CN102868769A - 物联网与互联网实时双向数据透传系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及物联网多协议之间的设备通过点对点方法实时与互联网数据中心进行双向交互的一种通信技术。本发明的物联网与互联网实时双向数据透传系统，包括互联网应用模块、互联网中间件、家庭中间件，互联网应用模块通过互联网与互联网中间件通信，互联网中间件通过互联网与家庭中间件通信。本发明创造借鉴了优秀的点对点互联网通信技术，将之应用到物联网通信解决方案中，大大提高物联网通信的能力和效率，提高了设备利用率，降低服务器压力，实现真正的ubiquitous。
Description
物联网与互联网实时双向数据透传系统
技术领域
[0001] 本发明涉及物联网多协议之间的设备通过点对点方法实时与互联网数据中心进行双向交互的一种通信技术。
背景技术
[0002] 物联网的概念10年前就已经提出，实际上是Machine to Machine (M2M)，也就是物体与物体的连接，它利用各种网络手段，比如以太网、WIFI、3G、Wimax等等，将电脑、手机、电器、机械等设备连接在一起。未来，我们的物联网将会是一个7*24小时的网络，无处不在，无时不在。
[0003] 物联网是互联网的延伸，用于物联网设备互联的技术有很多，例如ZigBee、Wifi、蓝牙等，这些无线传感技术已经部分的解决了物物之间的互联互通问题。但是ZigBee网 络、Wifi网络、蓝牙通信有一个地域的限制，即必须在一个面积较小的范围内，无线传感网络才有效。例如在办公室里想要控制家庭中的热水器，由于地域跨度大，单纯依靠无线传感网络不可能完成这种任务。因此物联网要想做到全网互联，实现ubiquitous，必须要让无线传感网络加入到互联网中。互联网的通信都是基于TCP/IP协议，点对点通信其实就是TCP/IP协议高效通信的佼佼者。而物联网的无线传感网络并不是采用TCP/IP协议进行通信，也就是说要使物联网的设备信息在互联网上进行通信，必须要在传统的互联网TCP/IP协议和新兴物联网无线传感网络之间建立协议转换功能，使得来自互联网的TCP/IP协议信息可以转化为物联网无线传感网络可识别的信息，亦可将物联网无线传感网络信息转化成TCP/IP协议在互联网上进行传输。
[0004] 目前多数物联网解决方案已经从不同程度上将物联网的无线传感网络并入互联网。但是数据的实时性却很差。往往物联网无线传感网络依然是一个小网，主要的工作依然不在互联网上传输，本地的物联网无线传感网需要投入硬件、软件解析数据。只是在某些时候将物联网无线传感网的数据通过一定方式反馈到互联网数据中心，用于分析。这种方案建立在互联网的数据中心业务没有实时性要求的应用中是可行的。要么就是家庭物联网终端设备可以将数据及时的发送给互联网数据中心。但互联网中心必须在家庭终端在线的时候才能下发指令。一旦家庭终端没有在线，互联网中心将无法与家庭的终端设备进行通信。点对点通信技术可以拟补这种缺陷。目前成熟的点对点通信技术还只在互联网设备或者互联网应用层面还没有应用到物联网设备。
[0005] 现有物联网解决方案的不足：1.无线传感网络技术单一。现有解决方案要么是ZigBee，要么是WIFI。没有同时支持多种物联网设备入网的方案。2.物联网终端设备难以实时接收来自互联网的“指令”。现有的办法往往是增加心跳机制，在固定频率下由物联网设备发起心跳连接，在心跳连接的那一刻，互联网数据中心可以向物联网设备发送“指令”。只要心跳的频率越快，理论上就越“实时”。但这会严重消耗服务器资源。不利于规模的扩充。发明内容
[0006] 本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种物联网与互联网实时双向数据透传系统，其采用了业内成熟的P2P技术，首次应用在物联网数据通信解决方案中。大大提高了物联网通信能力和效率，节省了服务器资源。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：其包括互联网应用模块、互联网中间件、家庭中间件，互联网应用模块通过互联网与互联网中间件通信，互联网中间件通过互联网与家庭中间件通信。
[0008] 建立家庭中间件和互联网中间件，分别在这两套中间件中，增加点对点通信模块。其中家庭中间件负责物联网无线传感协议的协议转化和与互联网通信。互联网中间件负责收集应用的要求以及与家庭中间件通信。
[0009] 家庭中间件主要有两大功能：一个功能就是可以组建各种类型的无线传感网络，并能转化为互联网协议。包括但不限于以上的四种类型。另一个功能是点对点通信模块实 时与互联网点对点通信模块双向通信。互联网中间件可以主要是两个功能：一个是通过点对点通信模块收集家庭物联网终端设备信息。一个是接收物联网应用的请求并将请求结果返回给物联网应用。
[0010] 互联网中间件包括服务发布模块、数据解析模块、协议解析模块、互联网中间件点对点通信模块，服务发布模块接收互联网应用模块的数据后依次通过数据解析模块、协议解析模块后由互联网中间件点对点通信模块与家庭中间件通信。
[0011] 家庭中间件包括家庭中间件点对点通信模块、协议转化模块、Zigbee协议代理模块、Wifi协议代理模块、蓝牙设备代理模块、红外设备代理模块，家庭中间件点对点通信模块与互联网中间件点对点通信模块通信，协议转化模块分别与家庭中间件点对点通信模块、Zigbee协议代理模块、Wifi协议代理模块、蓝牙设备代理模块、红外设备代理模块连接。
[0012] Zigbee 协议代理模块连接 Zigbee 设备。ZigBee =Zigbee 是 IEEE 802. 15. 4 协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee)是靠飞翔和“嗡嗡”（zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
[0013] Wifi协议代理模块连接Wifi设备。
[0014] 蓝牙设备代理模块连接蓝牙设备。蓝牙技术：蓝牙，是一种支持设备短距离通信(一般IOm内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2. 4GHz ISM (即工业、科学、医学）频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。
[0015] 红外设备代理模块连接红外设备。[0016] 本方案依赖于P2P的基础技术，P2P是英文Peer-to-Peer(对等)的简称，又被称为“点对点”。“对等”技术，是一种网络新技术，依赖网络中参与者的计算能力和带宽，而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上。XML开源工具包：Apache公司开发包org. w3c. dom.Element，org. w3c. dom. Node。
[0017] 将成熟的互联网点对点传输技术应用到物联网通信解决方案中。实现互联网数据中心实时直接向家庭物联网终端设备发送控制指令的目的。通过转化协议对互联网数据中心而言屏蔽了物联网组网方式的差异化。提高物联网设备的“入网”能力，丰富设备的用途。实现真正的ubiquitous。
[0018] 位于互联网端的物联网数据中心可以根据应用的需要，主动的向位于家庭端的物联网终端设备直接发送控制指令，物联网终端设备接到数据指令以后，触发相应的事件，将事件的结果再通过通信接口实时的直接发送给位于互联网端的物联网数据中心。
[0019] 本发明创造借鉴了优秀的点对点互联网通信技术，将之应用到物联网通信解决方 案中，大大提高物联网通信的能力和效率，提高了设备利用率，降低服务器压力，实现真正的 ubiquitous。
附图说明
[0020] 图I为本发明的模块结构示意图。
具体实施方式
[0021] 如图I所示，本发明的物联网与互联网实时双刺昂数据透传系统包括互联网应用模块、互联网中间件、家庭中间件，互联网应用模块通过互联网与互联网中间件通信，互联网中间件通过互联网与家庭中间件通信。
[0022] 互联网中间件包括服务发布模块、数据解析模块、协议解析模块、互联网中间件点对点通信模块，服务发布模块接收互联网应用模块的数据后依次通过数据解析模块、协议解析模块后由互联网中间件点对点通信模块与家庭中间件通信。
[0023] 家庭中间件包括家庭中间件点对点通信模块、协议转化模块、Zigbee协议代理模块、Wifi协议代理模块、蓝牙设备代理模块、红外设备代理模块，家庭中间件点对点通信模块与互联网中间件点对点通信模块通信，协议转化模块分别与家庭中间件点对点通信模块、Zigbee协议代理模块、Wifi协议代理模块、蓝牙设备代理模块、红外设备代理模块连接。
[0024] Zigbee协议代理模块连接Zigbee设备。Wifi协议代理模块连接Wifi设备。蓝牙设备代理模块连接蓝牙设备。红外设备代理模块连接红外设备。
Claims (7)
1. 一种物联网与互联网实时双向数据透传系统，其特征在于，包括互联网应用模块、互联网中间件、家庭中间件，互联网应用模块通过互联网与互联网中间件通信，互联网中间件通过互联网与家庭中间件通信。
2.根据权利要求I所述的物联网与互联网实时双向数据透传系统，其特征在于，互联网中间件包括服务发布模块、数据解析模块、协议解析模块、互联网中间件点对点通信模块，服务发布模块接收互联网应用模块的数据后依次通过数据解析模块、协议解析模块后由互联网中间件点对点通信模块与家庭中间件通信。
3.根据权利要求2所述的物联网与互联网实时双向数据透传系统，其特征在于，家庭中间件包括家庭中间件点对点通信模块、协议转化模块、Zigbee协议代理模块、Wifi协议代理模块、蓝牙设备代理模块、红外设备代理模块，家庭中间件点对点通信模块与互联网中间件点对点通信模块通信，协议转化模块分别与家庭中间件点对点通信模块、Zigbee协议代理模块、Wifi协议代理模块、蓝牙设备代理模块、红外设备代理模块连接。
4.根据权利要求3所述的物联网与互联网实时双向数据透传系统，其特征在于，Zigbee协议代理模块连接Zigbee设备。
5.根据权利要求3所述的物联网与互联网实时双向数据透传系统，其特征在于，Wifi协议代理模块连接Wifi设备。
6.根据权利要求3所述的物联网与互联网实时双向数据透传系统，其特征在于，蓝牙设备代理模块连接蓝牙设备。
7.根据权利要求3所述的物联网与互联网实时双向数据透传系统，其特征在于，红外设备代理模块连接红外设备。
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