中心連接，此時網(wǎng)絡(luò)接口提供18880 client功能。

業(yè)務(wù)的處理分兩個過程，即注冊過程和信息交換過程。注冊過程通過registration接口完成，信息交換過程通過write/query接口完成。如圖2所示，資源管理模塊維護三個數(shù)據(jù)鏈表：采集網(wǎng)關(guān)信息表、上層數(shù)據(jù)中心信息表和采集數(shù)據(jù)點與上層數(shù)據(jù)中心關(guān)聯(lián)表，所述采集網(wǎng)關(guān)信息表用于維護已經(jīng)注冊的采集網(wǎng)關(guān)信息，所述上層數(shù)據(jù)中心信息表用于維護各上層數(shù)據(jù)中心的信息，所述采集數(shù)據(jù)點與上層數(shù)據(jù)中心關(guān)聯(lián)表用于維護所述采集數(shù)據(jù)點與所述上層數(shù)據(jù)中心的對應(yīng)關(guān)系。

數(shù)據(jù)匯聚路由還包括本地數(shù)據(jù)存儲模塊，用于將采集點經(jīng)采集網(wǎng)關(guān)發(fā)送的采集數(shù)據(jù)與上層數(shù)據(jù)中心下發(fā)的指令進行本地存儲。通過將數(shù)據(jù)保存到本地存儲中，當(dāng)某一網(wǎng)絡(luò)臨時中斷時，作數(shù)據(jù)的暫存和以后需要查詢數(shù)據(jù)時使用。

管理支撐系統(tǒng)對設(shè)備進行配置管理，包括設(shè)備的用戶配置、權(quán)限配置以及相應(yīng)的管理門戶，所述管理門戶采用web頁面的方式與用戶進行交互。管理支撐系統(tǒng)用于實現(xiàn)輔助性的功能，從實現(xiàn)上，是一個標(biāo)準的http server，可配置為支持本地或遠程訪問，對設(shè)備參數(shù)進行配置。

如圖1所示，匯聚網(wǎng)關(guān)還包括安全模塊，在需要加密傳輸數(shù)據(jù)時，用于在匯聚網(wǎng)關(guān)與上層平臺之間建立安全傳輸通道。大部分應(yīng)用場景中，匯聚網(wǎng)關(guān)與采集網(wǎng)關(guān)處于同一個網(wǎng)絡(luò)（內(nèi)網(wǎng)），因此它們之間的通訊可采用簡單加密方式或不采用加密方式，匯聚網(wǎng)關(guān)與數(shù)據(jù)中心之間的通訊一般在互聯(lián)網(wǎng)中進行，它們之間先建立安全通道，然后信息的交換在此安全通道中進行。這樣，只有匯聚網(wǎng)關(guān)和上層平臺之間采用復(fù)雜的安全傳輸方式，使整個系統(tǒng)的安全實施維護成本大為降低。

匯聚網(wǎng)關(guān)的處理器為嵌入式低功耗設(shè)備，如ARM系列CPU，能夠適應(yīng)工業(yè)環(huán)境應(yīng)用的模塊化主板。通過嵌入式系統(tǒng)，使ISO18880網(wǎng)關(guān)可以適應(yīng)復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境。

實施例二

基于實施例一中的匯聚網(wǎng)關(guān)，本實施例提出了一種匯聚網(wǎng)關(guān)接入方法，如圖3所示，包括以下步驟：

采集網(wǎng)關(guān)注冊步驟：

S11、采集網(wǎng)關(guān)通過網(wǎng)絡(luò)接口向數(shù)據(jù)匯聚網(wǎng)關(guān)發(fā)送注冊請求；

網(wǎng)絡(luò)接口至少包括一個南向網(wǎng)口和一個北向網(wǎng)口，南向網(wǎng)口用于連接ISO18880數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，北向網(wǎng)口用于連接網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的上層數(shù)據(jù)中心。即實現(xiàn)ISO18880規(guī)定的接口，包括registration(注冊)，query(查詢)和write(寫入)。由于匯聚網(wǎng)關(guān)與多個網(wǎng)絡(luò)相連，因此它有多套網(wǎng)絡(luò)接口，每個網(wǎng)絡(luò)接口的功能通過配置得到，即南向網(wǎng)口與若干個子網(wǎng)內(nèi)的采集網(wǎng)關(guān)相連接，此時網(wǎng)絡(luò)接口提供18880 server功能;北向網(wǎng)口與若干網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)中心連接，此時網(wǎng)絡(luò)接口提供18880 client功能。注冊過程通過registration接口完成，信息交換過程通過write/query接口完成。

S12、網(wǎng)關(guān)注冊管理模塊接收注冊請求并向上層數(shù)據(jù)中心注冊，上層數(shù)據(jù)中心配置有注冊規(guī)則，根據(jù)所述注冊規(guī)則決定是否接受所述采集網(wǎng)關(guān)的注冊；

S13、對于被接受注冊的采集網(wǎng)關(guān)，根據(jù)路由規(guī)則分配所對應(yīng)的上層數(shù)據(jù)中心；

如圖4所示，網(wǎng)關(guān)信息交換步驟：

來自于采集網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)到達匯聚網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)路由/分發(fā)管理模塊查表得到與該數(shù)據(jù)對應(yīng)的上層數(shù)據(jù)中心，并轉(zhuǎn)發(fā)；或者，

來自于上層數(shù)據(jù)中心的指令到達匯聚網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)路由/分發(fā)管理模塊查表得到該指令所對應(yīng)的采集網(wǎng)關(guān)，進而將該指令發(fā)送到所對應(yīng)的采集網(wǎng)關(guān)。

步驟S12中，管理支撐系統(tǒng)為匯聚網(wǎng)關(guān)配置路由規(guī)則；

資源管理模塊維護三個數(shù)據(jù)鏈表：采集網(wǎng)關(guān)信息表、上層數(shù)據(jù)中心信息表和采集數(shù)據(jù)點與上層數(shù)據(jù)中心關(guān)聯(lián)表，步驟S13中，被接受注冊的采集網(wǎng)關(guān)，其網(wǎng)關(guān)標(biāo)識及其網(wǎng)絡(luò)信息存儲于配置信息表中。

采集數(shù)據(jù)點與上層數(shù)據(jù)中心關(guān)聯(lián)表用于維護所述采集數(shù)據(jù)點與所述上層數(shù)據(jù)中心的對應(yīng)關(guān)系，網(wǎng)關(guān)信息交換步驟中，

來自于采集網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)到達匯聚網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)路由/分發(fā)管理模塊查找所述采集數(shù)據(jù)點與上層數(shù)據(jù)中心關(guān)聯(lián)表得到與該數(shù)據(jù)對應(yīng)的上層數(shù)據(jù)中心，并轉(zhuǎn)發(fā)；或者，

來自于上層數(shù)據(jù)中心的指令到達匯聚網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)路由/分發(fā)管理模塊查找所述采集數(shù)據(jù)點與上層數(shù)據(jù)中心關(guān)聯(lián)表得到該指令所對應(yīng)的采集網(wǎng)關(guān)，進而將該指令發(fā)送到所對應(yīng)的采集網(wǎng)關(guān)。

當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。