CN103067497A - 一种物联网系统 - Google Patents

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黄孝斌
魏剑平
任燕
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Abstract

一种物联网系统，所述物联网系统包括：感知终端、微型基站、接入网关、基站、网络汇聚设备、服务项目平台及应用终端，感知终端对需要监测的项目进行监测并将监测得到的数据连同该感知终端的标识传送至最近的微型基站；微型基站将所接收到的数据连同所述感知终端的标识通过所述接入网关发送至所述基站；基站将所接收到的数据发送至所述网络汇聚设备；网络汇聚设备存储所接收到的数据；服务项目平台从所述网络汇聚设备获取所需要的数据并提供相应的服务；应用终端通过所述服务项目平台所提供的接口，利用所述服务项目平台所获取的数据及提供的服务进行相应的应用。上述技术方案使得上层的应用终端能够很好地利用底层感知终端的信息。

Description

一种物联网系统
技术领域
本发明涉及一种物联网技术领域，尤其是指一种物联网系统。
背景技术
物联网技术使得很多行业进入新的市场，连入物联网的设备数量以指数级别增长。连入物联网的设备可以大致分为两种，一种是底层的感知终端，用于获取各种底层信息的感知；另一种的上层的应用终端，用于实现各种监控管理，目前这两种终端之间几乎是没有联系的，上层的应用终端不能很好地利用底层感知终端的信息。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种物联网系统，该系统使得上层的应用终端能够很好地利用底层感知终端的信息。
为了解决上述问题，本发明提供了一种物联网系统，其特征在于，所述物联网系统包括：感知终端、微型基站、接入网关、基站、网络汇聚设备、服务项目平台及应用终端，其中：
所述感知终端设置成：对需要监测的项目进行监测并将监测得到的数据连同该感知终端的标识传送至最近的微型基站；
所述微型基站设置成：将所接收到的数据连同所述感知终端的标识通过所述接入网关发送至所述基站；
所述基站设置成：将所接收到的数据发送至所述网络汇聚设备；
所述网络汇聚设备设置成：存储所接收到的数据；
所述服务项目平台设置成：从所述网络汇聚设备获取所需要的数据并提供相应的服务；
所述应用终端设置成：通过所述服务项目平台所提供的接口，利用所述服务项目平台所获取的数据及提供的服务进行相应的应用。
可选地，所述物联网系统还包括管理模块，其设置成：实时监测该系统的各个设备的工作状态，在判断某一设备的工作状态异常的情况下进行告警；实时监测各个设备之间的数据通路，在判断出现数据通路断开的情况下，进行告警。
可选地，所述接入网关设置成：为所接收到的感知终端的标识添加前段码后连同接收到的数据发送至所述基站，所述前段码包括所述感知终端所属单位的对象标识符OID编码、所述感知终端所属信息平台的节点编码及所述感知终端的编码。
可选地，所述感知终端的编码包括版本号、部门序列号、业务对象类型及业务对象分类编码。
可选地，所述网络汇聚设备为政务网汇聚设备。
可选地，需要监测的项目包括：有毒有害气体监测、节能减排监测、生态环境监测、易燃易爆品监测、有限空间监测及公共场所人员量监测。
可选地，所述感知终端包括传感器、条形码及条形码识读器、射频识别标签及射频识别标签读写器、网络摄像机及红外感应器。
可选地，所述微型基站有多个，每个微型基站均保存有邻接链路信息，多个微型基站之间通过无线自组织路由协议交换各自的邻接链路信息。
可选地，所述接入网关设置成：通过城域网将数据上传给所述基站。
可选地，所述基站与所述接入网关及所述网络汇聚设备通过光纤连接或通过无线链路连接。
上述技术方案使得上层的应用终端能够很好地利用底层感知终端的信息。且该系统可以为各种应用中不同种类的物联网感知终端提供统一的承载接入服务；通过微型基站和智能接入网关设备的设置，将大批量物体信息汇集后，再进行远传，有助于降低物体采集设备的成本，延伸现有移动、有线网络的覆盖范围，更适应于目前网络发展现状和应用需求激增的势态。系统上层应用功能可实现各部门物联网应用信息的接入、汇聚和整合，为相关应用提供数据交换和信息共享服务以及综合信息服务。
另外，为感知终端的标识添加前段码既不用改变原感知终端的标识，又可以实现编码的统一，方便接收端信息的解析。
附图说明
图1为本发明实施例的物联网系统的结构示意图；
图2为本发明应用实例的物联网系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。
需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本发明提供了一种物联网系统，如图1所示，包括：感知终端101、微型基站102、接入网关103、基站104、网络汇聚设备105、服务项目平台106及应用终端107，其中：
所述感知终端101设置成：对需要监测的项目进行监测并将监测得到的数据传送至最近的微型基站102；
所述微型基站102设置成：将所接收到的数据通过所述接入网关103发送至所述基站104；
此处，微型基站是各个单位或企业自己设立的基站，也可以是家庭基站，本发明中之所以将从感知终端得到的数据传送至微型基站，是因为离感知终端最近的往往不是大型的国家部署的基站，而是这些微型基站，选择将数据通过这些离感知终端最近的微型基站上传数据，数据传输的效率更高，且可以充分利用这些微型基站。
所述基站104设置成：将所接收到的数据发送至所述网络汇聚设备105；
所述网络汇聚设备105设置成：存储所接收到的数据；
可选地，所述网络汇聚设备105为政务网汇聚设备；
所述服务项目平台106设置成：从所述网络汇聚设备105获取所需要的数据并提供相应的服务；
所述应用终端107设置成：通过所述服务项目平台106所提供的接口，利用所述服务项目平台106所获取的数据及提供的服务进行相应的应用。
可选地，所述物联网系统还包括管理模块108，其设置成：实时监测该系统的各个设备的工作状态，在判断某一设备的工作状态异常的情况下进行告警；实时监测各个设备之间的数据通路，在判断出现数据通路断开的情况下，进行告警。
所述工作状态异常包括：不在线、激活、休眠及掉电等。
可选地，需要监测的项目包括：有毒有害气体监测、节能减排监测、生态环境监测、易燃易爆品监测、有限空间监测及公共场所人员量监测等。
可选地，所述感知终端101包括传感器、条形码及条形码识读器、射频识别标签及射频识别标签读写器、网络摄像机、红外感应器等。
可选地，所述微型基站102有多个，每个微型基站均保存有邻接链路信息，多个微型基站102之间通过无线自组织路由协议交换各自的邻接链路信息，以协商网络拓扑，建立多跳路由，形成覆盖大量传感器节点的数据传输主干网络。
可选地，所述接入网关103设置成：通过城域网将数据上传给所述基站104。
接入网关103负责接收和汇集来自微型基站的数据，并通过城域网上传给业务核心。接入网关103通过在无线传感器网络及无线城域网络间进行协议转换，实现了与无线城域网的对接。
所述基站104与所述接入网关103及所述网络汇聚设备105通过光纤连接或通过无线链路连接。
所述基站104向上连接有网络汇聚设备105，向下连接所述接入网关103，通过光纤专线连接，可实现达数十公里的远距离数据传输；通过无线链路连接，可实现长达数公里距离的数据传输。
可选地，所述服务项目平台106为以下平台中的任意一种或几种：物联网信息共享平台、网络安全管理平台、业务分发平台、云计算平台。
其中，信息共享平台将在业务分发平台的基础上建立，其功能是支持跨业务系统的可控数据交换，而这是业务分发平台所不允许的。云计算平台的作用是提供分布式的数据分析和处理服务，有效整合资源，降低各个业务系统的建设成本。
可选地，所述应用终端107为以下终端中的任意一种或几种：城市运行监控终端、生产安全管理终端、应急指挥终端、公共安全监管终端。
可选地，所述接入网关103设置成：为所接收到的感知终端的标识添加前段码后连同接收到的数据发送至所述基站，所述前段码包括所述感知终端所属单位的对象标识符OID编码、所述感知终端所属信息平台的节点编码及所述感知终端的编码。
可选地，所述感知终端的编码包括编码方案版本号（2位）+部门序列号（6位）+业务对象类型（1位）+业务对象分类编码（6位），其中：
所述版本号：用以区别该前段码存在的有效时间范围；
所述部门序列号：部门编码；
所述物联网业务对象类型：编码对象类别，用以区分管理对象和感知对象；
所述物联网业务对象分类编码：本编码按照部门先申请先赋码的原则进行顺序编码，该分类属于动态分类，不断地进行调整。
所述感知终端的标识为后段码。
举例而言，感知终端的标识为1101010106001525，表示CJ/T214-2007国标的路灯，其前段码如下表所示：
Figure BDA00002666573100061
通过上述技术方案，可建立一个物联网基础接入服务系统，屏蔽了底层信息感知的差异性，能够汇聚“小而散”的信息，为业务应用提供安全、可靠的基础数据，从而能够更好地利用综合优势，整合信息资源，通过服务器群实现安全管理平台及业务分发平台的功能。
该系统可以为各种应用中不同种类的物联网感知终端提供统一的承载接入服务；可以为识别、定位、状态监测等提供物联网上层应用服务。在该系统的基础上，用户可以开展各种物联网应用，如：城市部件监管、环境监测、医疗服务、建筑物监测等。
另外，为感知终端的标识添加前段码既不用改变原感知终端的标识，而且可以实现编码的统一，方便接收端信息的解析。
下面用本发明的一个应用示例进一步加以说明。
有线政务专网分为政务内网和政务外网两部分。政务内网主要承载市、区党政机关涉密办公业务。政务外网主要承载的业务是各委办局的各类纵向业务信息系统及跨部门的共享信息系统。其中，
政务外网是电子政务专网的重要组成部分，是覆盖全市的有线城域网络，其底层基于市级政务光缆网和SDH/MSTP光传输网，在IP层采用MPLS VPN技术架构，可实现多类业务的承载与相互隔离。
市级政务外网包含了网络体系结构中的全部核心层及汇聚层设备。在核心层还包括了有线政务外网的网络及安全管理平台。相关委办局的业务局域网、物联网无线网络设施等都接入政务外网的汇聚层。有线政务外网的安全边界位于网络体系结构的汇聚层和接入层之间，特别是在与无线网络对接的边界上，需要部署防火墙等安全防护设备。
通过将上述系统应用于有线政务专网，具体应用如图2所示，可以实现如下功能：
实现各部门物联网应用信息的接入、汇聚和整合，为相关应用提供数据交换和信息共享服务以及综合信息服务，并为今后全市开展其他领域政务物联数据专网应用奠定基础。其中，信息接入与共享服务功能，包括服务层、功能层、组件层、传输层、数据层。综合信息服务功能提供物联网信息的汇集整合服务，包括数据抽取、数据存储、显示控制、访问控制等功能。
实现网络管理功能，包括网络拓扑结构、网络状态监测、网络设备管理、网络安全配置，其中，管理的网络设备类型包括传感器节点、微型基站、智能接入网关。
实现网络拓扑结构管理，实时在线监测网络拓扑结构。使用SNMP协议管理网关，间接地控制整个网络结构。
实现网络状态管理，对网络状态进行实时在线监测，包括网络连通性、网络流量、IP地址分配等，判断网络安全状况及网络链路是否正常，若发现问题及时向管理系统上报。
实现网络设备管理：实时监测网络设备工作状态（如是否在线、是否激活、是否休眠、是否掉电）及性能，并判断设备是否正常运转；若设备运转不正常，进行故障诊断，通过远程管理进行修复，或者向系统上报故障。
实现网络安全配置，根据网络链路状况及区域安全情况，可为网络安全设置不同级别。
实现安全保障功能，物联网基于IP协议实现信息传输，由于IP技术与生俱来的开放性和不可控制性，使物联网的安全受到了很大的挑战，主要体现在意欲破坏通信的拒绝服务(DoS)攻击；对终端、服务器和数据应用的攻击；IP系统的开放性和标准协议的安全漏洞或安全缺陷引起的攻击；病毒、蠕虫、特洛伊木马、中间人攻击、分组监听；IP电子欺骗、密码攻击、信任关系盗用等。具体体现在感知终端、WIMAX网络、ZigBee传输网络、应用系统、鉴权和授权等方面。
因此该系统台根据物联网的特点，采用全方位安全防范及管理技术实现系统安全。该系统从内到外依次建立安全防护措施，主要在终端安全、无线网络安全、数据的机密性、安全控制与管理等方面部署多层次安全保障体系，具体实现包括认证机制、数据加密机制、网络防护技术及安全数据库方面。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种物联网系统，其特征在于，所述物联网系统包括：感知终端、微型基站、接入网关、基站、网络汇聚设备、服务项目平台及应用终端，其中：
所述感知终端设置成：对需要监测的项目进行监测并将监测得到的数据连同该感知终端的标识传送至最近的微型基站；
所述微型基站设置成：将所接收到的数据连同所述感知终端的标识通过所述接入网关发送至所述基站；
所述基站设置成：将所接收到的数据发送至所述网络汇聚设备；
所述网络汇聚设备设置成：存储所接收到的数据；
所述服务项目平台设置成：从所述网络汇聚设备获取所需要的数据并提供相应的服务；
所述应用终端设置成：通过所述服务项目平台所提供的接口，利用所述服务项目平台所获取的数据及提供的服务进行相应的应用。
2.如权利要求1所述的物联网系统，其特征在于，所述物联网系统还包括管理模块，其设置成：实时监测该系统的各个设备的工作状态，在判断某一设备的工作状态异常的情况下进行告警；实时监测各个设备之间的数据通路，在判断出现数据通路断开的情况下，进行告警。
3.如权利要求1所述的物联网系统，其特征在于，所述接入网关设置成：为所接收到的感知终端的标识添加前段码后连同接收到的数据发送至所述基站，所述前段码包括所述感知终端所属单位的对象标识符OID编码、所述感知终端所属信息平台的节点编码及所述感知终端的编码。
4.如权利要求1所述的物联网系统，其特征在于，所述感知终端的编码包括版本号、部门序列号、业务对象类型及业务对象分类编码。
5.如权利要求1所述的物联网系统，其特征在于，所述网络汇聚设备为政务网汇聚设备。
6.如权利要求1所述的物联网系统，其特征在于，需要监测的项目包括：有毒有害气体监测、节能减排监测、生态环境监测、易燃易爆品监测、有限空间监测及公共场所人员量监测。
7.如权利要求1所述的物联网系统，其特征在于，所述感知终端包括传感器、条形码及条形码识读器、射频识别标签及射频识别标签读写器、网络摄像机及红外感应器。
8.如权利要求1所述的物联网系统，其特征在于，所述微型基站有多个，每个微型基站均保存有邻接链路信息，多个微型基站之间通过无线自组织路由协议交换各自的邻接链路信息。
9.如权利要求1所述的物联网系统，其特征在于，所述接入网关设置成：通过城域网将数据上传给所述基站。
10.如权利要求1所述的物联网系统，其特征在于，所述基站与所述接入网关及所述网络汇聚设备通过光纤连接或通过无线链路连接。
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