CN105871710A - 移动网关设备及其网络交互系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动网关设备及其网络交互系统，移动网关设备包括：可与外部网络连接的网关主控模块，用于转发数据至外部网络或用户端；与网关主控模块连接的无线局域网通信模块，用于通过网关主控模块使用户端与外部网络进行数据交互；与网关主控模块连接的RF无线通信模块，用于将两个或多个移动网关设备进行组网，使用户端通过任一移动网关设备的无线局域网通信模块均可与外部网络进行数据交互。本发明可提高接入无线局域网的用户端数量和通信的范围。

Description

移动网关设备及其网络交互系统

技术领域

本发明涉及互联网硬件，特别是涉及一种移动网关设备及其网络交互系统。

背景技术

随着互联网的普及，网络日益成为人们不可或缺的“必需品”之一。小型网络的构建通常需要移动网关设备作为其中的构建单元。常用的移动网关设备集成有调制解调器、路由器和WLAN模块，WLAN模块支持多个用户同时使用，共享网络资源。移动网关设备可直接连接外部网线，调制解调器可将从外部网络接收信号进行转换，路由器可根据路由表中的地址信息通过WLAN模块发送转换后的信号。

通常情况下，常用的WLAN模块传输的距离有限，通常300米已经是最大的传输距离，如果穿透能力弱，有效传输距离将极大降低，同时，WLAN模块允许接入的用户数量也有限制，否则将影响无线网络的使用状况。路由器仅支持单一的传输协议，因此，常用的移动网关的通信接口均是单一协议的通信接口，不能扩展为具有多个不同协议的通信接口，且一般的路由器均不支持WDS(Wireless Distribution System，无线分布式系统)功能，即使支持，受制于WLAN模块的传输距离，接入数量十分有限。常用的移动网关设备只能进行单一组网，两个或多个移动网关设备无法灵活组网。

发明内容

基于此，有必要提供一种移动网关设备，通信接口可扩展支持不同的协议，且移动网关设备可灵活组网，还提供一种网络交互系统，

一种移动网关设备，包括：

可与外部网络连接的网关主控模块，用于转发数据至外部网络或用户端；

与所述网关主控模块连接的无线局域网通信模块，用于通过所述网关主控模块使所述用户端与外部网络进行数据交互；

与所述网关主控模块连接的RF无线通信模块，用于将两个或多个移动网关设备进行组网，使用户端通过任一所述移动网关设备的无线局域网通信模块均可与外部网络进行数据交互。

以上所述移动网关设备，通过RF无线通信模块可以将两个或多个移动网关设备进行组网，提高了组网的灵活性；组网后的拓扑结构中，网关主控模块之间通过RF无线通信模块可直接传输网络数据，用户通过任一移动网关设备的无线局域网通信模块均可与外部网络进行数据交互，可极大提高接入无线局域网的用户端数量，且由于RF无线通信模块支持较远的传输距离，也极大地提高了通信的范围。

在其中一个实施例中，还包括：

与所述网关主控模块连接的卫星通信模块，用于接收或发送移动通信数据；

与所述网关主控模块连接的移动网络通信模块，用于发送所述移动通信数据至所述用户端或接收所述用户端发送的移动通信数据；

其中，当所述卫星通信模块接收到所述移动通信数据时，将所述移动通信数据发送至所述网关主控模块，所述网关主控模块将所述移动通信数据转发至所述移动网络通信模块，所述移动网络通信模块将所述移动通信数据发送至所述用户端；当所述移动网络通信模块接收到所述用户端发送的移动通信数据时，所述移动网络通信模块将所述移动通信数据发送至所述网关主控模块，所述网关主控模块将所述移动通信数据转发至所述卫星通信模块，所述卫星通信模块将所述移动通信数据发送出去。

在其中一个实施例中，所述网关主控模块内嵌数据协议交互模块，所述数据协议交互模块控制所述网关主控模块与所述无线局域网通信模块、RF无线通信模块、卫星通信模块及移动网络通信模块进行交互，所述数据协议交互模块与所述无线局域网通信模块、RF无线通信模块、卫星通信模块及移动网络通信模块分别关联有对应的交互协议；

其中，所述网关主控模块在接收到所述用户端发送的数据后，所述数据协议交互模块从所述数据中解析出对应的目的接收端，并根据与所述目的接收端关联的交互协议将所述数据进行封装和转换后发送至所述目的接收端；所述网关主控模块在接收到所述无线局域网通信模块、RF无线通信模块、卫星通信模块或移动网络通信模块发送的数据后，所述数据协议交互模块根据关联的对应交互协议将所述数据进行封装和转换后发送至外部网络或用户端。

在其中一个实施例中，所述网关主控模块设置有ROM和RAM存储器，所述数据协议交互模块通过所述ROM和RAM存储器对所述数据进行封装和转换。

在其中一个实施例中，还包括：

内置传感器，用于采集第一外部传感数据；

其中，所述内置传感器将采集的第一外部传感数据发送至所述网关主控模块，所述网关主控模块将所述第一外部传感数据通过无线局域网通信模块发送至用户端或监控服务器。

在其中一个实施例中，所述内置传感器包括卫星定位接收机模块、气压传感器、温度传感器和湿度传感器的至少一个。

在其中一个实施例中，还包括：

外部传感器，用于采集第二外部传感数据；

与所述外部传感器连接的发送模块，用于将所述第二外部传感数据发送至所述RF无线通信模块；

其中，所述RF无线通信模块在接收到第二外部传感数据后，使所述第二外部传感数据在组网的移动网关设备中传输，并最终由其中一个移动网关设备中的网关主控模块转发至对应的无线局域网通信模块，所述无线局域网通信模块将所述第二外部传感数据发送至对应的用户端。

在其中一个实施例中，所述外部传感器包括红外线传感器、动感传感器、液位传感器、开关传感器、汽车OBD数据采集器和可穿戴传感器的至少一个。

在其中一个实施例中，还包括：

电源管理模块，用于为移动网关设备提供电源。

在其中一个实施例中，还包括：

与所述网关主控模块连接的存储模块，用于存储所述网关主控模块与外部交互的数据；

与所述存储模块连接的USB接口，用于连接外部设备，使所述外部设备与所述存储模块进行数据交互。

一种网络交互系统，包括至少一个以上所述的移动网关设备。

附图说明

图1为一实施例的移动网关设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一实施例的移动网关设备100包括：

可与外部网络连接的网关主控模块110，用于转发数据至外部网络或用户端；

与网关主控模块110连接的无线局域网通信模块120，用于通过网关主控模块110使用户端与外部网络进行数据交互；

与网关主控模块110连接的RF无线通信模块130，用于将两个或多个移动网关设备100进行组网，使用户端通过任一移动网关设备100的无线局域网通信模块120均可与外部网络进行数据交互。

以上移动网关设备，通过RF无线通信模块可以将两个或多个移动网关设备进行组网，提高了组网的灵活性；组网后的拓扑结构中，网关主控模块之间通过RF无线通信模块可直接传输网络数据，用户通过任一移动网关设备的无线局域网通信模块均可与外部网络进行数据交互，可极大提高接入无线局域网的用户端数量，且由于RF无线通信模块支持较远的传输距离，也极大地提高了通信的范围。

本实施例中的移动网关设备100设置有多个协议接口，不同的协议接口可连接对应的设备，实现外部接口扩展的多协议扩展。其中，无线局域网通信模块120与RF无线通信模块130分别连接对应的一个协议接口。

具体的，移动网关设备100的其中一个协议接口还连接有与网关主控模块110连接的卫星通信模块140，用于接收或发送移动通信数据；另一个协议接口连接有与网关主控模110块连接的移动网络通信模块150，用于发送移动通信数据至用户端或接收用户端发送的移动通信数据。其中，当卫星通信模块140接收到移动通信数据时，将移动通信数据发送至网关主控模块110，网关主控模块110将移动通信数据转发至移动网络通信模块150，移动网络通信模块150将移动通信数据发送至用户端；当移动网络通信模块150接收到用户端发送的移动通信数据时，移动网络通信模块150将移动通信数据发送至网关主控模块110，网关主控模块110将移动通信数据转发至卫星通信模块140，卫星通信模块140将移动通信数据发送出去。本实施例在移动网关设备100上设置卫星通信模块140，可提升信号的通信强度，尤其是对于信号难以传输的偏远地区，如可进行户外活动的茂密林区等，防止人们可能因户外活动失去信号而发生意外困境。

网关主控模块110内嵌有可控制与无线局域网通信模块120、RF无线通信模块130、卫星通信模块140及移动网络通信模块150进行交互的数据协议交互模块，数据协议交互模块与无线局域网通信模块120、RF无线通信模块130、卫星通信模块140及移动网络通信模块150分别关联有对应的交互协议；其中，网关主控模块110在接收到用户端发送的数据后，数据协议交互模块从数据中解析出对应的目的接收端，并根据与目的接收端关联的交互协议将数据进行封装和转换后发送至目的接收端；网关主控模块110在接收到无线局域网通信模块120、RF无线通信模块130、卫星通信模块140或移动网络通信模块150发送的数据后，数据协议交互模块根据关联的对应交互协议将数据进行封装和转换后发送至外部网络或用户端。

本实施例的网关主控模块110还可以连接其他类型的无线通信模块，比如蓝牙、Zigbee等，从而在其他通信方式受到局限时，可以选择合适的通讯方式，适应不同的应用环境。

本实施例中的数据协议交互模块可以为在网关主控模块110内嵌的可实现本实施例功能的嵌入式智能软件。

网关主控模块110为实现对数据的封装与转换，网关主控模块110设置有ROM和RAM存储器，数据协议交互模块通过ROM和RAM存储器对数据进行封装和转换。

为防止外部环境的变化影响移动网关设备的使用安全，或者影响使用该移动网关设备进行相关用户事务的情况，移动网关设备100还包括与网关主控模块110连接的内置传感器160，用于采集第一外部传感数据；其中，内置传感器160将采集的第一外部传感数据发送至网关主控模块110，网关主控模块110将第一外部传感数据通过无线局域网通信模块120发送至用户端或监控服务器，用户端或监控服务器可以实时识别出异常的传感数据并发出提示，及时防止出现意外状况。内置传感器160可以是卫星定位接收机模块、气压传感器、温度传感器和湿度传感器等的至少一个。

移动网关设备100还设置有外部传感器170，用于采集第二外部传感数据；外部传感器连接有发送模块，如RF天线等，用于将第二外部传感数据发送至RF无线通信模块130。其中，RF无线通信模块130在接收到第二外部传感数据后，使第二外部传感数据在组网的移动网关设备110中传输，并最终由其中一个移动网关设备100中的网关主控模块110转发至对应的无线局域网通信模块120，无线局域网通信模块120将第二外部传感数据发送至对应的用户端。外部传感器可以是红外线传感器、动感传感器、液位传感器、开关传感器、汽车OBD数据采集器和可穿戴传感器等的至少一个。

需要说明的是，发送模块可以是不同类型的无线通讯装置，只要该无线通讯装置和RF无线通信模块130可通信匹配即可，从而能够实现该外部传感器和网关主控模块之间的通讯。

内置传感器160与外部传感器170均可以根据需要进行设置，以采集外部环境的数据。本实施例中，内置传感器160中包括的传感器，如卫星定位接收机模块、气压传感器、温度传感器和湿度传感器等，主要是直接采集外部环境的数据，如温度、湿度、通信信号、外部气压数据等，可以让用户更好的感知外部环境的实时情况，尤其是天气的瞬时变化，以便妥善安排如营地夜间的外围安全布防、防洪预防等，并以此安排用户的相关事务。同时，当用户端接收到外部数据后，可以对外部数据进行实时分析，当外部环境的数据达到预警值时，可以及时报警并提醒用户根据报警采取相应行动，防止因数据传输中断造成报警不及时而发生意外状况。

在传输数据时，为便于存储，移动网关设备100还设置有与网关主控模块连接的存储模块190，用于存储网关主控模块110与外部交互的数据；存储模块190设置有USB接口191，用于连接外部设备，使外部设备与存储模块190进行数据交互。存储模块190可记录交互的数据有哪些，方便后续的查找与验证。

为方便供电，移动网关设备100还设置有电源管理模块180，用于为移动网关设备提供电源。电源管理模块180可以直接连接网关主控模块110与存储模块190，为整个移动网关设备100间接或直接供电。电源管理模块180可以是锂电池等。

本实施例的移动网关设备还可以提供数据业务平台，用于连接无人机、机器人和运动摄像头等电子设备，实现现场作业与交互连接的统一性。

本实施例还提供了一种网络交互系统，包括至少一个以上移动网关设备100。一个以上的移动网关设备100通过RF无线通信模块130可进行组网，例如可以组成MESH网，且移动网关设备100之间的链路动态可变，组网后，同时接入无线局域网的用户数量和移动网关设备的数量成正比，极大地增加了可接入用户数。且当现场组网半径超过无线局域网通信模块120的覆盖半径(一般最大150米)时，本实施例的多个移动网关设备100通过RF无线通信模块130组成的MESH结构的无线网络，可以使相邻设备间的最大传输距离达到五公里，极大地提高了传输距离。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种移动网关设备，其特征在于，包括：

可与外部网络连接的网关主控模块，用于转发数据至外部网络或用户端；

与所述网关主控模块连接的无线局域网通信模块，用于通过所述网关主控模块使所述用户端与外部网络进行数据交互；

与所述网关主控模块连接的RF无线通信模块，用于将两个或多个移动网关设备进行组网，使用户端通过任一所述移动网关设备的无线局域网通信模块均可与外部网络进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的移动网关设备，其特征在于，还包括：

与所述网关主控模块连接的卫星通信模块，用于接收或发送移动通信数据；

与所述网关主控模块连接的移动网络通信模块，用于发送所述移动通信数据至所述用户端或接收所述用户端发送的移动通信数据；

其中，当所述卫星通信模块接收到所述移动通信数据时，将所述移动通信数据发送至所述网关主控模块，所述网关主控模块将所述移动通信数据转发至所述移动网络通信模块，所述移动网络通信模块将所述移动通信数据发送至所述用户端；当所述移动网络通信模块接收到所述用户端发送的移动通信数据时，所述移动网络通信模块将所述移动通信数据发送至所述网关主控模块，所述网关主控模块将所述移动通信数据转发至所述卫星通信模块，所述卫星通信模块将所述移动通信数据发送出去。

3.根据权利要求2所述的移动网关设备，其特征在于，所述网关主控模块内嵌数据协议交互模块，所述数据协议交互模块控制所述网关主控模块与所述无线局域网通信模块、RF无线通信模块、卫星通信模块及移动网络通信模块进行交互，所述数据协议交互模块与所述无线局域网通信模块、RF无线通信模块、卫星通信模块及移动网络通信模块分别关联有对应的交互协议；

其中，所述网关主控模块在接收到所述用户端发送的数据后，所述数据协议交互模块从所述数据中解析出对应的目的接收端，并根据与所述目的接收端关联的交互协议将所述数据进行封装和转换后发送至所述目的接收端；所述网关主控模块在接收到所述无线局域网通信模块、RF无线通信模块、卫星通信模块或移动网络通信模块发送的数据后，所述数据协议交互模块根据关联的对应交互协议将所述数据进行封装和转换后发送至外部网络或用户端。

4.根据权利要求3所述的移动网关设备，其特征在于，所述网关主控模块设置有ROM和RAM存储器，所述数据协议交互模块通过所述ROM和RAM存储器对所述数据进行封装和转换。

5.根据权利要求1或2所述的移动网关设备，其特征在于，还包括：

与所述网关主控模块连接的内置传感器，用于采集第一外部传感数据；

其中，所述内置传感器将采集的第一外部传感数据发送至所述网关主控模块，所述网关主控模块将所述第一外部传感数据通过无线局域网通信模块发送至用户端或监控服务器。

6.根据权利要求5所述的移动网关设备，其特征在于，所述内置传感器包括卫星定位接收机模块、气压传感器、温度传感器和湿度传感器的至少一个。

7.根据权利要求5所述的移动网关设备，其特征在于，还包括：

外部传感器，用于采集第二外部传感数据；

与所述外部传感器连接的发送模块，用于将所述第二外部传感数据发送至所述RF无线通信模块；

其中，所述RF无线通信模块在接收到第二外部传感数据后，使所述第二外部传感数据在组网的移动网关设备中传输，并最终由其中一个移动网关设备中的网关主控模块转发至对应的无线局域网通信模块，所述无线局域网通信模块将所述第二外部传感数据发送至对应的用户端。

8.根据权利要求7所述的移动网关设备，其特征在于，所述外部传感器包括红外线传感器、动感传感器、液位传感器、开关传感器、汽车OBD数据采集器和可穿戴传感器的至少一个。

9.根据权利要求1所述的移动网关设备，其特征在于，还包括：

电源管理模块，用于为移动网关设备提供电源。

10.根据权利要求1－4任一项所述的移动网关设备，其特征在于，还包括：

与所述网关主控模块连接的存储模块，用于存储所述网关主控模块与外部交互的数据；

与所述存储模块连接的USB接口，用于连接外部设备，使所述外部设备与所述存储模块进行数据交互。

11.一种网络交互系统，其特征在于，包括至少一个如权利要求1－10任一项所述的移动网关设备。