CN104635676A - 一种基于m2m网的智能无线通信网关结构 - Google Patents

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林丹生
梁智强
胡朝辉
江泽鑫
李闯
伍晓泉
周强峰
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4185—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
    • G05B19/4186—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication by protocol, e.g. MAP, TOP
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract

本发明的目的在于提供一种基于M2M网的智能无线通信网关结构，该网关结构通过一个支持蜂窝通信、蓝牙和ZigBee协议的基于软件无线电的智能网关，通过一条连接M2M网络内部设备的内部总线去路由数据，并且通过通信协议实现计算处理能力共享。该网关结构是一个高度集成并且易于管理控制的M2M网络无线通信网关，可以解决不同协议之间的互联和管理问题，该网关基于集成网关和软件无线电技术，能够为物联网下的异构网络提供这样的互联和管理能力，它使得网络的结构得到简化，也更加容易扩展和升级，而对于网络管理者而言，也能更方便地监测和控制整个网络的情况。

Description

一种基于M2M网的智能无线通信网关结构
技术领域
本发明涉及网络安全技术领域，具体来说涉及一种基于M2M网的智能无线通信网关结构。
背景技术
物联网的概念由MIT(美国麻省理工学院)的Kevin Ashton 1999年提出，它的定义很简单：把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。在物联网的环境中，能够上网的设备或器具将比现在广泛得多，包括从电视机到MP3播放机，再到电子报刊、甚至日常生活中接触到的一切物体，它们可能都需要像原来的计算机一样接入互联网，这些物体之间的通信我们将其称为机对机（M2M）通信方式。而在这样的环境中，大部分的联网物体都需要有一定的移动性，目前能够用于支持M2M网络的无线技术主要有ZigBee、Wi-Fi、蓝牙和蜂窝移动通信，而这几种技术各有其特点和适用范围。ZigBee技术适用于HVAC控制等低功耗、低传输速率的应用；Wi-Fi则在高速率应用中有良好表现，如语音视频流等；蓝牙能较好地工作于语音连接、文件传输等低速业务；蜂窝通信则是那些经常在不同区域漫游的应用的最好选择。在物联网这种无所不包的网络环境中，没有哪一种无线技术具有完全的优势，因此在一个区域中多种多样的无线技术并存的现象将是普遍的，而如何高效并智能地解决不同无线技术组成的网络之间的通信是一个需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一个高度集成并且易于管理控制的M2M网络无线通信网关，来解决不同协议之间的互联和管理问题，该网关基于集成网关和软件无线电技术，能够为物联网下的异构网络提供这样的互联和管理能力，它使得网络的结构得到简化，也更加容易扩展和升级，而对于网络管理者而言，也能更方便地监测和控制整个网络的情况。
本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：
一种基于M2M网的智能无线通信网关结构，该网关结构通过一个支持蜂窝通信、蓝牙和ZigBee协议的基于软件无线电的智能网关，通过一条连接M2M网络内部设备的内部总线去路由数据，并且通过通信协议实现计算处理能力共享。
所述内部设备包括音频播放机、导航系统。
本发明利用软件无线电技术简化了网络升级，协议的修改和升级也能通过简单的软件下载实现，也延长了产品的生命周期。软件无线电在M2M网络中提供的大部分优越性在其他的物联网实现中也非常具有优势。
附图说明
图1 融合异构接入网的网关示意图；
图2 M2M智能网关服务器结构示意图。
具体实施方式
在现有的条件下，现有方法采取为不同的网络配置一个网关的方法实现不同网络的互联，如图1所示，图1里边的网关和路由器的功能不仅仅是基本的分组包路由，他们还需要支持不同网络之间的网络地址转换（NAT）。NAT使得端到端的网络通信和要求QoS的应用变得更复杂，而这个问题在大量的有不同地址协议的设备接入网络之后将变得更严重。同时，这样的网络结构也缺乏扩展性和可维护性。每当接入一个新的设备时，网关都要增加新的NAT应用，甚至需要增加新的网关；而对于网络管理来说，需要熟悉由不同无线技术标准构成的网络结构，并管理每一个网络应该也是困难的。
因此，本发明方法通过引入M2M智能网关服务器解决网络的互联问题，其结构如图2所示，在图2所示的网络结构中，M2M智能网关能够为网络提供有效的通信路径，它能够收集网络中个设备的资源情况，并通过这些情况提供智能的路径和缓冲裁决。同时，M2M智能网关也将为网络提供便利的管理方式，它提供了一个单点的方式使得这部分网络的管理者只需要登陆这个网关就能够管理整个网络，而网络中异构的物理通信链路对于网络管理者而言都将是透明的。
M2M智能网关除了集成普通网关之外，它所应用的一项关键技术是软件无线电（Software Defined Radio, SDR）。SDR论坛对于软件无线电的定义是，它是一项集合了软件和硬件的技术，使得部分或者全部的无线电的操作功能能够通过可修改的软件或可编程固件技术实现。软件无线电技术使得在增加已有的无线系统的功能和容量和容量时不需要改变硬件配置。该系统通过一个支持蜂窝通信、蓝牙和ZigBee协议的基于软件无线电的智能网关，通过一条连接M2M网络内部设备（如音频播放机、导航系统等）的内部总线去路由数据，并且通过通信协议实现计算处理能力共享。软件无线电技术简化了网络升级，协议的修改和升级也能通过简单的软件下载实现，也延长了产品的生命周期。软件无线电在M2M网络中提供的大部分优越性在其他的物联网实现中也非常具有优势。
本发明集成网关和软件无线电技术使得M2M智能网关能够为网络提供更好的控制和互联性能，为物联网环境下异构网络的互联和管理提供了一种解决方法。
本发明的实施方式不限于此，在本发明上述基本技术思想前提下，按照本领域的普通技术知识和惯用手段对本发明内容所做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于M2M网的智能无线通信网关结构，其特征在于：该网关结构通过一个支持蜂窝通信、蓝牙和ZigBee协议的基于软件无线电的智能网关，通过一条连接M2M网络内部设备的内部总线去路由数据，并且通过通信协议实现计算处理能力共享。
2.根据权利要求1所述的网关结构，其特征在于：所述内部设备包括音频播放机、导航系统。
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