CN102685787B - 无线传感器网络接入电信网络的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线传感器网络接入电信网络的方法，所述WSN中设有WSN终端和两个以上的WSN网关，所述两个以上的WSN网关中设置有主网关；所述电信网络中设置有管理平台；所述方法还包括：所述主网关不能正常工作时，将所述WSN中的一个从网关作为主网关，代替原主网关进行工作。本发明同时公开了一种实现上述方法的无线传感器网络接入电信网络的系统。本发明在主网关出现故障而不能正常工作时，可以由其中的一个从网关代替该主网关，由该从网关作为主网关进行工作，使无线传感器网络及其有关业务可以正常运行，从而提高了配置多个网关的无线传感器网络的可靠性。

Description

无线传感器网络接入电信网络的方法及系统

技术领域

本发明涉及结合网络中的接入技术，尤其涉及一种无线传感器网络接入电信网络的方法及系统。

背景技术

无线传感器网络作为计算、通信和传感器三项技术相结合的产物，是一种全新的信息获取和处理技术。由于近来微型制造技术、通讯技术及电池技术的改进，促使微小的传感器终端可具有感应、无线通讯及处理信息的能力。此类传感器终端不但能够感应及侦测环境的目标物及其改变，并且可处理收集到的数据，并将处理过后的资料以无线传输的方式送到数据收集中心。这些传感器终端通常由电源、感知部件、嵌入式处理器、存储器、通信部件和执行软件这几部分构成。其中，电源为传感器节点提供正常工作所必需的能源。感知部件用于感知、获取外界的信息，并将其转换为数字信号。嵌入式处理器负责协调节点各部分的工作，如对感知部件获取的信息进行必要的处理、保存，控制感知部件和电源的工作模式等。通信部件负责与其他传感器或观察者进行通信。执行软件则为传感器终端提供必要的软件支持，如嵌入式操作系统、嵌入式数据库系统等。借助于传感器终端中内置的形式多样的感知部件来测量该传感器终端所在周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号，从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等众多信息。传感器终端一般通过自组织或预配置的方式构成网络。在通信方式上，虽然可以采用有线、无线、红外和光等多种形式，但一般认为短距离的无线低功率通信技术最适合传感器网络的使用，一般称作无线传感器网络(WSN，Wireless Sensor Network)。目前使用比较广泛的无线低功率通信技术包括：IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.15.4和Zigbee技术。

IEEE 802.15.4是由IEEE开发的低速无线个域网(WPAN，Wireless PersonalArea Network)标准。IEEE 802.15.4规定了物理层和介质访问控制层(MAC，Media Access Control)标准。符合IEEE 802.15.4标准的通信模块具备低成本、低耗电、小尺寸的特点。

Zigbee联盟是一个致力于在开放的全球标准的基础上，开发可靠的、低成本、低耗电、无线网络连接的监测和控制产品的组织。Zigbee标准的物理层和MAC层采用IEEE 802.15.4技术，网络层、安全管理、应用层规范以及互通性由Zigbee联盟开发。Zigbee标准中的Zigbee智能能源公共应用规范(Zigbeesmart energy public applications profile)和Zigbee家庭自动化应用规范(Zigbeehome automation public applications profile)分别针对商业环境应用和家庭应用。

WSN终端的微处理能力和无线通信能力使无线传感器网络有广阔的应用前景，其应用包括军事应用、生物和环境监测、健康应用、家庭应用、工业控制和监测等。

无线传感器网络和电信网结合，如第二代(2G，2nd Generation)移动通信、第三代(3G，3rd Generation)移动通信、xDSL(x Digital Subscriber Line)、FTTx(Fiber To The x，x为home、building、node、premises)、宽带无线接入、卫星/微波等，可以使无线传感器网络作为现有网络的延伸，扩展通信网络的能力，使通信对象从人扩展到物理世界，具有良好的发展前景。无线传感器网络与现有的电信网络结合后，可以使无线传感器网络感知的数据有效地传递到数据中心，通过对数据的整理和分析，可以极大程度地改变人类获取自然世界的数据的方式，同时也能够对无线传感器网络进行集中的管理，解决目前分散在各处的无线传感器网络难以管理的问题。

无线传感器网络与电信网络结合，是指将无线传感器网络与电信网络相连接，利用电信网络对无线传感器网络及其提供的业务进行监控、管理及完成业务的承载与合作实施，并通过电信网络扩展无线传感器网络所提供的业务。无线传感器网络和电信网的结合一般是无线传感器网络通过网关设备连接至电信网平台。

WSN终端为构成WSN的传感器节点，通过一跳或多跳与网关连接。WSN终端负责采集并上传数据，以及接收并执行命令。组成WSN的WSN终端少则几个多则几百个，WSN终端之间可根据需要以星形、树形或网状(mesh)等方式组网，其中某些WSN终端或具有较强的组网和数据转发能力。在WSN中，网关负责将WSN终端上报的数据，发送至电信网络中的相关网络单元，电信网络中的相关网络单元通过网关将相关指令发送给WSN终端。而且在WSN采用常用的IEEE 802.15.4和Zigbee技术时，一般由网关负责创建WSN，负责WSN终端加入和离开传感网时的管理，网关中保存有WSN终端的配置信息和传感网的业务配置信息等重要数据。

WSN终端上报的数据，需要通过网关发送给电信网络中的相关网络单元，而现有WSN中通常只配置一个网关，用于将WSN终端上报的数据转发给电信网络中的相关网络单元，从而当WSN中的WSN终端数量比较多、或者WSN终端频繁上报数据时，WSN中的网关负荷很大而导致WSN终端的数据不能及时发送以及WSN终端与网关之间的通信发生拥塞。这样，会严重地影响到WSN的正常工作。另外，电信网络侧的网络单元执行对无线传感器网络中的WSN终端的管理时，需要通过无线传感器网络的网关建立和WSN终端的通信；如果电信网络侧的网关单元只通过一个网关和无线传感器网络中的WSN终端建立通信，同样会给该网关造成比较大的承载压力，导致电信网络侧的网关单元不能及时地与无线传感器网络中的WSN终端建立通信，影响相关业务的正常运行。因此，需要考虑电信网络侧的相关网络单元如何通过WSN网关与无线传感器网络中的WSN终端进行更顺畅的通信等问题。对于该问题，一种可行的解决方案是在无线传感器网络中配置多个网关，无线传感器内的WSN终端通过这些网关上报数据以及电信网络侧的网络单元通过这些网关建立和WSN终端进行通信；无线传感器网络配置的多个网关可以采用主从网关工作模式，由一个网关作为主网关，其余的网关作为从网关；主网关负责创建无线传感器网络的创建和管理，主网关为WSN终端分配接入电信网络所使用的网关，该分配的网关可以为主网关，也可以为其中的一个从网关，WSN终端通过分配的网关接入电信网络，从网关根据主网关的调度为所述WSN终端提供电信网络接入。因此在这种解决方案中，主网关在无线传感器网络的正常运行中起着重要的作用。如果主网关在出现故障等情况并导致不能正常工作时，无线传感器网络以及相关业务将不能正常运行，需要有相应的解决方法，在主网关出现故障时，采取相关方法使无线传感器网络及其相关业务能够正常工作。目前对于该问题，还没有相应的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线传感器网络接入电信网络的方法及系统，能在主网关故障时及时确认新的主网关而不影响WSN与电信网络的通信。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种无线传感器网络接入电信网络的方法，所述WSN中设有WSN终端和两个以上的WSN网关，所述两个以上的WSN网关中设置有主网关；所述电信网络中设置有管理平台；所述方法还包括：

所述主网关不能正常工作时，将所述WSN中的一个从网关作为主网关，代替原主网关进行工作。

优选地，所述将所述WSN中的一个从网关作为主网关，代替原主网关进行工作，为：

所述代替原主网关的从网关由所述管理平台指定，由该从网关代替原主网关进行工作。

优选地，管理平台指定代替原主网关的从网关，为：

所述管理平台确定WSN中的主网关不能正常工作后，进一步确定所述WSN中的替换主网关的从网关，并通知所确定的从网关作为主网关，代替原主网关进行工作。

优选地，所述将所述WSN中的一个从网关作为主网关，代替原主网关进行工作，为：

WSN中的从网关协商确定出新的主网关，代替原主网关进行工作。

优选地，所述将所述WSN中的一个从网关作为主网关，代替原主网关进行工作，为：

预先在WSN中确定主网关的后备网关，并为所述后备网关设置优先级，并将所述后备网关优先级的信息发送给各从网关及所述管理平台；

所述主网关不能正常工作时，从网关或管理平台将主网关的故障信息通知后备网关优先级为最高的后备网关，由所述优先级为最高的后备网关代替原主网关进行工作。

优选地，所述方法还包括：

所述管理平台中存储有主网关的备份信息；

所述从网关代替原主网关时，所述管理平台将所存储的主网关的备份信息发送给代替原主网关的从网关，所述代替原主网关的从网关使用原主网关的备份信息在WSN进行工作。

优选地，所述方法还包括：

从网关代替原主网关后，在所述WSN中发送广播消息，将新主网关的信息通知WSN终端和WSN的其余从网关。

优选地，所述管理平台中存储有主网关和从网关的备份信息；

所述主网关的备份信息包括WSN的配置信息、WSN终端和为WSN终端分配的网关之间的对应关系信息；所述WSN的配置信息包括WSN的标识、网络拓扑信息、从网关信息、WSN终端的信息和网络安全设置信息；所述从网关的备份信息包括从网关信息、通过从网关接入的电信网络的WSN终端的信息；其中，所述从网关信息包括从网关标识信息和地址信息，所述WSN终端的信息包括WSN终端标识信息和地址信息。

优选地，所述方法还包括：

新主网关根据所获得的WSN终端和为WSN终端分配的网关之间的对应关系信息确定存在通过原主网关接入电信网络的WSN终端时，为所述通过原主网关接入电信网络的WSN终端重新分配接入电信网络的网关。

一种无线传感器网络接入电信网络的系统，所述WSN中设有WSN终端和两个以上的WSN网关，所述两个以上的WSN网关中设置有主网关；所述电信网络中设置有管理平台；所述系统包括确定单元和代替单元，其中，

确定单元，用于确定主网关不能正常工作时，触发代替单元；

代替单元，用于将所述WSN中的一个从网关作为主网关，代替原主网关进行工作。

优选地，所述确定单元设于所述管理平台中，在确定WSN中的主网关不能正常工作后，进一步确定所述WSN中的替换主网关的从网关，并由所述代替单元通知所确定的从网关作为主网关，代替原主网关进行工作。

优选地，所述代替单元设于从网关中；所述确定单元确定WSN中的主网关不能正常工作后，所述代替单元进一步通过WSN中的从网关协商确定出新的主网关，代替原主网关进行工作。

优选地，所述系统还包括设置单元和发送单元，其中，

设置单元，用于预先在WSN中确定主网关的后备网关，并为所述后备网关设置优先级；

发送单元，用于将所述后备网关优先级的信息发送给各从网关及所述管理平台；

所述代替单元设于从网关或管理平台中；

所述确定单元确定主网关不能正常工作时，所述代替单元进一步用于将主网关的故障信息通知后备网关优先级为最高的后备网关，由所述优先级为最高的后备网关代替原主网关进行工作。

优选地，所述管理平台中存储有主网关的备份信息；

所述代替单元将从网关代替原主网关时，所述管理平台将所存储的主网关的备份信息发送给代替原主网关的从网关，所述代替原主网关的从网关使用原主网关的备份信息在WSN进行工作。

优选地，所述系统还包括广播单元，用于在所述代替单元将从网关代替原主网关后，在所述WSN中发送广播消息，将新主网关的信息通知WSN终端和WSN的其余从网关。

本发明中，在一个WSN中配置多个网关，多个网关采用主从的工作模式，该多个网关分别为WSN中的WSN终端提供电信网络的接入，并当主网关出现故障而不能正常工作时，可以由其中的一个从网关代替该主网关，由该从网关代替原主网关进行工作，使无线传感器网络及其有关业务可以正常运行，从而提高了配置多个网关的无线传感器网络的可靠性。

附图说明

图1为WSN中存在多个网关时的网络架构示意图；

图2为本发明实施例一中WSN配置多网关的流程图；

图3为本发明实施例二中WSN终端加入WSN以及采用主从网关的工作模式时为WSN终端分配网关的流程图；

图4为本发明实施例三中WSN中的从网关代替主网关的流程图；

图5为本发明实施例四中WSN中的从网关代替主网关的流程图；

图6为本发明无线传感器网络接入电信网络的系统的组成结构示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：在配置多个网关并采用主从网关工作模式的无线传感器网络中，在主网关不能正常工作时，确定无线传感器网络中的一个从网关代替该主网关，由该确定的从网关作为新的主网关在无线传感器网络中工作，从而提高了无线传感器网络的通信可靠性。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明中WSN配置的多个网关中，以主从网关工作模式进行通信，其中设定一个网关为主网关，其余的网关为从网关。主网关确定WSN中的WSN终端接入电信网络时所使用的网关，WSN终端通过主网关所指定的网关接入到电信网络。需要指出的是，该指定的网关可以为主网关自身，也可以为其中的一个从网关。从网关(包括主网关自身)为主网关所指定的WSN终端提供电信网络接入。

主网关负责WSN的创建，从网关作为WSN中的路由节点加入到WSN。从网关加入到WSN时，需要在电信网络的管理平台进行注册，管理平台记录该从网关的相关信息，至少包括从网关的标识、从网关在电信网络中的地址等信息，并由管理平台通知WSN中的主网关有新的从网关加入到该WSN。从网关加入到该WSN后，主网关记录该从网关的信息，从网关的信息可以包括：从网关在WSN中的地址、从网关在电信网络中的地址、从网关能够提供的电信网络接入能力等等。如果从网关在该WSN中的地址和在电信网络中的地址采用同一个地址，那么主网关只需要记录该地址。主网关和从网关之间的通信可以通过WSN进行，也可以通过电信网络进行。

WSN终端加入WSN时，主网关根据网关分配的相关规则为该WSN终端分配接入电信网所使用的网关，该分配的网关可以为主网关，也可以为从网关。主网关可以根据网络的拓扑、网关间的负载均衡、WSN节点到网关的路由的长度等方面确定WSN节点接入电信网络所使用的网关，如为WSN终端优先分配与该WSN终端属于同一个域的网关作为接入电信网络的网关，或者，为WSN终端优先分配当前载荷较轻的网关，或者，为WSN终端优先分配接入到电信网络条数不大于设定阈值的网关；当然，可以综合参考上述的网关分配规则为WSN终端分配接入电信网络的网关。进行网关的分配时，主网关将分配的网关的信息(如网关在WSN中的地址)提供给该WSN终端，WSN终端保存所分配的网关的信息，并创建到该网关的路由信息；主网关将该WSN终端的信息(包括WSN终端的标识、WSN终端在WSN中的地址)提供给所分配的网关，所分配的网关记录该WSN终端的信息。

主网关保存WSN中的WSN终端与其被分配的网关的对应关系，并将该对应关系的信息发送给电信网络的管理平台，管理平台保存该对应关系的信息。该对应关系可以采用对应表的形式实现，该对应关系中记录WSN终端的标识以及其所被分配的网关的标识。通过该对应关系可以查询到某个WSN终端接入电信网络所使用的网关，以及WSN中的某个网关为WSN中的哪些WSN终端提供电信网络接入。

另外，WSN终端加入WSN后，主网关可以变更WSN终端接入电信网络所使用的网关。由主网关新指定的网关为该WSN终端提供电信网络接入，原先的网关不再为该WSN终端提供电信网络接入。

WSN终端离开WSN时，主网关和该WSN终端接入电信网络所使用的网关可以清除各自保存的该WSN终端的信息，主网关和该WSN终端对应的网关在WSN终端离开WSN后，不再为该WSN终端提供电信网络接入。

WSN终端加入WSN前，可以由管理平台通过客户端或者其他方式在WSN终端中写入加入WSN所需要的网络配置参数，该网络配置参数可以由管理平台从WSN终端申请加入的WSN中的主网关处获得。WSN终端加入WSN时，向主网关提出加入WSN的请求，该请求中包括WSN终端的标识等信息，主网关可以将WSN终端的信息发送给管理平台。由主网关或者管理平台对该WSN终端进行身份验证，验证通过后允许该WSN终端加入该WSN，并由主网关为该WSN终端分配接入电信网络所使用的网关。

电信网络中的管理平台保存有WSN中的WSN终端与其被分配的网关的对应关系。如果电信网络中的网络单元(如业务平台)准备建立和WSN中的WSN终端的通信，电信网络中的网络单元可以从管理平台获得该WSN终端接入电信网所使用的网关的信息(如网关的地址信息、标识信息等)，然后通过该网关与该WSN终端进行通信。

为增加无线传感器网络的可靠性，主网关和从网关中的无线传感器网络的配置信息或者其它信息可以在管理平台备份存储。主网关和从网关可以将需要备份的数据发送给管理平台并由管理平台存储。

在本发明中，主网关的备份数据包括但不局限于无线传感器网络的配置信息、WSN终端和其分配的网关之间的对应关系信息；无线传感器网络的配置信息包括无线传感器网络的标识、网络拓扑信息、从网关和WSN终端的信息(包括标识、地址等信息)、网络安全设置信息等；WSN终端和其分配的网关之间的对应关系信息用于记录WSN终端接入电信网络所对应的网关。从网关的备份数据包括但不局限于：从网关的标识和地址、通过该从网关接入的电信网络的WSN终端的信息等。

无线传感器配置多网关后，主网关可能会出现故障，从而导致主网关不能正常工作。而由于主网关起着重要的作用，承担着无线传感器网络管理的功能，在主网关不能正常工作时需要及时采取必要的措施进行弥补。

在本发明中，当主网关不能正常工作时，由该无线传感器网络中的一个从网关代替该主网关，该从网关在无线传感器网络作为主网关进行工作。

在本发明中，可以由管理平台指定替换主网关的从网关。管理平台确定主网关不能正常工作后，确定该无线传感器网络中的替换主网关的从网关，并通知该从网关作为主网关在该无线传感器网络进行工作。

为了实现主网关出现故障时，管理平台能够及时获取到主网关的故障信息并采取有关处理措施，管理平台可以通过以下的方式确定主网关能否正常工作：

1、主网关出现故障但仍能与电信网络的管理平台进行通信的情况下，由主网关将故障信息通知管理平台；

2、管理平台对无线传感器网络的网关进行定期检测，检测到主网关出现故障；

3、从网关检测到主网关出现故障，将故障信息通知管理平台；

4、WSN终端检测到主网关出现故障，并将故障信息通知(如通过自身接入的从网关进行通知)管理平台。

管理平台确定无线传感器网络中的主网关不能正常工作后，可以从该无线传感器网络的多个从网关中选择一个从网关，由该从网关代替主网关，该从网关作为新的主网关在无线传感器网中进行工作。

在本发明中，除由管理平台指定新的主网关外，也可以由从网关协商确定新的主网关。主网关可以预先设置无线传感器中的从网关的后备网关优先级，并将各从网关的后备网关优先级的信息发送给各从网关及管理平台。主网关不能正常工作时，从网关或管理平台检测到主网关的异常时，将主网关的故障信息通知后备网关优先级为最高的从网关，后备网关优先级为最高的从网关替代当前的不能正常工作的主网关。

为实现从网关作为新的主网关在无线传感器网络中能够正常工作，该从网关需要获得并使用该无线传感器网络的配置信息、WSN终端和其分配的网关之间的对应关系信息等。这些信息由原来的主网关在管理平台进行了备份，可以由管理平台将主网关的备份信息提供给该从网关，该从网关使用备份信息在无线传感器网络中作为新的主网关进行工作。

从网关代替原来的主网关后，该从网关在无线传感器网络内发送广播消息，将主网关变更的消息通知WSN终端和其它的从网关。

新的主网关根据获得的WSN终端和其分配的网关之间的对应关系信息判断是否存在通过原来的主网关接入电信网络的WSN终端；如果存在，新的主网关为的WSN终端重新分配接入电信网络所使用的网关，的WSN终端通过新分配的网关接入电信网络。

在WSN和电信网络结合时，在WSN中配置多个网关，多个网关采用主从的工作模式，由多个网关分别为WSN中的WSN终端提供电信网络的接入，并且当主网关出现故障导致不能正常工作时，可以由其中的一个从网关代替该主网关，由该从网关作为主网关在无线传感器网络中进行工作，使无线传感器网络及其有关业务可以正常运行，提高了配置多个网关的无线传感器网络的可靠性。

本发明的WSN是由一组无线传感器节点设备，比如WSN终端以自组织方式或者预配置方式组成的无线网络；WSN终端间以近距离无线通信技术进行通信。WSN通常部署在几米至几百米的区域范围内，其中，WSN终端通常是由电池供电，具有较低的功耗和成本。近距离通信技术一般采用Zigbee和IEEE802.15.4技术。

WSN与电信网络结合，是指将WSN与电信网络相连接，利用电信网络对WSN及其提供的业务进行监控、管理及完成业务的承载与合作实施，并通过电信网络扩展WSN所提供的业务。电信网络包括移动通信网络、xDSL、FTTx、卫星通信等多种通信网络。

本实施例中，WSN同电信网络相结合时，图1为WSN中存在多个网关时的网络架构示意图，如图1所示，图1中，以交叉线填充的阴影部分表示多个WSN终端，以点填充的阴影部分表示多个WSN终端所在的区域。图1中，WSN由多个WSN终端和多个网关组成，多个WSN终端和多个网关可以按照WSN的相关技术标准组建无线传感器网络，可用于组建WSN的近距离通信技术包括Zigbee技术、IEEE 802.15.4标准等。WSN通过多个网关连接到电信网络，和电信网络中管理平台等建立通信。其中，多个网关之间采用主从网关的工作模式。

为了实现WSN和电信网络的连接，WSN通过多个网关接入电信网络，并经由电信网络与接入网、核心网、业务平台、管理平台相连。WSN终端通过多个网关连接至电信网络。WSN终端为构成WSN的传感器节点，通过一跳或多跳与网关连接。WSN终端负责采集并上传数据，以及接收并执行命令。组成WSN的WSN终端少则几个多则几百个，WSN终端间可根据需要以星形、树形或网状(mesh)方式组网，其中某些WSN终端或具有较强的组网和数据转发能力。

网关负责连接WSN和电信网络，主要完成协议转换、地址映射和数据转发等功能，也可以集成安全和计费等功能。网关支持的功能可以包括：支持传感器网络内部数据协同和汇聚；支持以第二代(2G，2nd Generation)移动通信、第三代(3G，3rd Generation)移动通信、xDSL、FTTx、宽带无线接入、卫星/微波等远距离通信接入方式的一种或多种，将汇聚的数据传输到通信对端；支持业务平台和远程管理服务器对网关的设备认证和用户认证；支持业务平台和远程管理服务器对网关的参数和软件配置；支持用户认证和业务安全、设备管理安全机制。

业务平台是电信网络中运行和管理与WSN相结合的业务的功能实体，负责整合各个服务提供商提供的业务，并将其提供给终端用户，同时对终端用户使用业务的情况进行管理。业务平台会根据不同业务的需要，协同电信网络中其他功能实体完成整个业务流程，例如认证、授权及计费(AAA，AuthenticationAuthorization and Accounting)服务器。业务平台还可以与远程服务器连接，直接对业务进行更新。

管理平台是对WSN实施管理功能的实体，管理平台可以由管理服务器组成，管理服务器通过电信网络对WSN实施管理功能。

基于上述网络结构，进一步对本发明无线传感器网络如何在主网关不能正常工作时如何接入电信网络进行详细说明。

实施例一

本发明实施例一中，多个网关中首先由一个网关创建WSN，该网关创建WSN后，将WSN的信息(如WSN的网络标识等)发送给管理平台，管理平台保存该WSN以及该网关的信息。在本发明中，具有创建WSN能力的网关为主网关，其他网关为从网关。本示例针对的是WSN初始建立的场景，即由主网关负责其余从网关的接入等处理。需要说明的是，在WSN建立后，当有新网关加入时，对该新加入的网关进行更新的方式，与本示例所记载的新网关加入方式基本相同，本发明不再赘述其实现细节。

图2为本发明实施例一中WSN配置多网关的流程图，如图2所示，本发明WSN配置多网关的流程具体包括以下步骤：

步骤201，其他网关(即除了主网关之外的其他网关，也称新网关)通过电信网络提供的通信与管理平台连接，并进行注册。

这里，新网关在申请加入的WSN区域并安装后，可以通过电信网络同管理平台建立通信连接，向管理平台发送注册请求。管理平台可以通过新网关的身份标识进行身份认证，确定新网关身份的真实性。在管理平台中预先保存有新网关的信息，该信息包括新网关的网络接入能力参数、安装的位置等。

步骤202、管理平台通知WSN中的主网关，有新网关申请加入到该WSN。

这里，管理平台根据新网关准备安装的位置确定新网关准备加入的WSN，然后通知该WSN中的主网关有新网关申请加入到该WSN。管理平台可以同时将该新网关的信息发送给主网关，该新网关的信息可以包括：新网关在电信网络中的地址、网络接入能力参数等。

步骤203，主网关将加入到该WSN所需要的网络配置参数发送给注册的新网关。

这里，主网关将该新网关加入到该WSN需要的网络配置参数发送给管理平台，然后由管理平台将该网络配置参数、以及主网关在电信网络中的地址发送给该新网关。这里的网络配置参数包括主网关在WSN中的地址、初始主密钥等。

步骤204，新网关使用获得的网络配置参数加入到WSN。

这里，新网关获得WSN的网络配置参数后，在该WSN的覆盖区域内进行信道扫描，然后向主网关发送关联请求(Association Request)帧，请求加入到该WSN。新网关和主网关根据初始主密钥进行协商，确定网络密钥、链接密钥和地址等。新网关记录自身在该WSN中的地址和相关路由信息，主网关记录新网关在该WSN中的地址和新网关的信息。

网关加入WSN后，网关之间可以通过该WSN进行通信和交换相关数据等。网关在电信网络中的地址可以采用IP地址，由于网关之间保存有对方的在电信网络中的IP地址，双方也可以通过电信网络进行通信。

通过上述实施例一，WSN中可以配置多个网关。

在Zigbee网络中，为了使WSN终端可以加入WSN，WSN终端需要先从管理平台获得加入WSN所需的网络配置参数，网络配置参数包括：要加入的WSN的初始主密钥和主网关的地址。WSN终端加入WSN时，主网关验证WSN终端的初始主密钥的真实性，从而验证该WSN终端的身份。如果该WSN终端的初始主密钥是正确的，则允许该WSN终端加入WSN，WSN终端和主网关之间可以基于初始主密钥进行协商，确定加入该WSN所需要的链接密钥、网络密钥和地址等，从而实现WSN终端成功的加入该WSN。不具备网络配置参数的WSN终端申请加入WSN时，因不能提供初始主密钥或者初始主密钥不是正确的密钥，主网关则会拒绝该WSN终端加入该WSN。

这里，WSN终端生产商在生产WSN终端时，并没有在WSN终端中写入WSN的网络配置参数，可以在WSN终端在投入使用前由管理平台通过客户端或者其他方式在WSN终端中写入其要加入的WSN的网络配置参数。管理平台可以从主网关获得加入该WSN所需要的网络配置参数。

需要指出的是，管理平台可以通过两种方式获得WSN的网络配置参数。第一种方式为：管理平台向主网关发送获取WSN网络配置参数请求，主网关提供WSN终端加入该WSN所需要的网络配置参数。第二种方式为：WSN创建后，主网关将加入该WSN所需要的网络配置参数，提供给管理平台，并在管理平台进行保存。

实施例二

本发明实施例二描述了采用Zigbee技术组建的WSN中，WSN终端加入WSN，以及采用主、从网关的工作模式时，为该WSN终端分配网关的过程。图3为本发明实施例二中WSN终端加入WSN以及采用主从网关的工作模式时为WSN终端分配网关的流程图，如图3所示，为WSN终端分配网关具体包括以下步骤：

步骤301，在WSN终端中写入WSN终端申请加入的WSN的网络配置参数。

步骤302、WSN终端使用WSN的网络配置参数申请加入到WSN，主网关对WSN终端进行验证，如果验证通过，则执行步骤303；如果验证失败，则执行步骤304。

本步骤中，WSN终端被放置在准备加入的WSN所覆盖的区域。WSN终端开机启动后，WSN终端可以先在设定的信道上进行网络扫描，确定要加入的WSN。网络扫描可以通过在信道上发送信标请求(Beacon Request)帧，在该信道上的WSN中的设备收到Beacon Request后，如果允许有新的WSN终端加入该WSN，将会回应Beacon帧，该Beacon帧包含了发送该帧的WSN终端的地址信息，以及是否允许其他WSN终端以其子节点的方式加入。WSN终端将收到的Beacon帧的信息保存在自身的关联表(neighbor table)中。

这里，WSN终端在关联表中选择合适的父节点，并向父节点发送关联请求(Association Request)帧请求加入WSN。处于WSN的父节点的WSN终端收到加入WSN的请求后，通知WSN的主网关有新的WSN终端请求加入WSN。

WSN的主网关对WSN终端进行验证，验证方式可以按照Zigbee规范中节点设备加入到网络的方式，主网关判断WSN终端中的初始主密钥的真实性。如果WSN终端验证通过，则执行步骤303的操作；如果WSN终端验证失败，则进行步骤304的操作。

步骤303，WSN终端验证通过后，与主网关进行通信协商确定链接密钥和网络密钥，主网关在节点管理表中添加该WSN终端的信息，WSN终端的父节点设备在自身的相邻表中保存该WSN终端的信息，WSN终端在自身的相邻表中保存父节点和主网关的信息。至此，WSN终端成功加入WSN。

步骤304，WSN终端认证不通过，主网关拒绝该WSN终端加入WSN。

步骤305，主网关为该WSN终端指定接入电信网络所使用的网关。

这里，主网关根据网关分配的相关原则确定该WSN终端接入电信网络所使用的网关。主网关可以将该WSN终端的信息和通信连接配置信息发送给所分配的网关，主网关将所分配的网关的信息和通信连接配置信息发送给该WSN终端。

通信连接配置信息是该指定的网关和该WSN终端之间建立通信连接所需要的链接密钥，该指定的网关和该WSN终端之间通过该链接密钥建立安全的通信连接。

步骤306，WSN的主网关通知管理平台该WSN终端已经加入到WSN，并将WSN终端与其被分配的网关的对应关系发送给管理平台。

在本步骤中，管理平台保存该WSN终端的相关信息，包括WSN终端的标识、WSN终端与其所属的WSN的对应关系、WSN终端与其被分配的网关的对应关系；管理平台还将WSN终端的相关信息发送给业务平台，业务平台配置WSN终端的相关数据，启用WSN终端所支持的业务。

可见，通过上述过程，WSN终端中写入网络配置参数并加入指定的WSN，并且WSN的主网关指定了该WSN终端接入电信网络所使用的网关，使该WSN终端能够通过网关向业务平台上报数据。

需要说明的是，为了记录WSN中的WSN终端接入电信网络所使用的网关等信息，主网关保存有WSN中的WSN终端与其被分配的网关的对应关系。

WSN终端加入到WSN后，可能存在需要变更WSN终端接入电信网络所使用的网关的情况，例如：主网关可以为一个WSN终端选择另外一个距离该WSN终端更近的从网关，从而减少该WSN终端和从网关间的路由路径，达到减少WSN内的通信复杂度和节能的效果。此时，可以由主网关指定为WSN终端提供电信网络接入的新网关，主网关可以将该WSN终端的信息和通信连接配置信息发送给新指定的网关，并将网关变更消息通知原来为该WSN终端提供电信网络接入的网关。新指定的网关在该网关中添加该WSN终端的配置信息，原来的网关删除该网关中保存的该WSN终端的电信网络接入配置信息。新指定的网关为该WSN终端提供电信网络接入，原来的网关不再为该WSN终端提供电信网络接入。

加入WSN的终端在离开WSN时，主网关和该WSN终端接入电信网络所使用的网关，可以清除各自保存的该WSN终端的电信网络接入配置信息，主网关和该WSN终端对应的网关，在WSN终端离开WSN后不再为该WSN终端提供电信网络接入。

在本发明中，无线传感器网络中的主网关与从网关可以通过电信网络和管理平台建立通信；主网关和从网关在管理平台进行数据备份时，可以通过通信连接将备份数据发送给管理平台，管理平台接收并保存备份数据。主网关和从网关在管理平台进行数据备份后，如果主网关和从网关的需要备份的数据发生了更新，主网关和从网关可以将更新后的数据发送给管理平台。

实施例三

图4为本发明实施例三中WSN中的从网关代替主网关的流程图，如图4所示，当无线传感器网络中的主网关不能正常工作后的替换主网关的处理过程具体包括以下步骤：

步骤401，确定无线传感器网络中的主网关不能正常工作。

主网关不能正常工作一般是由出现故障造成的，并且，主网关能否正常工作一般是由管理平台来确定，具体的，管理平台可以通过以下的方式确定主网关能否正常工作：：

1、主网关出现故障但仍能与电信网络的管理平台进行通信的情况下，由主网关将故障信息通知管理平台；

2、管理平台对无线传感器网络的网关进行定期检测，检测到主网关出现故障；

3、从网关检测到主网关出现故障，将故障信息通知管理平台；

4、WSN终端检测到主网关出现故障，并将故障信息通知(如通过自身接入的从网关进行通知)管理平台。

步骤402，管理平台确定该无线传感器网络中的一个从网关代替主网关。

管理平台保存有该无线传感器网络中的从网关的信息，管理平台可以根据从网关设备所支持的功能、性能以及当前的负载等因素选择替代主网关的从网关。管理平台确定代替主网关的从网关后，通过电信网络和该从网关建立通信，通知该从网关代替该无线传感器网络中的主网关，由该从网关作为新的主网关在无线传感器网络进行工作。

步骤403，管理平台将原来的主网关的备份数据提供给所确定的从网关(即新的主网关)。

该从网关作为新的主网关在无线传感器网络进行工作，需要获取无线传感器网络的配置信息等，并使用这些配置信息进行无线传感器网络的管理，这些信息由原来的主网关在管理平台进行了备份，可以由管理平台将备份数据提供给该从网关。

管理平台和从网关之间通过电信网络建立通信连接，管理平台可以通过该通信连接将原来的主网关的备份数据发送给从网关，从网关接收并保存备份数据。

步骤404，新的主网关将主网关变更信息通知无线传感器网络中的WSN终端和其他网关。

新的主网关可以在无线传感器网络内通过广播消息通知无线传感器网络中的WSN终端和其他网关，WSN终端和其他网关收到主网关变更通知消息后，可以创建和新的主网关的通信路径，从而可以和新的主网关能够正常进行通信。

步骤405，新的主网关判断是否存在通过原来的主网关接入电信网络的WSN终端，如果存在，执行步骤406中的处理过程；如果不存在，替换主网关的处理流程结束。

新的主网关可以根据获得的原来的主网关的备份数据获得无线传感器网络中的WSN终端与其分配的网关的对应关系，识别出是否存在通过原来的主网关接入电信网络的WSN终端。

步骤406，新的主网关为通过原来的主网关接入电信网络的WSN终端指定新的网关。

新的主网关为WSN终端指定新的接入电信网络的网关采用本发明实施例二步骤305中描述的方式，在此不再赘述。

通过上述的处理流程实现在无线传感器网络中的主网关不能正常工作时由其中的一个从网关代替该主网关，从而使无线传感器网络可以继续正常工作。

在本发明中，主网关不能正常工作时，确定新的主网关也可以采用从网关协商的方式。无线传感器网络中的主网关需要预先设置该无线传感器网络中的从网关的后备网关优先级；从网关的后备网关优先级表示主网关出现故障时，从网关作为新的主网关工作的选择排序；主网关出现故障时，首先选择后备网关优先级为最高的从网关作为新的主网关。从网关的后备网关优先级的设置方式可以为：从网关作为路由节点加入到无线传感器网络时，主网关设置该从网关的后备网关优先级，将该从网关的后备网关优先级的设置信息发送给其它从网关和管理平台，将其它网关的后备网关优先级的设置信息发送给该从网关。通过该方式，主网关、从网关和管理平台掌握无线传感器网络中的各从网关的后备网关优先级。

实施例四

图5为本发明实施例四中WSN中的从网关代替主网关的流程图，如图5所示，本实施例的无线传感器网络中的主网关不能正常工作后的替换主网关的处理过程具体包括以下步骤：

步骤501，从网关或管理平台确定无线传感器网络中的主网关已经不能正常工作；

主网关不能正常工作一般是由出现故障或异常造成，可以通过以下的方式确定主网关能否正常工作：

1、主网关出现故障但仍能与电信网络的管理平台进行通信的情况下，由主网关将故障信息通知管理平台或从网关；

2、管理平台或从网关对无线传感器网络的网关进行定期检测，检测到主网关出现故障；

3、从网关检测到主网关出现故障，将故障信息通知管理平台；

4、WSN终端检测到主网关出现故障，并将故障信息通知(如通过自身接入的从网关进行通知)管理平台或从网关。

步骤502，从网关或管理平台将主网关出现故障的信息通知后备网关优先级为最高的从网关；

从网关或者管理平台确定主网关出现故障后，根据其保存的从网关的后备网关优先级的设置信息，确定后备网关优先级为最高的从网关，然后将主网关出现故障的信息通知给该从网关。

步骤503，后备网关优先级为最高的从网关通知其它从网关和管理平台自身可以代替现在的主网关。

步骤504，管理平台将原来的主网关的备份数据提供给新的主网关；

步骤505，新的主网关将主网关变更信息通知无线传感器网络中的WSN终端和其他网关；

步骤506，新的主网关判断是否存在通过原来的主网关接入电信网络的WSN终端，如果存在，执行步骤507中的处理过程；如果不存在，替换主网关的处理流程结束。

步骤507，新的主网关为通过原来的主网关接入电信网络的WSN终端指定新的网关。

通过实施例四中的上述流程，实现了在无线传感器网络中的主网关不能正常工作时由其中的一个从网关代替该主网关，从而使无线传感器网络可以继续正常工作。

下面再对以上涉及到的通过Zigbee技术组建WSN和对WSN进行管理的相关内容，说明如下：

ZigBee是一种新兴的短距离、低速率、低成本、低功耗的无线网络技术。其采用直接序列扩频(DSSS，Direct Sequence Spread Spectrum)技术，工作频率为868MHz、915MHz或2.4GHz。ZigBee网络中有3种类型的节点：ZigBee协调点、ZigBee路由节点和ZigBee终端节点。

其中，ZigBee协调点在IEEE 802.15.4中也称为个域网(PAN，Personal AreaNetwork)协调点(ZC，ZigBee Coordinator)，在WSN中可以作为汇聚节点。ZigBee协调点必须是全功能设备(FFD，Full-Function Device)，一个ZigBee网络只有一个ZigBee协调点，它往往比网络中其他节点的功能更强大，是整个网络的主控节点。它负责发起建立新的网络、设定网络参数、管理网络中的节点以及存储网络中节点信息等，网络形成后也可以执行路由器的功能。

ZigBee路由节点(ZR，ZigBee Router)也必须是全功能设备。ZigBee路由节点可以参与路由发现、消息转发，通过连接别的节点来扩展网络的覆盖范围等。此外，ZigBee路由节点还可以在它的个人操作空间(POS，Personal OperatingSpace)中充当普通协调点，IEEE 802.15.4称为协调点。普通协调点与ZigBee协调点不同，它仍然受ZigBee协调点的控制。

ZigBee终端节点(ZE，ZigBee EndDevice)可以是全功能设备或者精简功能设备(RFD，Reduced-Function Device)，它通过ZigBee协凋点或者ZigBee路由节点连接到网络，但不允许其他任何节点通过它加入网络，ZigBee终端节点能够以非常低的功率运行。

本发明中，主网关(或负责WSN创建的网关)作为Zigbee网络中的Zigbee协调点，负责WSN的组建。WSN终端可以作为Zigbee路由节点、或者Zigbee终端节点加入WSN；从网关(或除主网关之外的其他网关)作为Zigbee路由节点加入WSN。网关和WSN终端需要支持Zigbee通信技术。

另外，为了实现Zigbee网络的安全，需要对WSN中的通信进行加密，Zigbee网络中的加密运算，采用先进加密标准算法(AES，Advanced EncryptionStandard)，采用的对称密钥长度为128位。Zigbee网络中使用的密钥主要包括：主密钥(Master Key)、链接密钥(Link Key)和网络密钥(Network Key)。其中，主密钥是执行对称密钥建立协议过程中使用的一个共享密钥，是两个设备之间长期安全的基础，并可用于生成链接密钥；链接密钥在一个PAN网中，是两个设备之间共享的密钥，用于两个设备之间的安全通信；网络密钥为一个PAN网络中共享的密钥，用于广播通信的安全。

为实现Zigbee网络的安全和密钥的管理等，Zigbee网络中存在信任中心。信任中心是在网络中分配安全钥匙的一种信任设备，它允许设备加入网络，并分配密钥，因而确保设备之间端到端的安全性。在采用安全机制的网络中，网络协调者可成为信任中心。信任中心提供以下三种功能：

(1)信任管理：任务是负责对加入网络的设备验证。

(2)网络管理：任务是负责获取和分配网络钥匙给设备。

(3)配置管理：任务是对其管理的设备绑定应用程序，在两个设备之间实现端到端的安全传输。

为了实现信任管理，设备需要从信任中心接收初始主密钥。为了实现网络管理的目的，设备应接收初始的网络密钥，并且只能从信任中心获得网络密钥的更新。为了实现网络配置，设备需要从信任中心接收主密钥或链路密钥，以建立两个设备间的端对端安全链路。

除了初始的主密钥，附加的链路密钥、主密钥、网络密钥只能够采用安全的方式从信任中心获得。信任中心应当根据某一策略周期性地更新网络密钥，并将新的网络密钥传送给每个设备。

本发明中，由主网关作为信任中心进行网络的安全管理。网关和电信网中的管理平台和其他网络单元之间可以通过网关的身份标识实现对网关的身份认证和安全通信。

本发明中，通过WSN的网络标识识别某个WSN。主网关创建WSN后，可以由主网关或者由管理平台确定该WSN的网络标识，管理平台中记录WSN的包括网络标识和网络位置的相关信息。由此，管理平台可以根据一个给定的位置判断该位置是否存在由该管理平台管理的WSN，如果存在WSN可以获得在该位置的WSN的标识，从而确定在该位置的WSN。

本发明的无线传感器网络接入电信网络的系统，具体可结合前述图1所示的系统而理解。需要说明的是，本发明的无线传感器网络接入电信网络的系统正是在现有的结合网络的基础上，通过更新相应网元的功能而实现的，对网络中网元连接结构等并未改变。图6为本发明无线传感器网络接入电信网络的系统的组成结构示意图，如图6所示，本发明无线传感器网络接入电信网络的系统包括确定单元60和代替单元61，其中，

确定单元60，用于确定主网关不能正常工作时，触发代替单元；

代替单元61，用于将所述WSN中的一个从网关作为主网关，代替原主网关进行工作。

上述确定单元60设于所述管理平台中，在确定WSN中的主网关不能正常工作后，进一步确定所述WSN中的替换主网关的从网关，并由上述代替单元61通知所确定的从网关作为主网关，代替原主网关进行工作。

上述代替单元61设于从网关中；上述确定单元60确定WSN中的主网关不能正常工作后，上述代替单元61进一步通过WSN中的从网关协商确定出新的主网关，代替原主网关进行工作。

本发明的无线传感器网络接入电信网络的系统还包括设置单元(未图示)和发送单元(未图示)，其中，

设置单元，用于预先在WSN中确定主网关的后备网关，并为所述后备网关设置优先级；

发送单元，用于将所述后备网关优先级的信息发送给各从网关及所述管理平台；

上述代替单元61设于从网关或管理平台中；

上述确定单元60确定主网关不能正常工作时，上述代替单元61进一步用于将主网关的故障信息通知后备网关优先级为最高的后备网关，由所述优先级为最高的后备网关代替原主网关进行工作。

所述管理平台中存储有主网关的备份信息；

上述代替单元61将从网关代替原主网关时，所述管理平台将所存储的主网关的备份信息发送给代替原主网关的从网关，所述代替原主网关的从网关使用原主网关的备份信息在WSN进行工作。

本发明的无线传感器网络接入电信网络的系统还包括广播单元(未图示)，用于在所述代替单元将从网关代替原主网关后，在所述WSN中发送广播消息，将新主网关的信息通知WSN终端和WSN的其余从网关。

本发明的无线传感器网络接入电信网络的系统，所更新的网元的功能及信息交互方式，可参见前述实施例一至实施例四的相关描述而理解。

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。

Claims (13)

1.一种无线传感器网络接入电信网络的方法，所述WSN中设有WSN终端和两个以上的WSN网关，所述两个以上的WSN网关中设置有主网关；所述电信网络中设置有管理平台；其特征在于，所述方法还包括：

所述主网关不能正常工作时，将所述WSN中的一个从网关作为主网关，代替原主网关进行工作；

所述管理平台中存储有主网关的备份信息；所述主网关的备份信息包括WSN的配置信息、WSN终端和为WSN终端分配的网关之间的对应关系信息；

所述从网关代替原主网关时，所述管理平台将所存储的主网关的备份信息发送给代替原主网关的从网关，所述代替原主网关的从网关使用原主网关的备份信息在WSN进行工作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述WSN中的一个从网关作为主网关，代替原主网关进行工作，为：

所述代替原主网关的从网关由所述管理平台指定，由该从网关代替原主网关进行工作。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，管理平台指定代替原主网关的从网关，为：

所述管理平台确定WSN中的主网关不能正常工作后，进一步确定所述WSN中的替换主网关的从网关，并通知所确定的从网关作为主网关，代替原主网关进行工作。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述WSN中的一个从网关作为主网关，代替原主网关进行工作，为：

WSN中的从网关协商确定出新的主网关，代替原主网关进行工作。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述WSN中的一个从网关作为主网关，代替原主网关进行工作，为：

预先在WSN中确定主网关的后备网关，并为所述后备网关设置优先级，并将所述后备网关优先级的信息发送给各从网关及所述管理平台；

所述主网关不能正常工作时，从网关或管理平台将主网关的故障信息通知后备网关优先级为最高的后备网关，由所述优先级为最高的后备网关代替原主网关进行工作。

6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

从网关代替原主网关后，在所述WSN中发送广播消息，将新主网关的信息通知WSN终端和WSN的其余从网关。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管理平台中存储有从网关的备份信息；

所述WSN的配置信息包括WSN的标识、网络拓扑信息、从网关信息、WSN终端的信息和网络安全设置信息；

所述从网关的备份信息包括从网关信息、通过从网关接入的电信网络的WSN终端的信息；其中，所述从网关信息包括从网关标识信息和地址信息，所述WSN终端的信息包括WSN终端标识信息和地址信息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

新主网关根据所获得的WSN终端和为WSN终端分配的网关之间的对应关系信息确定存在通过原主网关接入电信网络的WSN终端时，为所述通过原主网关接入电信网络的WSN终端重新分配接入电信网络的网关。

9.一种无线传感器网络接入电信网络的系统，所述WSN中设有WSN终端和两个以上的WSN网关，所述两个以上的WSN网关中设置有主网关；所述电信网络中设置有管理平台；其特征在于，所述系统包括确定单元和代替单元，其中，

确定单元，用于确定主网关不能正常工作时，触发代替单元；

代替单元，用于将所述WSN中的一个从网关作为主网关，代替原主网关进行工作；

所述管理平台中存储有主网关的备份信息；所述主网关的备份信息包括WSN的配置信息、WSN终端和为WSN终端分配的网关之间的对应关系信息；

所述代替单元将从网关代替原主网关时，所述管理平台将所存储的主网关的备份信息发送给代替原主网关的从网关，所述代替原主网关的从网关使用原主网关的备份信息在WSN进行工作。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述确定单元设于所述管理平台中，在确定WSN中的主网关不能正常工作后，进一步确定所述WSN中的替换主网关的从网关，并由所述代替单元通知所确定的从网关作为主网关，代替原主网关进行工作。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述代替单元设于从网关中；所述确定单元确定WSN中的主网关不能正常工作后，所述代替单元进一步通过WSN中的从网关协商确定出新的主网关，代替原主网关进行工作。

12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括设置单元和发送单元，其中，

设置单元，用于预先在WSN中确定主网关的后备网关，并为所述后备网关设置优先级；

发送单元，用于将所述后备网关优先级的信息发送给各从网关及所述管理平台；

所述代替单元设于从网关或管理平台中；

所述确定单元确定主网关不能正常工作时，所述代替单元进一步用于将主网关的故障信息通知后备网关优先级为最高的后备网关，由所述优先级为最高的后备网关代替原主网关进行工作。

13.根据权利要求9至12任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括广播单元，用于在所述代替单元将从网关代替原主网关后，在所述WSN中发送广播消息，将新主网关的信息通知WSN终端和WSN的其余从网关。