CN103002059B - 网关云服务器系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于联结无线传感设备和基于无线传感设备所提供服务的通信和控制网关服务器，尤其是一种采用云结构的通用网关服务器系统。所采用的网关云服务器包括：接口协议、通信模块、数据包解析处理模块、服务注册模块和位置相关信息推送模块。本发明的方案能够提高通信和控制网关服务器利用率，宏观上集中与共享计算能力和带宽的网关云服务器系统。该云服务器系统可以提高物联网相关传感服务的效率，减少资源浪费，大幅减少传感服务提供的成本。

Description

网关云服务器系统

技术领域

本发明涉及一种用于联结无线传感设备和基于无线传感设备所提供服务的通信和控制网关服务器，尤其是一种采用云结构的通用网关服务器系统。

背景技术

物联网背景下的无线传感技术和应用目前正以飞快的速度在市场上推广。数以千、万计的无线传感系统不断涌现。当前的无线传感系统普遍采用如图1所示的结构。无线传感设备通过无线网络通信连接到通信和控制网关服务器，通信和控制网关服务器再通过Internet或者本机推送给服务提供服务器。

其中通信和控制网关服务器包括了硬件服务器、软件平台。无线传感设备与通信和控制网关服务器以约定的协议通信。通信和控制网关服务器在逻辑上独立于提供各种相关服务的服务器。通常，如果使用者使用第三方服务，则第三方服务与通信和控制网关服务器之间可以通过Internet交互；如果通信和控制网关与第三方服务都由一者提供则通常会被部署在同一台服务器上，如图2所示。

随着物联网行业中例如基于位置的服务（LBS）应用的增长，此类系统的部署数量也飞快增长。在现有的每个系统中，为了保证无线传感设备与网络服务器端之间通信和交互的流畅以及保证服务器在请求高峰时必要的高响应速度，通信和控制网关服务器对网络带宽和计算能力都有较高的要求。然而在无线传感设备数量未达到饱和的情况下，单个通信和控制网关服务器的工作时间/空闲时间的比值(即利用率)非常低，造成了物联网服务成本的增加。同时，这样的结构在宏观大批量应用的情况下造成了重复投资和巨大资源浪费。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种能够提高通信和控制网关服务器利用率，宏观上集中与共享计算能力和带宽的网关云服务器系统。该云服务器系统可以提高物联网相关传感服务的效率，减少资源浪费，大幅减少传感服务提供的成本。

按照本发明提供的技术方案，所述的网关云服务器系统，包括无线传感设备，多个无线传感设备通过无线网络连接到网关云服务器，所述网关云服务器包括：接口协议、通信模块、数据包解析处理模块、服务注册模块；

所述接口协议是无线传感设备与网关云服务器之间通信需要遵守的协议，协议须定义以下要素：设备标识、通信密钥、远程设备参数设定、无线传感设备收集的传感信息；

所述通信模块在网关云服务器上负责与无线传感设备的数据传输和交互；

所述数据包解析处理模块负责根据所述接口协议解析通过通信协议收到的来自无线传感设备的数据包，并处理数据包中各种参数或信息片段；在处理的过程中，回复给无线传感设备的参数或信息片段也同时生成；

所述服务注册模块用于将服务提供方所提供的服务登记到网关云服务器，从而与无线传感设备协同向用户提供相应的服务。

所述网关云服务器还包括信息推送模块，所述信息推送模块在网关云服务器接收到无线传感设备传回的信息后，查询该无线传感设备所关联的服务，并将对应参数通过Internet或者本机推送给注册并授权的一个或多个服务提供方进行相应的处理。

无线传感设备和服务之间、以及服务与服务之间的推送关系能够由用户按照需要和授权在网关云服务器上定义。服务的结果参数、信息片段能够被再次推送给其他服务。

其中，按照不同应用或需求，所述接口协议还可能须定义以下要素的一种或多种：远程设备参数设定确认、位置坐标、定位相关参数、拓展应用相关参数、上下文信息；所述拓展应用相关参数为无线传感器实现定位以外功能所必需的参数，包括温度、湿度、速度、三维加速度、力度、光线、海拔、声音、浓度中的一种或多种；所述上下文信息由网关云服务器发送给无线传感设备，并由无线传感设备下次通信时回发给网关云服务器，主要用于实现单个服务器或者服务器集群对交互状态的识别。

作为优选，所述接口协议中的定位相关参数，包括以下的全部或部分：时间、定位模块类型、定位方式、基站编号、基站数量、信号强度、授时参数、信道编号、网络编号。

一个服务通过所述服务注册模块被注册到网关云服务器后，用户在授权后能够将该服务的功能应用于其无线传感设备。多个同质服务能够同时被注册到网关云服务器，而相互不干涉。

本发明的优点是：1）以云计算的模式实现了一种能够提高通信和控制网关服务器利用率，宏观上集中和共享计算能力和带宽的网关服务器系统。2）该云服务器系统可以提高物联网相关服务的效率，减小资源浪费，大幅减少例如位置相关服务（LBS）的成本。3）最大化服务商提供的服务所面对的客户的数量。4）使无线传感设备可以配套的服务多样化，从而丰富了其功用。5）从经济上考虑，不但节省了成本，更重要的是为服务提供上创造了新的盈利模式。

附图说明

图1现有无线传感系统采用的结构。

图2是现有无线传感系统的工作结构示意图。

图3是本发明的系统工作结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图3和实施例对本发明作进一步说明。

例如在一个基于位置的服务（LBS）的无线传感系统应用中，系统使用一种或几种通用的无线定位传感设备作为硬件终端，在此背景下该应用涉及到的所述网关云服务器，它由以下内容构建而成：

接口协议：无线定位传感设备与通信和控制网关云服务器之间的通信需要遵守协议。协议须定义以下要素：设备标识、通信密钥、远程设备参数设定、位置坐标（比如经度、纬度、高度等，或者其他坐标系的坐标）、定位相关参数（比如时间、定位模块类型、定位方式、基站编号、基站数量、信号强度<RSSI>、授时参数、信道编号<Channel>、网络编号等）；还可以包括以下要素：远程设备参数设定确认、拓展应用相关参数（与定位无关，但为无线传感器实现定位以外功能所必需的参数，比如温度、湿度、速度、三维加速度、力度、光线、海拔、声音、浓度等）、上下文信息（ClientContext）。所述上下文信息由服务器发送给远程终端（此处为无线定位传感设备），并由远程终端下次通信时回发给服务器。主要用于实现单个服务器或者服务器集群对设备和系统交互状态的识别

通信模块：在通信和控制网关云服务器上负责与无线定位传感设备的数据传输和交互。此模块可以支持一种或者多种通信协议以支持设备通信协议的多样化，例如TCP协议、UDP协议、WebService协议、SMS协议、甚至可以兼容非标准的协议。

数据包解析处理模块：该模块负责根据前述接口协议解析通过通信协议收到的来自无线定位传感设备的数据包；并用相应的处理流程处理数据包中各种参数或信息片段。在处理的过程中，回复给无线定位传感设备的参数或信息片段也同时生成。

服务注册模块：用于将基于位置的服务（LBS）提供方所提供的服务登记到网关云服务器（本段中简称云服务器），从而与无线定位传感设备协同向用户提供相应的服务。比如电子围栏服务可以被注册到云服务器，用户可以在授权后将电子围栏功能应用于其设备。多个同质服务可以同时被注册到云服务器，而相互不干涉。比如，A公司可以将其开发的基站定位服务注册到云服务器，而B公司也可以将它拥有的基站定位服务注册到同一个云服务器，用户可以决定其设备是否使用，或者使用A的基站定位服务还是B的基站定位服务。再比如，X公司可以将其开发的电子围栏服务注册到云服务器，而Y公司也可以将它拥有的电子围栏服务注册到同一个云服务器，用户可以决定其设备是否使用，或者使用X的电子围栏服务还是Y的电子围栏服务。

位置相关信息推送模块：在网关云服务器接收到无线定位传感设备传回的信息后，查询该无线定位传感设备所关联的服务，并将对应参数通过Internet或者本机推送给注册并授权的一个或多个服务提供方进行相应的处理。比如，无线定位传感设备N1传回了基站编号、信号强度等信息，N1注册了基站定位服务A，那么相关的参数或信息片段将被传给服务A来进一步处理。再比如，无线定位传感设备N1传回了其板载GPS所获取的定位坐标（经度、纬度，甚至包含报警信息），该坐标信息可以被推送给电子围栏服务X来进一步处理是否触发、激活了围栏报警。服务返回给网关云服务器的参数和信息片段可以被再次推送给更多的服务。前述例子中，定位服务A计算后获得了N1的定位结果，该结果可以进一步被推送给电子围栏服务X来进一步处理。无线定位传感设备和服务、以及服务与服务之间的推送关系可以由用户按照需要和授权在网关云服务器上定义。

以上以定位应用为例，描述了本发明的系统结构和工作方式，具体应用时还需说明以下要点：

1、在系统的开发和部署中首先需要定义完善的无线定位传感设备与通信和控制网关云服务器的通信接口协议，例如通信密钥、传感器采集到的传感信息、传感设备本身参数设置等等。

2、通信和控制网关云服务器需要部署在公网中，由此该云服务器可以被众多无线终端和基于位置服务所访问使用。

3、通信和控制网关云服务器必须拥有足够的计算能力和Internet网络带宽，以提供必要的功能和相应速度。

4、定位服务或位置相关服务需要注册到通信和控制网关云服务器。

5、无线传感设备在授权的条件下，在通信和控制网关云服务器上与已注册的一个或者多个服务关联。

6、来自无线传感设备的参数、信息片段，根据上述第5点中的关联定义推送。

7、定位服务或位置相关服务的结果参数、信息片段，根据上述第5点中的关联定义可以被再次推送给其他服务。

8、同质的定位服务或位置相关服务都可以注册到通信和控制网关云服务器，并且共存且互不干涉。

Claims (5)

1.网关云服务器系统，包括无线传感设备，其特征是：多个无线传感设备通过无线网络连接到网关云服务器，所述网关云服务器包括：接口协议、通信模块、数据包解析处理模块、服务注册模块；

所述接口协议是无线传感设备与网关云服务器之间通信需要遵守的协议，协议须定义以下要素：设备标识、通信密钥、远程设备参数设定、无线传感设备收集的传感信息；

所述通信模块在网关云服务器上负责与无线传感设备的数据传输和交互；

所述数据包解析处理模块负责根据所述接口协议解析通过通信协议收到的来自无线传感设备的数据包，并处理数据包中各种参数或信息片段；在处理的过程中，回复给无线传感设备的参数或信息片段也同时生成；

所述服务注册模块用于将服务提供方所提供的服务登记到网关云服务器，从而与无线传感设备协同向用户提供相应的服务；

所述网关云服务器还包括信息推送模块，所述信息推送模块在网关云服务器接收到无线传感设备传回的信息后，查询该无线传感设备所关联的服务，并将对应参数通过Internet或者本机推送给注册并授权的一个或多个服务提供方进行相应的处理；

所述接口协议还须定义以下要素的一种或多种：远程设备参数设定确认、位置坐标、定位相关参数、拓展应用相关参数、上下文信息；所述拓展应用相关参数为无线传感设备实现定位以外功能所必需的参数，包括温度、湿度、速度、三维加速度、力度、光线、海拔、声音、浓度中的一种或多种；所述上下文信息由网关云服务器发送给无线传感设备，并由无线传感设备下次通信时回发给网关云服务器，主要用于实现单个服务器或者服务器集群对交互状态的识别；

所述接口协议中的定位相关参数，包括以下的全部或部分：时间、定位模块类型、定位方式、基站编号、基站数量、信号强度、授时参数、信道编号、网络编号。

2.如权利要求1所述网关云服务器系统，其特征是：无线传感设备和服务之间、以及服务与服务之间的推送关系能够由用户按照需要和授权在网关云服务器上定义。

3.如权利要求1所述网关云服务器系统，其特征是：服务的结果参数、信息片段能够被再次推送给其他服务。

4.如权利要求1所述网关云服务器系统，其特征是：一个服务通过所述服务注册模块被注册到网关云服务器后，用户在授权后能够将该服务的功能应用于其无线传感设备。

5.如权利要求4所述网关云服务器系统，其特征是：多个同质服务能够同时被注册到网关云服务器，而相互不干涉。