CN106375205A - 支持多种接入互联网方式相互切换的集成服务网关及方法 - Google Patents

支持多种接入互联网方式相互切换的集成服务网关及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种集成服务网关实现多种接入互联网方式相互切换的方法，包括：初始化集成服务网关的光接口网络、电接口网络和无线接口网络，所有接口准备就绪并拨号完成；设置光接口、电接口和无线接口的默认路由跃点优先级；按每预设时间检测一次集成服务网关当前路由出口或/和当前路由出口的链路状态；并根据当前路由出口或/和当前路由出口的链路状态确定下一次检测。本发明的集成服务网关实现多种接入互联网方式相互切换的方法实现同时支持光纤、WAN宽带拨号上网及3G/4G无线多种接入互联网方式的互相切换，在其中一种连接出问题时可切换到其它的互联网方式上网，使得网络连接多了备选，更加的稳定可靠。

Description

支持多种接入互联网方式相互切换的集成服务网关及方法
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种支持多种接入互联网方式相互切换的集成服务网关及方法。
背景技术
目前市面上的集成服务网关只支持一种接入互联网方式，或通过路由器加光猫拨号上网，或通过WAN宽带拨号上网，或通过3G/4G无线接入互联网，网络链路一但遭遇故障，用户无法接入互联网，在需要网络实时传送数据的场合将陷入瘫痪的局面。例如无人值守的自助充电站，充电站物联网网关需要网络畅通以完成汽车充电操作的实时数据交互过程，特别是在支付环节，更需要提供稳定的网络以完成支付验证；此外，在高速交通调查情报物联网网关的应用场合中，需要网关服务器加光猫来解决大量的数据上传服务，因此也需要多种接入互联网方式以保障网络的稳定通畅，使得大量的实时数据可以稳定可靠的上传至云存储系统进行数据分析处理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种支持多种接入互联网方式相互切换的集成服务网关及方法，应用在物联网系统中，其中的集成服务网关实现同时支持光纤、WAN宽带拨号上网及3G/4G无线多种接入互联网方式的互相切换，在其中一种网络(光纤、WAN宽带或3G/4G)连接出问题时可切换到其它的互联网方式上网，使得网络连接多了备选，更加的稳定可靠。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种支持多种接入互联网方式相互切换的集成服务网关，包括光通信模块、WAN宽带通信模块、无线通信模块和数据处理网关平台；所述数据处理网关平台与所述光通信模块连接、WAN宽带通信模连接、无线通信模块分别连接用于与各模块进行通信并实现对各模块的接入切换。
优选的，所述数据处理网关平台包括一CPU，所述CPU包括第一RGMII接口、第一PHY接口和第一USB接口，所述CPU通过第一RGMII接口与所述光通信模块连接、通过第一PHY接口与所述WAN宽带通信模连接、通过第一USB接口接与所述无线通信模块连接。
优选的，所述光通信模块包括光电转换单元、SGMII接口、PHY芯片和第二RGMII接口；所述SGMII接口连接于所述光电转换单元与所述PHY芯片之间，所述第二RGMII接口连接于所述PHY芯片与所述第一RGMII接口之间用于通过所述数据处理网关平台来控制光纤通信的拨号上网连接。
优选的，所述WAN宽带通信模块包括网络隔离变压器和第二PHY接口；所述外设双绞线通过所述网络隔离变压器连接到所述第二PHY接口的输入，所述第二PHY接口的输出与所述第一PHY接口连接用于通过所述数据处理网关平台来控制电接口的网络连接。
优选的，所述无线通信模块包括注册单元和第二USB接口；所述注册单元用于注册移动网络；所述第二USB接口连接于所述注册单元与所述第一USB接口之间用于通过所述数据处理网关平台来控制无线拨号上网和检测相关通信状态。
一种集成服务网关实现多种接入互联网方式相互切换的方法，包括：
初始化集成服务网关的光接口网络、电接口网络和无线接口网络，所有接口准备就绪并拨号完成；
设置光接口、电接口和无线接口的默认路由跃点优先级；
按每预设时间检测一次集成服务网关当前路由出口或/和当前路由出口的链路状态；并根据当前路由出口或/和当前路由出口的链路状态确定下一次检测。
优选的，所述设置光接口、电接口和无线接口的默认路由跃点优先级，包括：
设置光接口的默认路由跃点优先级为最高，电接口跃点优先级为第二，无线接口跃点优先级为最低。
优选的，所述按每预设时间检测一次集成服务网关当前路由出口或/和当前路由出口的链路状态；并根据当前路由出口或/和当前路由出口的链路状态确定下一次检测，包括：
步骤a，跟踪当前路由是否为光接口路由出口；如果是，等待预设时间，继续跟踪当前路由是否为光接口路由出口；否则，执行步骤b；
步骤b，检测通信链路是否变化；如果变化，光接口重新拨号，等待预设时间，执行步骤a；否则执行步骤c；
步骤c，跟踪当前路由是否为电接口路由出口；如果是，等待预设时间，执行步骤a；否则，执行步骤d；
步骤d，检测通信链路是否变化；如果变化，电接口重新拨号，等待预设时间，执行步骤a；否则执行步骤e；
步骤e，跟踪当前路由是否为无线接口路由出口；如果是，等待预设时间，执行步骤a；否则，无线接口重新拨号，等待预设时间，执行步骤a。
优选的，判断当前路由出口的方法为：通过traceroute命令获取跟踪路径中第一跳。
优选的，判断通信链路有变化的标准为如下任意一种：
当接口发生UP到DOWN变化时；
与上一次检测作比较，路由出口有变化。
优选的，所述预设时间为10秒。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
所述集成服务网关实现同时支持光纤、WAN宽带拨号上网及3G/4G无线多种接入互联网方式的互相切换，在其中一种网络(光纤、WAN宽带或3G/4G)连接出问题时可切换到其它的互联网方式上网，使得网络连接多了备选，更加的稳定可靠。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种支持多种接入互联网方式相互切换的集成服务网关及方法不局限于实施例。
附图说明
图1为本发明的集成服务网关在物联网中的整体框图；
图2为本发明的集成服务网关实现多种接入互联网方式相互切换的方法流程图；
图3为本发明实施例的具体流程图；
图4为本发明的集成服务网关在高速交通调查情报物联网中的应用图。
具体实施方式
如图1所示为集成服务网关在物联网应用中的整体框图，整个物联网系统包括数据终端设备10、集成服务网关11、云端服务器12和用户终端13；所述数据终端设备10与所述集成服务网关11连接用于将采集到的终端数据发送给所述集成服务网关11；所述集成服务网关11与所述云端服务器12连接用于根据当前的接入方式把终端数据上传到所述云端服务器12；所述云端服务器12与所述用户终端13连接用于终端用户对终端数据的浏览或管理；所述接入方式包括光纤接入、WAN宽带拨号上网或无线接入。
具体的，所述集成服务网关11包括光通信模块112、WAN宽带通信模块113、无线通信模块114和数据处理网关平台111；所述数据处理网关平台111与所述光通信模块112连接、WAN宽带通信模连接113、无线通信模块114分别连接用于与各模块进行通信并实现对各模块的接入切换。
进一步的，所述数据处理网关平台包括一CPU1111，所述CPU包括第一RGMII接口、第一PHY接口和第一USB接口，所述CPU通过第一RGMII接口与所述光通信模块连接、通过第一PHY接口与所述WAN宽带通信模连接、通过第一USB接口接与所述无线通信模块连接。
具体的，所述数据处理网关平台是由CPU 1111、DDR2 1112和FLASH 1113构成的最小系统，搭载Linux操作系统，通过第一RGMII接口、第一PHY接口(以太网口)和第一USB接口来控制各个网络链路的通信状态和数据传输；此外，还包括其他外设功能接口，例如WIFI、SD存储和其他的检测接口等。
优选的，所述光通信模块112包括光电转换单元、SGMII接口、PHY芯片和第二RGMII接口；所述SGMII接口连接于所述光电转换单元与所述PHY芯片之间，所述第二RGMII接口连接于所述PHY芯片与所述第一RGMII接口之间用于通过所述数据处理网关平台来控制光纤通信的拨号上网连接。
本实施例中，外设光纤(单模或多模)经过光电转换单元转换为SGMII接口电信号，然后接入到PHY芯片通过第二RGMII接口与CPU连接，由数据处理网关平台来控制光纤通信的拨号上网连接。
优选的，所述WAN宽带通信模块113包括网络隔离变压器和第二PHY接口；所述外设双绞线通过所述网络隔离变压器连接到所述第二PHY接口的输入，所述第二PHY接口的输出与所述第一PHY接口连接用于通过所述数据处理网关平台来控制电接口的网络连接。
本实施例中，外设双绞线通过网络隔离变压器连接到以太网PHY接口与CPU通信，由数据处理网关平台来控制电接口的网络连接。
优选的，所述无线通信模块114包括注册单元和第二USB接口；所述注册单元用于注册移动网络；所述第二USB接口连接于所述注册单元与所述第一USB接口之间用于通过所述数据处理网关平台来控制无线拨号上网和检测相关通信状态。
本实施例中，所述无线通信模块的通道为移动网络无线链接通道，先使用3G/4G通信模块注册上移动网络，然后CPU通过USB接口来控制3G/4G通信模块，由数据处理网关平台来控制无线拨号上网和检测相关通信状态。
如图2所示，一种集成服务网关实现多种接入互联网方式相互切换的方法，包括：
步骤201，初始化集成服务网关的光接口网络、电接口网络和无线接口网络，所有接口准备就绪并拨号完成；
步骤202设置光接口、电接口和无线接口的默认路由跃点优先级；
步骤203，按每预设时间检测一次集成服务网关当前路由出口或/和当前路由出口的链路状态；并根据当前路由出口或/和当前路由出口的链路状态确定下一次检测。
如图3所示为一种集成服务网关实现多种接入互联网方式相互切换的方法的具体实施步骤，包括：
步骤301，初始化集成服务网关的光接口网络、电接口网络和无线接口网络，所有接口准备就绪并拨号完成；
步骤302，设置光接口的默认路由跃点优先级为最高，电接口跃点优先级为第二，无线接口跃点优先级为最低；
步骤303，跟踪当前路由是否为光接口路由出口；如果是，延时等待10秒，继续跟踪当前路由是否为光接口路由出口；否则，执行步骤304；
步骤304，检测通信链路是否变化；如果变化，光接口重新拨号，延时等待10秒，执行步骤303；否则执行步骤305；
步骤305，跟踪当前路由是否为电接口路由出口；如果是，延时等待10秒，执行步骤303；否则，执行步骤306；
步骤306，检测通信链路是否变化；如果变化，电接口重新拨号，延时等待10秒，执行步骤303；否则执行步骤307；
步骤307，跟踪当前路由是否为无线接口路由出口；如果是，延时等待10秒，执行步骤303；否则，无线接口重新拨号，等待预设时间，执行步骤303。
优选的，判断当前路由出口的方法为：通过traceroute命令获取跟踪路径中第一跳。
具体的，通过踪某个IP地址时在跟踪路径中第一跳就是路由出口，假设光接口的网关是192.168.96.1，如出口地址为光接口的网关地址192.168.96.1，那么链路是通过光接口的路由出口。
优选的，判断通信链路有变化的标准为如下任意一种：
当接口发生UP到DOWN变化时；
与上一次检测作比较，路由出口有变化。
优选的，所述无线接口网络包括3G/4G网络。
综上所述，所述集成服务网关在高速交通调查情报物联网中的应用分为以下几个步骤实现：
(1)数据终端设备采集用户信息或者被测对象的信息；
(2)数据终端设备通过WIFI或者网口(ETH)或者UART串行总线把信息传送给集成服务网关；
(3)集成服务网关根据当前接入互联网方式(光纤、WAN宽带拨号上网和3G/4G无线其中一种接入互联网方式)把数据上传云平台，在其中一种网络连接出问题时可自动切换到其它的互联网方式上网。
(4)管理员可查看、管理和分析处理上传云平台的数据。
具体的，如图4所示为本发明系统在高速交通调查情报物联网中的应用图，在高速交通调查情报物联网的应用场合中，管理员通过云平台可根据需要进行特定的数据调用，实时查看任何一个管控点的车流情况和车辆相关信息，具体步骤如下：
(1)使用激光采集器对高速公路路面车况进行采集；
(2)激光采集器通过RS232或者RS485接口把数据传给物联网集成网关；
(3)集成服务网关根据当前接入互联网方式把数据上传云平台；
(4)管理员可在运营管理平台远程调用和查看当前的高速公路路面情报信息；
(5)巡逻交警员也可通过手机APP直接查看当前的高速公路路面情报信息。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种支持多种接入互联网方式相互切换的集成服务网关，其特征在于，包括光通信模块、WAN宽带通信模块、无线通信模块和数据处理网关平台；所述数据处理网关平台与所述光通信模块连接、WAN宽带通信模连接、无线通信模块分别连接用于与各模块进行通信并实现对各模块的接入切换。
2.根据权利要求1所述的支持多种接入互联网方式相互切换的集成服务网关，其特征在于，所述数据处理网关平台包括一CPU，所述CPU包括第一RGMII接口、第一PHY接口和第一USB接口，所述CPU通过第一RGMII接口与所述光通信模块连接、通过第一PHY接口与所述WAN宽带通信模连接、通过第一USB接口接与所述无线通信模块连接。
3.根据权利要求2所述的支持多种接入互联网方式相互切换的集成服务网关，其特征在于，所述光通信模块包括光电转换单元、SGMII接口、PHY芯片和第二RGMII接口；所述SGMII接口连接于所述光电转换单元与所述PHY芯片之间，所述第二RGMII接口连接于所述PHY芯片与所述第一RGMII接口之间用于通过所述数据处理网关平台来控制光纤通信的拨号上网连接。
4.根据权利要求2所述的支持多种接入互联网方式相互切换的集成服务网关，其特征在于，所述WAN宽带通信模块包括网络隔离变压器和第二PHY接口；所述外设双绞线通过所述网络隔离变压器连接到所述第二PHY接口的输入，所述第二PHY接口的输出与所述第一PHY接口连接用于通过所述数据处理网关平台来控制电接口的网络连接。
5.根据权利要求2所述的支持多种接入互联网方式相互切换的集成服务网关，其特征在于，所述无线通信模块包括注册单元和第二USB接口；所述注册单元用于注册移动网络；所述第二USB接口连接于所述注册单元与所述第一USB接口之间用于通过所述数据处理网关平台来控制无线拨号上网和检测相关通信状态。
6.一种集成服务网关实现多种接入互联网方式相互切换的方法，其特征在于，包括：
初始化集成服务网关的光接口网络、电接口网络和无线接口网络，所有接口准备就绪并拨号完成；
设置光接口、电接口和无线接口的默认路由跃点优先级；
按每预设时间检测一次集成服务网关当前路由出口或/和当前路由出口的链路状态；并根据当前路由出口或/和当前路由出口的链路状态确定下一次检测。
7.根据权利要求6所述的集成服务网关实现多种接入互联网方式相互切换的方法，其特征在于，所述设置光接口、电接口和无线接口的默认路由跃点优先级，包括：
设置光接口的默认路由跃点优先级为最高，电接口跃点优先级为第二，无线接口跃点优先级为最低。
8.根据权利要求6所述的集成服务网关实现多种接入互联网方式相互切换的方法，其特征在于，所述按每预设时间检测一次集成服务网关当前路由出口或/和当前路由出口的链路状态；并根据当前路由出口或/和当前路由出口的链路状态确定下一次检测，包括：
步骤a，跟踪当前路由是否为光接口路由出口；如果是，等待预设时间，继续跟踪当前路由是否为光接口路由出口；否则，执行步骤b；
步骤b，检测通信链路是否变化；如果变化，光接口重新拨号，等待预设时间，执行步骤a；否则执行步骤c；
步骤c，跟踪当前路由是否为电接口路由出口；如果是，等待预设时间，执行步骤a；否则，执行步骤d；
步骤d，检测通信链路是否变化；如果变化，电接口重新拨号，等待预设时间，执行步骤a；否则执行步骤e；
步骤e，跟踪当前路由是否为无线接口路由出口；如果是，等待预设时间，执行步骤a；否则，无线接口重新拨号，等待预设时间，执行步骤a。
9.根据权利要求8所述的集成服务网关实现多种接入互联网方式相互切换的方法，其特征在于，判断当前路由出口的方法为：通过traceroute命令获取跟踪路径中第一跳。
10.根据权利要求8所述的集成服务网关实现多种接入互联网方式相互切换的方法，其特征在于，判断通信链路有变化的标准为如下任意一种：
当接口发生UP到DOWN变化时；
与上一次检测作比较，路由出口有变化。
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