CN102223731A - 一种物联网中兼容多种终端的接口设备及实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种物联网中兼容多种终端的接口设备，用于将不同种类终端所发的格式不同的数据解析后，封装成自定义协议格式的数据包，将自定义协议格式的数据包转换成短距离通信协议格式的数据包后发送给传感网节点设备；或者将传感网节点设备返回的短距离通信协议格式的数据包转换成自定义协议格式的数据包后进行解封装，并将解封装所得的数据转换成与终端对应格式的数据后发送给终端。本发明还同时公开了一种物联网中兼容多种终端的接口设备的实现方法，运用该装置和方法可使得接口设备能与多种不同种类的终端进行通信，提高接口设备的利用率。

Description

一种物联网中兼容多种终端的接口设备及实现方法
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种物联网中兼容多种终端的接口设备及实现方法。
背景技术
物联网的概念是1999年提出的，意为“物物相连的互联网”，其定义为：通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按照统一约定的协议，将分散在各个不同角落的物品与互联网连接起来进行通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络系统。物联网被广泛应用于智能交通、环境保护、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、水系监测、食品溯源和情报搜集等多个领域。
目前，物联网的实现方案主要为：用户利用终端通过接口设备，例如网关，来控制传感网中的节点设备，也就是上文所述的传感设备。传感网节点设备通过传感网与接口设备进行通信，终端通过移动通信网与接口设备进行通信，所述接口设备可看成终端与传感网节点设备间进行通信的媒介。现有技术中，终端一般通过接口设备中设置的某一种无线通信模块，如码分多址(CDMA)通信模块，来实现与接口设备的通信，传感网节点设备一般通过接口设备中设置的某一种短距离通信协议模块，如：ZigBee协议模块实现与接口设备的通信。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据的传输。
现有的接口设备在实际应用过程中存在如下缺陷：接口设备对与之通信的终端的种类限制很大，也可以说接口设备不能与多种不同种类的终端进行通信，例如：用户正利用CDMA制式的终端通过接口设备对传感网节点设备进行控制，此时，如果CDMA制式的终端出现故障暂时不可用，那么用户只能等该CDMA制式终端的故障解除后才能继续控制传感网节点设备，而不能临时用其它制式的终端，如不能用全球移动通讯系统(GSM)制式的终端代替CDMA制式的终端来使用。如上文所述，因为现有接口设备中只设置有某一种无线通信模块，例如：只设置了CDMA通信模块，那么该接口设备只能与CDMA制式的终端通信，因此，接口设备对与之通信的终端的种类限制很苛刻，如果想令接口设备与其它制式的终端进行通信，则只能重新设置接口设备中的无线通信模块，接口设备的利用率不高。可见，现有接口设备不能兼容两种及两种以上多种不同种类的终端。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种物联网中兼容多种终端的接口设备及实现方法，使得接口设备能与多种不同种类的终端进行通信，提高接口设备的利用率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种物联网中兼容多种终端的接口设备，该接口设备用于将不同种类终端所发的格式不同的数据解析后，封装成自定义协议格式的数据包，将自定义协议格式的数据包转换成短距离通信协议格式的数据包后发送给传感网节点设备；或者，
将传感网节点设备返回的短距离通信协议格式的数据包转换成自定义协议格式的数据包后进行解封装，并将解封装所得的数据转换成与终端对应格式的数据后发送给终端。
所述接口设备，包括射频模块；还包括：数据处理模块、自定义协议模块和短距离通信协议模块；其中，
所述数据处理模块，用于解析不同种类终端所发的格式不同的数据；或者，将自定义协议模块解封装所得的数据转换成与终端对应格式的数据后，经射频模块发送给终端；
所述自定义协议模块，用于将数据处理模块解析所得的终端所发的格式不同的数据封装成自定义协议格式的数据包；或者，对短距离通信协议模块所发的自定义协议格式的数据包执行解封装操作；
所述短距离通信协议模块，用于将自定义协议模块封装的自定义协议格式的数据包转换成短距离通信协议格式的数据包后，经射频模块发送给传感网节点设备；或者，将传感网节点设备返回的短距离通信协议格式的数据包转换成自定义协议格式的数据包后发送给自定义协议模块。
该接口设备进一步包括存储模块，用于存储数据处理模块对不同种类终端所发的数据执行解析操作后所得的数据；或者，存储自定义协议模块对自定义协议格式的数据包执行解封装操作后所得的数据；相应的，
所述数据处理模块对不同种类终端所发的数据执行解析操作后，进一步用于将解析所得的数据存入存储模块；或者，从存储模块中调出自定义协议模块解封装所得的数据，以用于后续执行的转换操作；
所述自定义协议模块对短距离通信协议模块所发的自定义协议格式的数据包执行解封装操作后，进一步用于将解封装所得的数据存入存储模块；或者，从存储模块中调出数据处理模块解析所得的数据，以用于后续执行的封装操作。
其中，所述存储模块为微控制单元MCU，用以存储小量数据；或为高级精简指令集计算机微处理器ARM，用以存储大量数据。
上述方案中，所述终端为码分多址CDMA、全球移动通讯系统GSM或第三代移动通信技术3G不同制式的终端；或为蓝牙Bluetooth或无线保真Wi-Fi无线通信模块终端；相应的，
所述终端发送的数据为CDMA、GSM或3G不同格式的网络数据；或为Bluetooth或Wi-Fi格式的数据。
上述方案中，所述自定义协议模块对应的自定义协议栈包括：物理层、链路层、链路访问控制层和网络层。
本发明还提供了一种物联网中兼容多种终端的接口设备的实现方法，该方法包括：
将不同种类终端所发的格式不同的数据解析后，封装成自定义协议格式的数据包，将自定义协议格式的数据包转换成短距离通信协议格式的数据包后发送给传感网节点设备；或者，
将传感网节点设备返回的短距离通信协议格式的数据包转换成自定义协议格式的数据包后进行解封装，并将解封装所得的数据转换成与终端对应格式的数据后发送给终端。
其中，所述对不同种类终端所发的格式不同的数据执行的解析操作，具体为：
接口设备中的数据处理模块将终端所发的数据组成的数据包解析为原始数据，且在解析时，根据数据包包头中的频段字节来确定终端所发数据的格式。
其中，所述将解封装所得的数据转换成与终端对应格式数据的过程，具体为：
接口设备中的数据处理模块将解封装所得的原始数据封装成所述已确定的与终端对应格式的数据包。
上述方案中，所述终端为CDMA、GSM或3G不同制式的终端；或为Bluetooth或Wi-Fi无线通信模块终端；相应的，
所述终端发送的数据为CDMA、GSM或3G不同格式的网络数据；或为Bluetooth或Wi-Fi格式的数据。
本发明提供的物联网中兼容多种终端的接口设备及实现方法，将不同种类终端所发的格式不同的数据解析后，封装成自定义协议格式的数据包，将自定义协议格式的数据包转换成短距离通信协议格式的数据包后发送给传感网节点设备；将传感网节点设备返回的短距离通信协议格式的数据包转换成自定义协议格式的数据包后进行解封装，并将解封装所得的数据转换成与终端对应格式的数据后发送给终端。本发明的方案使得接口设备可将接收的任一种终端所发的数据最终转换成能与传感网节点设备进行通信的短距离通信协议格式的数据，并可将传感网节点设备所发的短距离通信协议格式的数据最终转换成可与任一种终端对应的数据格式，达到了接口设备能与多种不同种类的终端进行通信的目的，提高了接口设备的利用率。
附图说明
图1为本发明物联网中兼容多种终端的接口设备的结构示意图；
图2为本发明实施例终端向传感网节点设备传送数据的方法实现流程示意图；
图3为本发明实施例传感网节点设备向终端传送数据的方法实现流程示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：将不同种类终端所发的格式不同的数据解析后，封装成自定义协议格式的数据包，将自定义协议格式的数据包转换成短距离通信协议格式的数据包后发送给传感网节点设备；
将传感网节点设备返回的短距离通信协议格式的数据包转换成自定义协议格式的数据包后进行解封装，并将解封装所得的数据转换成与终端对应格式的数据后发送给终端。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明物联网中兼容多种终端的接口设备，用于将不同种类终端所发的格式不同的数据解析后，封装成自定义协议格式的数据包，将自定义协议格式的数据包转换成短距离通信协议格式的数据包后发送给传感网节点设备；或者，
将传感网节点设备返回的短距离通信协议格式的数据包转换成自定义协议格式的数据包后进行解封装，并将解封装所得的数据转换成与终端对应格式的数据后发送给终端。
图1为本发明物联网中兼容多种终端的接口设备的结构示意图，如图1所示，包括：射频模块、数据处理模块、自定义协议模块和短距离通信协议模块；其中，所述射频模块为现有接口设备中的已有模块，作为接口设备与终端和传感网节点设备间数据传输的输入/输出接口。
所述数据处理模块，用于解析不同种类终端所发的格式不同的数据；或者，将自定义协议模块解封装所得的数据转换成与终端对应格式的数据后，经射频模块发送给终端；
所述自定义协议模块，用于将数据处理模块解析所得的终端所发的格式不同的数据封装成自定义协议格式的数据包；或者，对短距离通信协议模块所发的自定义协议格式的数据包执行解封装操作；
所述短距离通信协议模块，用于将自定义协议模块封装的自定义协议格式的数据包转换成短距离通信协议格式的数据包后，经射频模块发送给传感网节点设备；或者，将传感网节点设备返回的短距离通信协议格式的数据包转换成自定义协议格式的数据包后发送给自定义协议模块。
该接口设备进一步包括存储模块，用于存储数据处理模块对不同种类终端所发的数据执行解析操作后所得的数据；或者，存储自定义协议模块对自定义协议格式的数据包执行解封装操作后所得的数据；相应的，
所述数据处理模块对不同种类终端所发的数据执行解析操作后，进一步用于将解析所得的数据存入存储模块；或者，从存储模块中调出自定义协议模块解封装所得的数据，以用于后续执行的转换操作；
所述自定义协议模块对短距离通信协议模块所发的自定义协议格式的数据包执行解封装操作后，进一步用于将解封装所得的数据存入存储模块；或者，从存储模块中调出数据处理模块解析所得的数据，以用于后续执行的封装操作。
所述存储模块可为微控制单元(MCU)，用以存储小量数据，也可为高级精简指令集计算机微处理器(ARM)，用以存储大量数据。
其中，所述终端可为CDMA、GSM或第三代移动通信技术(3G)等不同制式的终端；相应的，所述终端发送的数据为CDMA、GSM或3G等不同格式的网络数据；
此外，所述终端也可为：蓝牙(Bluetooth)或无线保真(Wi-Fi)等无线通信模块终端，相应的，所述终端发送的数据为Bluetooth或Wi-Fi等格式的数据。
下面以短距离通信协议为ZigBee协议为例对本发明物联网中兼容多种终端的接口设备的实现方法进行详细描述。
图2为本发明物联网中兼容多种终端的接口设备的实现方法中，终端向传感网节点设备传送数据的方法实现流程示意图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤201：终端将与自身对应格式的数据发送到接口设备；
具体为：终端通过移动通信网将与自身对应格式的数据发送到接口设备，例如：CDMA制式终端将CDMA网络数据发送到接口设备。
这里，所述终端可为CDMA、GSM或3G等不同制式的终端，相应的，所述终端发送的数据为CDMA、GSM或3G等不同格式的网络数据，此外，所述终端也可为：Bluetooth或Wi-Fi等无线通信模块终端，相应的，所述终端发送的数据为Bluetooth或Wi-Fi等格式的数据。
步骤202：接口设备对终端所发的数据执行解析操作；
具体为：接口设备中的射频模块接收终端所发的数据后，将数据传送给数据处理模块，数据处理模块解析接收到的数据，即：将终端所发数据组成的数据包解析为原始数据。本发明中，所述原始数据为不具备任何协议格式的数据。
这里，数据处理模块可根据数据包包头中的频段字节来确定终端所发数据的格式，相应的也就可确定终端的种类。
其中，所述数据处理模块执行解析操作后，先将解析所得的原始数据存入接口设备的存储模块中。
步骤203：接口设备将解析所得的数据封装成自定义协议格式的数据包；
具体为：接口设备中的自定义协议模块调出存储模块中解析所得的原始数据，并将原始数据封装成自定义协议格式的数据包，以便作为统一协议接口与ZigBee协议进行转换，并将自定义协议格式的数据包发送到ZigBee协议模块。
这里，所述自定义协议模块对应的自定义协议栈包括：物理层、链路层、链路访问控制层和网络层，分别对应于移动通信协议中的物理层、链路层、链路访问控制层和网络层以及ZigBee协议中的物理层、链路层、逻辑链路控制层和网络层，以便于不同协议格式的数据间的转换。
步骤204：接口设备将自定义协议格式的数据包转换成ZigBee协议格式的数据包后发送给传感网节点设备；
具体为：接口设备中的ZigBee协议模块将自定义协议模块所发的自定义协议格式的数据包转换成ZigBee协议格式的数据包，并经接口设备中的射频模块将ZigBee协议格式的数据包发送给传感网节点设备。
图3为本发明物联网中兼容多种终端的接口设备的实现方法中，传感网节点设备向终端传送数据的方法实现流程示意图，如图3所示，该流程包括如下步骤：
步骤301：传感网节点设备将ZigBee协议格式的数据包发送到接口设备；
具体为：传感网节点设备将ZigBee协议格式的数据包通过传感网发送到接口设备，由接口设备中的射频模块接收。
步骤302：接口设备将ZigBee协议格式的数据包转换成自定义协议格式的数据包；
具体为：接口设备中的射频模块将ZigBee协议格式的数据包传送给ZigBee协议模块，ZigBee协议模块将ZigBee协议格式的数据包转换成自定义协议格式的数据包后，发送给自定义协议模块。
步骤303：接口设备对自定义协议格式的数据包执行解封装操作；
具体为：接口设备中的自定义协议模块对ZigBee协议模块所发的自定义协议格式的数据包执行解封装操作，即将自定义协议格式的数据包解封装为原始数据。
这里，自定义协议模块将自定义协议格式的数据包解封装为原始数据后，将解封装所得的原始数据存储在接口设备中的存储模块中。
步骤304：接口设备将解封装所得的数据转换成与终端对应格式的数据后发送给终端；
具体为：接口设备中的数据处理模块调出存储模块中的原始数据，并将原始数据封装成之前已确定的与终端种类对应格式的数据包，通过射频模块将与终端种类对应格式的数据包经移动通信网发送到终端。
其中，所述与终端种类对应的数据的格式为步骤202中数据处理模块执行解析操作时确定的数据格式，因为终端与传感网节点设备间的通信均由终端发起，也就说终端先向传感网节点设备发送数据以开始两者间的通信，因此，这里所述数据处理模块对原始数据进行封装时，已明确了解需将原始数据封装成哪种格式的数据。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种物联网中兼容多种终端的接口设备，其特征在于，该接口设备用于将不同种类终端所发的格式不同的数据解析后，封装成自定义协议格式的数据包，将自定义协议格式的数据包转换成短距离通信协议格式的数据包后发送给传感网节点设备；或者，
将传感网节点设备返回的短距离通信协议格式的数据包转换成自定义协议格式的数据包后进行解封装，并将解封装所得的数据转换成与终端对应格式的数据后发送给终端。
2.根据权利要求1所述的物联网中兼容多种终端的接口设备，包括射频模块；其特征在于，还包括：数据处理模块、自定义协议模块和短距离通信协议模块；其中，
所述数据处理模块，用于解析不同种类终端所发的格式不同的数据；或者，将自定义协议模块解封装所得的数据转换成与终端对应格式的数据后，经射频模块发送给终端；
所述自定义协议模块，用于将数据处理模块解析所得的终端所发的格式不同的数据封装成自定义协议格式的数据包；或者，对短距离通信协议模块所发的自定义协议格式的数据包执行解封装操作；
所述短距离通信协议模块，用于将自定义协议模块封装的自定义协议格式的数据包转换成短距离通信协议格式的数据包后，经射频模块发送给传感网节点设备；或者，将传感网节点设备返回的短距离通信协议格式的数据包转换成自定义协议格式的数据包后发送给自定义协议模块。
3.根据权利要求2所述的物联网中兼容多种终端的接口设备，其特征在于，该接口设备进一步包括存储模块，用于存储数据处理模块对不同种类终端所发的数据执行解析操作后所得的数据；或者，存储自定义协议模块对自定义协议格式的数据包执行解封装操作后所得的数据；相应的，
所述数据处理模块对不同种类终端所发的数据执行解析操作后，进一步用于将解析所得的数据存入存储模块；或者，从存储模块中调出自定义协议模块解封装所得的数据，以用于后续执行的转换操作；
所述自定义协议模块对短距离通信协议模块所发的自定义协议格式的数据包执行解封装操作后，进一步用于将解封装所得的数据存入存储模块；或者，从存储模块中调出数据处理模块解析所得的数据，以用于后续执行的封装操作。
4.根据权利要求3所述的物联网中兼容多种终端的接口设备，其特征在于，所述存储模块为微控制单元MCU，用以存储小量数据；或为高级精简指令集计算机微处理器ARM，用以存储大量数据。
5.根据权利要求1至4任一项所述的物联网中兼容多种终端的接口设备，其特征在于，所述终端为码分多址CDMA、全球移动通讯系统GSM或第三代移动通信技术3G不同制式的终端；或为蓝牙Bluetooth或无线保真Wi-Fi无线通信模块终端；相应的，
所述终端发送的数据为CDMA、GSM或3G不同格式的网络数据；或为Bluetooth或Wi-Fi格式的数据。
6.根据权利要求2至4任一项所述的物联网中兼容多种终端的接口设备，其特征在于，所述自定义协议模块对应的自定义协议栈包括：物理层、链路层、链路访问控制层和网络层。
7.一种物联网中兼容多种终端的接口设备的实现方法，其特征在于，该方法包括：
将不同种类终端所发的格式不同的数据解析后，封装成自定义协议格式的数据包，将自定义协议格式的数据包转换成短距离通信协议格式的数据包后发送给传感网节点设备；或者，
将传感网节点设备返回的短距离通信协议格式的数据包转换成自定义协议格式的数据包后进行解封装，并将解封装所得的数据转换成与终端对应格式的数据后发送给终端。
8.根据权利要求7所述的物联网中兼容多种终端的接口设备的实现方法，其特征在于，所述对不同种类终端所发的格式不同的数据执行的解析操作，具体为：
接口设备中的数据处理模块将终端所发的数据组成的数据包解析为原始数据，且在解析时，根据数据包包头中的频段字节来确定终端所发数据的格式。
9.根据权利要求8所述的物联网中兼容多种终端的接口设备的实现方法，其特征在于，所述将解封装所得的数据转换成与终端对应格式数据的过程，具体为：
接口设备中的数据处理模块将解封装所得的原始数据封装成所述已确定的与终端对应格式的数据包。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的物联网中兼容多种终端的接口设备的实现方法，其特征在于，所述终端为CDMA、GSM或3G不同制式的终端；或为Bluetooth或Wi-Fi无线通信模块终端；相应的，
所述终端发送的数据为CDMA、GSM或3G不同格式的网络数据；或为Bluetooth或Wi-Fi格式的数据。
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