CN106302685A - 智慧城市传感网络平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧城市传感网络平台的功能是实现对象平台和管理平台之间的相互通信，是整个智慧城市体系相互通信的桥梁；智慧城市的传感网络平台包含一个或多个属于不同智慧城市子体系的传感网络分平台，所有传感网络分平台都属于智慧城市的通信平台，通过物联网体系的传感网络分平台实现不同的智慧城市子体系的相互通信。本发明体现了智慧城市传感网络平台在整个智慧城市体系中的地位和作用，对于物联网标准制定、工作开展都具有极大的促进和指导意义。

Description

智慧城市传感网络平台

技术领域

本发明涉及一种智慧城市体系的功能平台，具体涉及一种智慧城市传感网络平台，属于智慧城市技术领域。

背景技术

随着互联网技术的飞速发展带来全球的信息化浪潮，人类世界智能化的要求和需求也越来越高，自2008年美国IBM公司首次提出“智慧地球”的发展战略以来，世界各发达国家已经逐渐意识到智慧城市是人类社会发展的必然趋势，并开始大力积极开展智慧城市的建设，我国一些发达地区在数字城市建设基础上，也开始探索智慧城市的建设，北京、上海、南京等地区已经将智慧城市列为重点课题。目前国内外有关智慧城市的建设和发展还仅限于信息城市、智能城市的范畴，对智慧城市更深层次的理解还很欠缺，对智慧城市的体系结构尚没有明确的定论，智慧城市的建设重点和研究焦点目前主要集中在服务和应用方面，没有完整的智慧城市体系结构。现有的智慧城市体系，其功能、物理、信息三者的关系不清晰，不明确，没有系统性，不能正确指导智慧城市建设。因此，需要对智慧城市体系进行深入研究。

发明内容

本发明的目的在于解决现有对于智慧城市体系结构不清楚的缺陷，提供一种结构清晰合理，具有推广应用示范价值的物联网功能平台之一，智慧城市传感网络平台。

本发明是这样实现的：

智慧城市传感网络平台的功能是实现对象平台和管理平台之间的相互通信；智慧城市的传感网络平台包含一个或多个属于不同智慧城市子体系的传感网络分平台，通过传感网络分平台实现对应的智慧城市子体系的对象分平台和管理分平台之间的相互通信；

智慧城市传感网络平台是由信息和物理部分组成，所述信息部分包括感知通信信息和控制通信信息；所述物理部分包括感知设备的通信模块和控制设备的通信模块、物联网智能网关、公共网络和运营商的通信服务器；

感知设备的通信模块将感知设备获得的感知信息发送到物联网智能网关，物联网智能网关再通过公共网络将感知信息传输至运营商通信服务器，从而完成感知信息在智慧城市传感网络平台中的通信；

运营商通信服务器通过公共网络发送控制信息到物联网智能网关，物联网智能网关再将控制信息发送到控制设备的通信模块，完成控制信息在智慧城市传感网络平台中的通信。

更进一步的方案是：

传感网络分平台是由信息和物理部分组成，所述信息部分包括感知通信信息和控制通信信息；所述物理部分包括感知设备的通信模块和控制设备的通信模块、物联网智能网关、公共网络和运营商的通信服务器；

感知设备的通信模块将感知设备获得的感知信息发送到物联网智能网关，物联网智能网关再通过公共网络将感知信息传输至运营商通信服务器，从而完成感知信息在传感网络平台中的通信；

运营商通信服务器通过公共网络发送控制信息到物联网智能网关，物联网智能网关再将控制信息发送到控制设备的通信模块，完成控制信息在传感网络平台中的通信。

更进一步的方案是：

所述物联网智能网关包括本地通信模块和远程通信模块，本地通信模块和感知设备的通信模块以及控制设备的通信模块通信，远程通信模块通过公共网络与运营商通信服务器进行通信。

更进一步的方案是：

所述感知设备的通信模块和控制设备的通信模块安装在感知设备和控制设备上，用于传送感知设备获得的感知信息和接收物联网智能网关传来的控制信息。

更进一步的方案是：

所述感知设备和控制设备可以是共同完成感知和控制的同一设备，也可以是分别完成感知和控制的不同的两种设备。

更进一步的方案是：

所述公共网络是指互联网，移动通信网，卫星通信网，PSTN，IP网络中的一种或几种。

更进一步的方案是：

所述运营商的通信服务器，接收物联网智能网关通过公共网络传输过来的感知信息，并通过公共网络向物联网智能网关发送控制信息。

更进一步的方案是：

所述物联网智能网关通过采集适配器接收感知信息，通过本地通信模块和远程通信模块传输感知信息和控制信息。

更进一步的方案是：

所述物联网智能网关具有如下至少一种功能：

具有数据存储功能，能够存储感知信息和控制信息；

具有协议转换功能，根据数据传输要求进行协议转换；

具有数据加密的功能，实现对物联网数据传输的数据加密，保障数据安全；

具有包括数据处理的数据管理功能；

具有对应感知设备和控制设备的通信信息列表，并随着管理平台相关信息更新而更新，能下载或接收管理平台的感知设备和控制设备信息；

物联网智能网关的软件具有升级功能；

物联网智能网关应具有故障指示功能，能通过光或声音的方式报警，并能将故障信息实时上传。

更进一步的方案是：

所述传感网络分平台分为不同级别的传感网络分平台，上一级的传感网络分平台由至少一个下一级的传感网络分平台和/或至少一个单一物联网体系的传感网络平台组成，最下一级的传感网络分平台由至少一个单一物联网体系的传感网络平台组成；在同一级别的传感网络分平台之间，是并列的关系，在不同级别的传感网络分平台之间，存在并列或包含的关系，包含，最终体现在传感网络分平台之间具有共享信息。

本发明从物理结构、信息结构上论述了智慧城市传感网络平台的具体实现方式，体现了智慧城市传感网络平台在整个智慧城市体系中的地位和作用，对于物联网标准制定、工作开展都具有极大的促进和指导意义。

附图说明

图1为智慧城市传感网络平台结构示意图。

图2为智慧城市功能体系结构。

图3为智慧燃气体系传感网络平台的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如附图1所示，智慧城市传感网络平台的功能是实现对象平台和管理平台之间的相互通信；智慧城市的传感网络平台包含一个或多个属于不同智慧城市子体系的传感网络分平台，通过传感网络分平台实现对应的智慧城市子体系的对象分平台和管理分平台之间的相互通信；

智慧城市传感网络平台是由信息和物理部分组成，所述信息部分包括感知通信信息和控制通信信息；所述物理部分包括感知设备的通信模块和控制设备的通信模块、物联网智能网关、公共网络和运营商的通信服务器；

感知设备的通信模块将感知设备获得的感知信息发送到物联网智能网关，物联网智能网关再通过公共网络将感知信息传输至运营商通信服务器，从而完成感知信息在智慧城市传感网络平台中的通信；

运营商通信服务器通过公共网络发送控制信息到物联网智能网关，物联网智能网关再将控制信息发送到控制设备的通信模块，完成控制信息在智慧城市传感网络平台中的通信。

传感网络分平台是由信息和物理部分组成，所述信息部分包括感知通信信息和控制通信信息；所述物理部分包括感知设备的通信模块和控制设备的通信模块、物联网智能网关、公共网络和运营商的通信服务器；

感知设备的通信模块将感知设备获得的感知信息发送到物联网智能网关，物联网智能网关再通过公共网络将感知信息传输至运营商通信服务器，从而完成感知信息在传感网络平台中的通信；

运营商通信服务器通过公共网络发送控制信息到物联网智能网关，物联网智能网关再将控制信息发送到控制设备的通信模块，完成控制信息在传感网络平台中的通信。

所述物联网智能网关包括本地通信模块和远程通信模块，本地通信模块和感知设备的通信模块以及控制设备的通信模块通信，远程通信模块通过公共网络与运营商通信服务器进行通信。

所述感知设备的通信模块和控制设备的通信模块安装在感知设备和控制设备上，用于传送感知设备获得的感知信息和接收物联网智能网关传来的控制信息。

所述感知设备和控制设备可以是共同完成感知和控制的同一设备，也可以是分别完成感知和控制的不同的两种设备。

所述公共网络是指互联网，移动通信网，卫星通信网，PSTN，IP网络中的一种或几种。

所述运营商的通信服务器，接收物联网智能网关通过公共网络传输过来的感知信息，并通过公共网络向物联网智能网关发送控制信息。

所述物联网智能网关通过采集适配器接收感知信息，通过本地通信模块和远程通信模块传输感知信息和控制信息。

所述物联网智能网关具有如下至少一种功能：

具有数据存储功能，能够存储感知信息和控制信息；

具有协议转换功能，根据数据传输要求进行协议转换；

具有数据加密的功能，实现对物联网数据传输的数据加密，保障数据安全；

具有包括数据处理的数据管理功能；

具有对应感知设备和控制设备的通信信息列表，并随着管理平台相关信息更新而更新，能下载或接收管理平台的感知设备和控制设备信息；

物联网智能网关的软件具有升级功能；

物联网智能网关应具有故障指示功能，能通过光或声音的方式报警，并能将故障信息实时上传。

所述传感网络分平台分为不同级别的传感网络分平台，上一级的传感网络分平台由至少一个下一级的传感网络分平台和/或至少一个单一物联网体系的传感网络平台组成，最下一级的传感网络分平台由至少一个单一物联网体系的传感网络平台组成；在同一级别的传感网络分平台之间，是并列的关系，在不同级别的传感网络分平台之间，存在并列或包含的关系，包含，最终体现在传感网络分平台之间具有共享信息。

为了对本发明的智慧城市对象平台做更详细的进一步说明，需要我们对智慧城市体系进行阐述，具体如下：

如附图2所示，一种智慧城市体系，包括：

智慧城市体系由至少一个智慧城市子体系组成，智慧城市子体系由至少一个物联网体系和/或至少一个物联网体系的组合组成；

所述智慧城市体系包括功能体系，物理体系和信息体系；

功能体系是功能表现的形式，信息体系是功能实现的方式，物理体系是为功能实现提供物理支撑的载体；

所述的功能体系是五平台结构，分别是：对象平台、传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台；所述的物理体系是五层结构，分别是：对象层、传感网络层、管理层、服务层和用户层；所述的信息体系是五域结构，分别是：对象域、传感域、管理域、服务域和用户域；

功能体系中每一平台功能的实现都有对应的物理体系中物理实体的支撑和信息体系中信息的运行；

功能体系的对象平台对应物理体系中的对象层，对应信息体系中的对象域；功能体系的传感网络平台对应物理体系中的传感网络层，对应信息体系中的传感域；功能体系的管理平台对应物理体系中的管理层，对应信息体系中的管理域；功能体系的服务平台对应物理体系中的服务层，对应信息体系中的服务域；功能体系的用户平台对应物理体系中的用户层，对应信息体系中的用户域。

更进一步的方案是：

所述对象平台的功能是实现感知和控制，由智感知设备感知到感知信息，实现感知功能，通过物联网体系的运行，经传感网络平台、管理平台和服务平台传输至用户，用户将感知信息转换为控制信息后，再经服务平台、管理平台、传感网络平台传输至控制设备，由控制设备执行控制，形成闭环的信息结构。

更进一步的方案是：

所述的传感网络平台的功能是实现对象平台和管理平台之间的相互通信，感知设备的通信模块将感知设备获得的感知信息发送到物联网智能网关，物联网智能网关再通过公共网络将感知信息传输至运营商通信服务器，从而完成感知信息在传感网络平台中的通信；运营商通信服务器通过公共网络发送控制信息到物联网智能网关，物联网智能网关再将控制信息发送到控制设备的通信模块，完成控制信息在传感网络平台中的通信。

更进一步的方案是：

所述管理平台对智慧城市体系中的信息进行处理、存储、分类、标识解析，实现管理功能，为服务体系提供支撑服务，是整个智慧城市体系的综合管理平台；

管理平台在信息结构中对应管理域，包括感知信息管理系统和控制信息管理系统，在物理结构中对应运营商管理服务器及与服务器相连的各种设施，是信息结构中的感知信息管理系统和控制信息管理系统的载体。

更进一步的方案是：

所述服务平台是向用户提供服务，实现服务功能的平台，包括政府公共服务平台、社会公共网络服务平台、运营商服务平台；

其服务内容包括公共服务和运营商服务；

智慧城市服务平台在信息结构中对应服务域，在物理结构中对应三个部分的内容，一是社会公共网络服务器，二是政府服务器，三是运营商服务平台服务器。

更进一步的方案是：

所述用户平台的功能是实现用户享受物联网体系服务的平台，用户利用各种用户端，通过人机交互，实现自身需求的输出并享受整个物联网体系的服务。

更进一步的方案是：

所述物理体系包括对象层、传感网络层、管理层、服务层和用户层，通过各物理层之间的相互连接，形成智慧城市完整的物理体系结构，从而支撑了智慧城市信息的完整运行，最终实现智慧城市的功能；

所述对象层是智慧城市中所有对象信息承载实体所在的层，指各种感知设备的感知单元和控制设备的控制单元，具有感知功能和控制功能。

所述传感网络层包括感知设备的通信模块和控制设备的通信模块、物联网智能网关、公用网络以及运营商的通信服务器，通过感知设备的通信模块和控制设备的通信模块与物联网智能网关、公用网络、运营商通信服务器组成的传感网络实现与运营商管理服务器的相互通信；

所述管理层的核心是服务器，包括运营商管理服务器及其它相关设施；

所述服务层包括政府服务器、社会公共网络服务器和运营商服务平台服务器。

用户层是为用户平台的功能提供物理支撑的设施，主要包括各种终端设施，如移动通信终端、专用终端、互联网终端或无线局域网终端。

更进一步的方案是：

所述信息体系的功能是实现智慧城市体系中信息的运行；

所述对象域中的信息包括感知信息和控制信息，感知信息是源自于信息源，控制信息是经过智慧城市体系后，下发的控制信息；

所述传感域是智慧城市中各种通信信息的集合，包括感知通信信息和控制通信信息，感知通信信息是对对象域上传的感知信息进行通信的信息，控制通信信息是对经过智慧城市体系后，下发的控制信息进行通信的信息；

所述管理域是智慧城市中各种管理信息的集合，包括感知管理信息和控制管理信息，管理域是智慧城市各种物联网有序运行的信息保障；

所述服务域是智慧城市中各种服务信息的集合，包括感知服务信息和控制服务信息；

所述用户域包括各种相关的用户信息。

更进一步的方案是：

所述智慧城市子体系，可以分为不同级别的智慧城市子体系，上一级的智慧城市子体系由至少一个下一级的智慧城市子体系和/或至少一个物联网体系组成，最下一级的智慧城市子体系，是由至少一个物联网体系组成。

所述智慧城市子体系之间，存在并列、交叉、包含的几种形式，在同一级别的智慧城市子体系之间，是并列或交叉的关系，在不同级别的智慧城市子体系之间，存在并列或交叉或包含的关系，交叉或包含，最终体现在智慧城市子体系之间具有共享信息。

所述物联网体系，也包括功能体系、物理体系和信息体系；

功能体系是物联网功能表现的形式，信息体系是物联网功能实现的方式，物理体系是为物联网功能实现提供物理支撑的载体；

所述的功能体系是五平台结构，分别是：对象平台、传感网络平台、管理平台、服务平台和用户平台；所述的物理体系是五层结构，分别是：对象层、传感网络层、管理层、服务层和用户层；所述的信息体系是五域结构，分别是：对象域、传感域、管理域、服务域和用户域；

功能体系中每一平台功能的实现都有对应的物理体系中物理实体的支撑和信息体系中信息的运行；

功能体系的对象平台对应物理体系中的对象层，对应信息体系中的对象域；功能体系的传感网络平台对应物理体系中的传感网络层，对应信息体系中的传感域；功能体系的管理平台对应物理体系中的管理层，对应信息体系中的管理域；功能体系的服务平台对应物理体系中的服务层，对应信息体系中的服务域；功能体系的用户平台对应物理体系中的用户层，对应信息体系中的用户域。

更进一步的方案是：

所述的功能体系具有开放性，功能体系中的对象平台、传感网络平台、管理平台、服务平台、用户平台分别包括多个对象分平台、传感网络分平台、管理分平台、服务分平台、用户分平台。

所述多个对象分平台共同组成智慧城市对象平台，共同展现出智慧城市的全面感知和控制功能；所述对象分平台分为不同级别的对象分平台，上一级的对象分平台由至少一个下一级的对象分平台和/或至少一个单一物联网体系的对象平台组成，最下一级的对象分平台由至少一个单一物联网体系的对象平台组成；

所述多个传感网络分平台共同组成智慧城市传感网络平台，实现智慧城市体系中对象平台与管理平台之间感知信息和控制信息的通信；所述传感网络分平台分为不同级别的传感网络分平台，上一级的传感网络分平台由至少一个下一级的传感网络分平台和/或至少一个单一物联网体系的传感网络平台组成，最下一级的传感网络分平台由至少一个单一物联网体系的传感网络平台组成；

所述多个管理分平台共同组成智慧城市管理平台，实现智慧城市体系中城市综合管理；所述管理分平台分为不同级别的管理分平台，上一级的管理分平台由至少一个下一级的管理分平台和/或至少一个单一物联网体系的管理平台组成，最下一级的管理分平台由至少一个单一物联网体系的管理平台组成；

所述多个服务分平台共同组成智慧城市服务平台，实现智慧城市服务功能；所述服务分平台分为不同级别的服务分平台，上一级的服务分平台由至少一个下一级的服务分平台和/或至少一个单一物联网体系的服务平台组成，最下一级的服务分平台由至少一个单一物联网体系的服务平台组成；

所述多个用户分平台共同组成智慧城市用户平台，实现智慧城市为用户提供服务的功能；所述用户分平台分为不同级别的用户分平台，上一级的用户分平台由至少一个下一级的用户分平台和/或至少一个单一物联网体系的用户平台组成，最下一级的用户分平台由至少一个单一物联网体系的用户平台组成。

为了更进一步的说明智慧城市传感网络平台，下面以智慧燃气体系作为一个具体实施例进行说明。如附图3所示，在智慧燃气体系中，感知信息主要是物联网智能燃气表端的感知单元感知的各种信息，比如表端用气量信息、气价信息、余额信息等，感知单元在从燃气表端获得感知信息之后，感知信息会通过表端无线通信模块将感知信息发送到物联网智能网关的本地通信模块。物联网智能网关的本地通信模块，能与一个或多个表端无线通信模块实现无线双向通信。物联网智能网关再利用远程通信模块将感知信息通过公共基础网络传输至燃气公司通信服务器，从而完成感知信息在传感网络平台中的通信。燃气公司通信服务器通过公共基础网络发送控制信息到物联网智能网关的远程通信模块，物联网智能网关再利用本地通信模块将控制信息发送到燃气表端无线通信模块，燃气表端无线通信模块将控制信息传输到物联网智能燃气表的控制单元，对物联网智能燃气表实施控制，完成控制信息在智慧燃气传感网络平台中的通信。需要说明的是，物联网智能燃气表的控制单元与表端无线通信模块之间应具有双向通信能力，通信稳定可靠。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种智慧城市传感网络平台，其特征在于：

智慧城市传感网络平台的功能是实现对象平台和管理平台之间的相互通信；智慧城市的传感网络平台包含一个或多个属于不同智慧城市子体系的传感网络分平台，通过传感网络分平台实现对应的智慧城市子体系的对象分平台和管理分平台之间的相互通信；

智慧城市传感网络平台是由信息和物理部分组成，所述信息部分包括感知通信信息和控制通信信息；所述物理部分包括感知设备的通信模块和控制设备的通信模块、物联网智能网关、公共网络和运营商的通信服务器；

感知设备的通信模块将感知设备获得的感知信息发送到物联网智能网关，物联网智能网关再通过公共网络将感知信息传输至运营商通信服务器，从而完成感知信息在智慧城市传感网络平台中的通信；

运营商通信服务器通过公共网络发送控制信息到物联网智能网关，物联网智能网关再将控制信息发送到控制设备的通信模块，完成控制信息在智慧城市传感网络平台中的通信。

2.根据权利要求1所述智慧城市传感网络平台，其特征在于：

所述传感网络分平台是由信息和物理部分组成，所述信息部分包括感知通信信息和控制通信信息；所述物理部分包括感知设备的通信模块和控制设备的通信模块、物联网智能网关、公共网络和运营商的通信服务器；

感知设备的通信模块将感知设备获得的感知信息发送到物联网智能网关，物联网智能网关再通过公共网络将感知信息传输至运营商通信服务器，从而完成感知信息在传感网络平台中的通信；

运营商通信服务器通过公共网络发送控制信息到物联网智能网关，物联网智能网关再将控制信息发送到控制设备的通信模块，完成控制信息在传感网络平台中的通信。

3.根据权利要求1或2所述智慧城市传感网络平台，其特征在于：所述物联网智能网关包括本地通信模块和远程通信模块，本地通信模块和一个或多个感知设备的通信模块以及一个或多个控制设备的通信模块通信，远程通信模块通过公共网络与一个或多个运营商通信服务器进行通信。

4.根据权利要求3所述智慧城市传感网络平台，其特征在于：

所述感知设备的通信模块和控制设备的通信模块安装在感知设备和控制设备上，用于传送感知设备获得的感知信息和接收物联网智能网关传来的控制信息。

5.根据权利要求4所述物联网传感网络平台，其特征在于：

所述感知设备和控制设备可以是共同完成感知和控制的同一设备，也可以是分别完成感知和控制的不同的两种设备。

6.根据权利要求1所述智慧城市传感网络平台，其特征在于：

所述公共网络是指互联网，移动通信网，卫星通信网，PSTN，IP网络中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述智慧城市传感网络平台，其特征在于：

所述运营商的通信服务器，接收物联网智能网关通过公共网络传输过来的感知信息，并通过公共网络向物联网智能网关发送控制信息。

8.根据权利要求1所述智慧城市传感网络平台，其特征在于：

所述物联网智能网关通过采集适配器接收感知信息，通过本地通信模块和远程通信模块传输感知信息和控制信息。

9.根据权利要求1所述智慧城市传感网络平台，其特征在于：

所述物联网智能网关具有如下至少一种功能：

具有数据存储功能，能够存储感知信息和控制信息；

具有协议转换功能，根据数据传输要求进行协议转换；

具有数据加密的功能，实现对物联网数据传输的数据加密，保障数据安全；

具有包括数据处理的数据管理功能；

具有对应感知设备和控制设备的通信信息列表，并随着管理平台相关信息更新而更新，能下载或接收管理平台的感知设备和控制设备信息；

物联网智能网关的软件具有升级功能；

物联网智能网关应具有故障指示功能，能通过光或声音的方式报警，并能将故障信息实时上传。

10.根据权利要求1或2所述智慧城市传感网络平台，其特征在于：

所述传感网络分平台分为不同级别的传感网络分平台，上一级的传感网络分平台由至少一个下一级的传感网络分平台和/或至少一个单一物联网体系的传感网络平台组成，最下一级的传感网络分平台由至少一个单一物联网体系的传感网络平台组成；在同一级别的传感网络分平台之间，是并列的关系，在不同级别的传感网络分平台之间，存在并列或包含的关系，包含，最终体现在传感网络分平台之间具有共享信息。