CN106487578A - 错误恢复方法及应用其的物联网系统与充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种错误恢复方法及应用其的物联网系统与充电系统。所述错误恢复方法包括以下步骤：提供多个网关装置，其中所述多个网关装置至少其中之一适于预设提供无线网络服务给至少一物联网装置使用，并且所述多个网关装置至少其中的另一适于预设提供无线网络服务给至少一用户装置使用；藉所述多个网关装置交互确认对方的运作状态；以及当所述多个网关装置其中之一被判定为故障时，利用所述多个网关装置其中的另一取代故障的网关装置，以藉所述另一网关装置同时提供无线网络服务给所述物联网装置与所述用户装置使用。本发明可以未故障的网关装置来取代故障的网关装置，从而令物联网系统可从错误运作状态恢复，使整体物联网系统具备高可用性。

Description

错误恢复方法及应用其的物联网系统与充电系统
技术领域
本发明涉及一种无线通信技术，尤其涉及一种错误恢复方法及应用其的物联网系统与充电系统。
背景技术
物联网(Inter of Things，IoT)的概念是于1999年提出的，此概念提及以射频识别、红外线、全球定位系统、激光扫描以及其他信息感测装置以无线的方式连接至网际网络，并通过信息交换与沟通、智慧认证、定位、追踪、监视以及管理，以进一步将取得与管理信息的触角延伸至感知层，以达成更广泛的互操作性。
由于各家厂商的物联网装置会使用不同的接口连网，采用不同的协定沟通，因此在物联网系统中，其通常需要设置网关装置(gateway device)做控制和协定的转换，让不同规格的物联网装置能够彼此沟通。
由此可知，网关装置在物联网系统中扮演着重要的角色。对于一个全天候运作的商业环境中，若网关装置发生故障，物联网装置将无法互相沟通和控制，造成整个商业服务中断，很可能让商业公司营运遭受重大的损失。因此如何让网关装置具有容错机制，在故障时能够快速恢复，持续不间断的提供服务变得很重要。
发明内容
本发明提供一种错误恢复方法及应用其的物联网系统与充电系统，其可解决先前技术中所述的问题。
本发明的物联网系统的错误恢复方法，包括以下步骤：提供多个网关装置，其中所述多个网关装置至少其中之一适于预设提供无线网络服务给至少一物联网装置使用，并且所述多个网关装置至少其中的另一适于预设提供无线网络服务给至少一用户装置使用；藉所述多个网关装置交互确认对方的运作状态；以及当所述多个网关装置其中之一被判定为故障时，利用所述多个网关装置其中的另一取代故障的网关装置，以藉所述另一网关装置同时提供无线网络服务给所述物联网装置与所述用户装置使用。
本发明的物联网系统包括多个网关装置。所述多个网关装置至少其中之一适于预设提供无线网络服务给至少一物联网装置使用，并且所述多个网关装置至少其中的另一适于预设提供无线网络服务给至少一用户装置使用。网关装置交互确认对方的运作状态。当所述多个网关装置其中之一被判定为故障时，所述多个网关装置其中的另一取代故障的网关装置，以同时提供无线网络服务给所述物联网装置与所述用户装置使用。
本发明的基于物联网的充电系统包括至少一充电装置、多个网关装置以及数据中心。所述充电装置适于对至少一用户装置进行充电。所述多个网关装置至少其中之一适于预设提供无线网络服务给所述充电装置使用，并且所述多个网关装置至少其中的另一适于提供无线网络服务给所述用户装置使用。数据中心适于与所述多个网关装置通信，用以存储所述充电装置与所述用户装置的数据信息。所述多个网关装置交互确认对方的运作状态。当所述多个网关装置其中之一被判定为故障时，所述多个网关装置其中的另一取代故障的网关装置，以同时提供无线网络服务给所述充电装置与所述用户装置使用。
基于上述，本发明实施例提出一种错误恢复方法及应用其的物联网系统与充电系统。所述物联网系统可分别预设对物联网装置与用户装置提供不同的网关装置，其中所述网关装置会在运作时相互确认对方的运作状态，并且在其中一台网关装置故障时，以未故障的网关装置来取代故障的网关装置的功能，从而令物联网系统可从错误运作状态中恢复，进而令整体物联网系统具备高可用性。此外，本发明实施例可基于所述物联网系统的概念下，建构具备高可用性的充电系统。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一实施例的物联网系统的示意图；
图2为本发明一实施例的基于物联网的充电系统的示意图；
图3为本发明一实施例的物联网系统的错误恢复方法的步骤流程图；
图4为本发明一实施例的确认网关装置的运作状态及故障类型的步骤流程图；
图5为本发明一实施例的网关装置的有线传输电路发生故障时的错误恢复流程示意图；
图6为本发明一实施例的网关装置的核心硬件电路发生故障时的错误恢复流程示意图；
图7为本发明一实施例的网关装置的无线传输电路发生故障时的错误恢复流程示意图；
图8为本发明一实施例的交换器的网络线路中断时的错误恢复流程示意图；
图9为本发明一实施例的网关装置的数据同步流程示意图；
图10为本发明另一实施例的网关装置的数据同步流程示意图。
附图标记：
100：物联网系统；
110_1～110_n、210iot、210ud：网关装置；
112：无线传输电路；
114：有线传输电路；
116：存储器电路；
118：处理单元；
120、220：交换器；
200：基于物联网的充电系统；
230：数据中心；
BUM：备援模块；
CGC：充电电路；
CMC：通信电路；
CS：云端服务器；
CSM：连线状态确认模块；
ERM：错误恢复模块；
IoTD：物联网装置/充电装置；
NCM：网络连线模块；
OMC：运作监控电路；
SM：服务模块；
TS1、TS2：服务器；
UD：用户装置；
WAN1、WAN2：网络线路；
PT：时间间隔；
S310～S330、S321～S329、S501～S517、S601～S612、S701～S711、S801～S823、S901～S904、S1001～S1008：物联网系统的错误恢复方法的步骤。
具体实施方式
为了使本发明的内容可以被更容易明了，以下特举实施例作为本发明确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤，代表相同或类似部件。
图1为本发明一实施例的物联网系统的示意图。请参照图1，本实施例的物联网系统100包括多个网关装置110_1～110_n，其中n为大于或等于2的正整数。
在网关装置110_1～110_n中，其中至少有一个网关装置(于此以网关装置110_1为例)适于预设提供无线网络服务给物联网装置IoTD，以使物联网装置IoTD可通过网关装置110_1将本身的运作信息及数据回传至前端的数据中心(未显示)，并且系统管理员也可通过网关装置110_1来控制对应的物联网装置IoTD的运作行为。
另一方面，在网关装置110_1～110_n中，除了有预设提供无线网络服务的网关装置110_1之外，其中还包括至少一个网关装置(于此以网关装置110_2为例)适于预设提供无线网络服务给用户装置UD，以使用户装置UD可通过网关装置110_2而有连线至网际网络的能力。在物联网的应用上，物联网装置IoTD可视整体系统需求而选择利用例如充电站、空调设备、冰箱、电视、冰箱等固定式的家电设备来实现。而用户装置UD可以利用一般可供使用者操控的移动式电子设备来实现，例如交通工具或手机，但本发明不限于上述的例子。
在本范例实施例中，每一个网关装置110_1～110_n分别包括无线传输电路、有线传输电路以及核心硬件电路。以网关装置110_1为例，其包括无线传输电路112、有线传输电路114以及核心硬件电路CHC，其中核心硬件电路CHC包括存储器电路116以及处理单元118等硬件部分。无线传输电路112耦接于处理单元118，并适于与周边的用户装置UD与物联网装置IoTD以无线的方式连接。无线传输电路112可以利用无线收发器或无线网卡来实现，且所述无线收发器或无线网卡可支援如无线保真协定(wireless fidelity protocol，Wi-Fiprotocol)等无线通信协定。
有线传输电路114耦接于处理单元118，并适于与其他网关装置110_2～110_n有线连接。有线传输电路114可支援如乙太网络标准(Ethernet)、快速乙太网络标准(fastEthernet，100BASE-T)以及十亿位乙太网络标准(gigabit Ethernet)等有线网络协定，本发明不以此为限。
存储器电路116耦接于处理单元118，其可以为随机存取存储器、只读存储器、快取存储器与上述相似的组件或由上述组件相互组合而成。在本范例实施例中，存储器电路116是用来存储多个模块，这些模块可以是以程序或应用程序的方式存储于存储器电路116中，以提供不同的功能。
处理单元118可为具备运算能力，且能够控制网关装置110_1运作的硬件(例如：芯片组、处理器等)。在本范例实施例中，处理单元118可例如为中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)或任何可编程的微处理器或数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)、可编程的控制器、特殊应用集成电路(application specificintegrated circuits，ASIC)、可程序逻辑装置(programmable logic device，PLD)或类似的装置。处理单元118可以存取存储在存储器电路116中的模块，并执行这些模块的功能。
除此之外，在一范例实施例中，本实施例的网关装置110_1～110_n还可预设通过一交换器120相互连接。换言之，各网关装置110_1～110_n的有线传输电路114可通过所述交换器120交换封包与数据。但本发明不以此为限。
具体而言，存储于网关装置110_1的存储器电路116中的模块包括错误恢复模块ERM、连线状态确认模块CSM、服务模块SM、网络连线模块NCM以及备援模块BUM。
错误恢复模块ERM用以于网关装置110_1～110_n其中之一被判定为故障时，接管故障的网关装置110_1～110_n的服务提供对象。连线状态确认模块CSM用以与其他的网关装置110_1～110_n交换确认封包，藉以确认本身及其他网关装置110_1～110_n的运作状态。服务模块SM会根据当前的服务提供对象开启或关闭对应的服务功能。网络连线模块NCM会周期性地通过使用中的网络线路WAN1/WAN2发送连线状态确认封包，并且藉判断是否接收到连线状态确认回应，以确认使用中的网络线路WAN1/WAN2连线是否正常。备援模块BUM是可用以将设定的监控参数同步至另一网关装置110_1～110_n或上传至云端服务器，藉以在有网关装置110_1～110_n故障时，其他网关装置110_1～110_n能根据故障的网关装置110_1～110_n的监控参数而顺利接管故障的网关装置110_1～110_n的服务功能。
就整体系统运作而言，用户装置UD可通过对应的网关装置110_2所提供的无线网络服务连接至物联网系统100的数据中心，经过一些设定后(如使用者输入必要信息、选择所需服务等)，数据中心可通过网关装置110_1开启物联网装置IoTD，藉以与用户装置UD进行互动。其中，在物联网装置IoTD与用户装置UD互动的过程中，物联网装置IoTD也可通过网关装置110_1所提供的无线网络服务，将互动过程中的信息与数据回传至数据中心，使得系统管理员可根据搜集到的信息对系统进行优化、分析或其他必要的处置。
在具体应用范例中，所述物联网系统100可例如为基于物联网的充电系统，如图2所示。在本实施例的充电系统200中，其包括充电装置IoTD(即，前一实施例的物联网装置)、预设提供无线网络服务给充电装置IoTD的网关装置210iot、预设提供无线网络服务给用户装置UD的网关装置210ud、交换器220以及数据中心230。
充电装置IoTD包括充电电路CGC、运作监控电路OMC以及通信电路CMC。其中，充电电路CGC可用以对用户装置UD充电。运作监控电路OMC可于用户装置UD充电时，搜集充电数据。通信电路CMC则可用以与对应的网关装置210iot通信，藉以将搜集到的充电数据回传至对应的网关装置210iot，并通过网关装置210iot再回传至数据中心230。
交换器220连接网关装置210iot与210ud的有线传输电路，其中交换器220具有多条网络线路(本实施例是显示两条网络线路WAN1与网络线路WAN2为例，但本发明不仅限于此)。交换器220会使用网络线路WAN1与网络线路WAN2其中之一提供网际网络服务予网关装置210iot与网关装置210ud。其中，未使用的网络线路WAN1/WAN2等同于使用中的网络线路WAN1/WAN2的备援线路，交换器220会在判定使用中的网络线路WAN1/WAN2断线时，自动切换为使用备援线路来提供网际网络服务。
数据中心230适于与网关装置210iot与网关装置210ud通信，用以存储与处理充电装置IoTD与所述用户装置UD的各种数据信息。其中，数据中心230可例如包括两个不同的目标服务器TS1与服务器TS2以及云端服务器CS。在预设的设定下，用户装置UD可通过网关装置210ud连接至数据中心230以要求开启充电装置IoTD的充电功能，或查询充电状态等信息。此外，数据中心230可通过网关装置210iot对充电装置IoTD下达控制指令。
在本实施例的充电系统200的架构下，使用者可以通过网关装置210ud与交换器220连线至数据中心230以下载使用充电装置IoTD所需的应用程序，或登录相关信息以开启充电装置IoTD的充电功能。在设定完成后，数据中心230即可通过网关装置210iot与交换器220控制充电装置IoTD开始对用户装置UD进行充电。在充电过程中，充电装置IoTD还可通过网关装置210iot与交换器220将充电信息回传至数据中心230存储。
详细而言，在传统的物联网系统架构下，物联网装置与用户装置通常应用同一个网关装置来提供无线网络服务。当网关装置发生故障时，物联网系统即无法再运作。
相较之下，在本实施例的物联网系统100或充电系统200中，会设置有多台网关装置110_1与网关装置110_2(或者网关装置210iot与网关装置210ud)，其中本实施例的网关装置110_1与网关装置110_2(或者网关装置210iot与网关装置210ud)可藉由应用图3所述的步骤流程来实现自动错误恢复，藉以在其中一台网关装置发生故障时，切换利用未故障的网关装置来同时为用户装置UD与物联网装置IoTD提供无线网络服务，使得整体物联网系统100可具备高可用性(high availability)。
其中，图3所显示的方法是由网关装置通过存取并执行存储于对应的存储器电路116中的模块而进行。图3为本发明一实施例的物联网系统的错误恢复方法的步骤流程图。
在此以图1的架构搭配图3方法来进行说明。请同时参照图1与图3，首先在物联网系统100中提供多台网关装置110_1～110_n，其中网关装置110_1与网关装置110_2分别预设为物联网装置IoTD与用户装置UD提供无线网络服务(步骤S310)。
在此架构底下，物联网系统100可藉网关装置110_1与网关装置110_2交互确认对方的运作状态(步骤S320)。当网关装置110_1与网关装置110_2其中之一被判定为故障时，网关装置110_1与网关装置110_2其中的另一个即会取代故障的网关装置，以藉未故障的网关装置同时提供无线网络服务给所述物联网装置IoTD与所述用户装置UD使用(步骤S330)。
更具体地说，所述确认网关装置110_1与网关装置110_2的运作状态的具体步骤可如图4所示。其中，图4为本发明一实施例的确认网关装置的运作状态及故障类型的步骤流程图。
请同时参照图1与图4，在此以网关装置110_1为主体进行说明。在步骤S320中，首先处理单元118会执行连线状态确认模块CSM，以令有线传输电路114发送一确认封包至网关装置110_2(步骤S321)，并且判断是否接收到从网关装置110_2所发出的确认封包(步骤S322)。于此所述确认封包可例如为包含有本机状态的心跳封包(heartbeat packet)。
若处理单元118判定接收到了由网关装置110_2所发出的确认封包，并且确认封包中所指示的网关装置110_2的运作状态正常，即判定两网关装置110_1与网关装置110_2皆正常运作(步骤S323)。
若处理单元118判定未接收到网关装置110_2所发出的确认封包，其会进一步判断未接收到确认封包的时间是否超过预设时间(步骤S324)。若未超过预设时间，则处理器118会持续判断是否接收到确认封包；反之，若超过预设时间仍未接收到确认封包，则处理器118会进行连线状态确认程序，藉以判断网关装置110_1与网关装置110_2的故障类型(步骤S325)。
经过连线状态确认程序后，处理器118可判定出网关装置110_1与网关装置110_2的故障类型是属于有线传输电路114发生故障(步骤S326)、核心硬件电路CHC发生故障(步骤S327)或无线传输电路112发生故障(步骤S328)。因此，处理器118即可将检测到的故障信息回传至数据中心(步骤S329)，并且接着执行错误恢复模块ERM与服务模块SM以令未故障的网关装置110_1/110_2取代故障的网关装置110_1/110_2的功能(步骤S330)。
底下以物联网装置IoT与网关装置110_1和网关装置110_2之间的互动作为范例来说明本发明实施例所述的错误恢复方法及其连线状态确认程序的具体步骤。其中，图5至图7分别是显示网关装置110_1的有线传输电路114、核心硬件电路CHC及无线传输电路112发生故障时的错误回复流程，并且图8是显示交换器120的网络线路WAN1连线中断时的错误回复流程。
于本领域普通技术人员可藉由下述说明而在用户装置UD与网关装置110_1和网关装置110_2之间实现类似的错误恢复方法，因此本文不对其他用户装置UD与网关装置110_2之间的互动多加赘述。
图5为本发明一实施例的网关装置的有线传输电路发生故障时的错误恢复流程示意图。请同时参照图1与图5，在网关装置110_1与网关装置110_2皆正常运作的情况下，网关装置110_1会定时发送确认封包HBP给网关装置110_2(步骤S501)，其中当网关装置110_2接收到由网关装置110_1所发出的确认封包HBP时，网关装置110_2会根据确认封包HBP的内容将网关装置110_1的状况记录下来。
类似地，网关装置110_2同样会定时发送确认封包HBP给网关装置110_1(步骤S502)，其中当网关装置110_1接收到由网关装置110_2所发出的确认封包HBP时，网关装置110_1会根据确认封包HBP的内容将网关装置110_2的状况记录下来。由于网关装置110_1与网关装置110_2之间是预设以有线传输电路114交换确认封包HBP，故于此在确认封包HBP后标注“有线网络连线LC”。
至此网关装置110_1与网关装置110_2确认双方皆为正常运作的状态，故使物联网装置IoTD可向预设提供服务的网关装置110_1发出连线请求(步骤S503)。网关装置110_1在确认连线请求为合法后，即会通过无线传输电路112回传一连线确认回应给物联网装置(步骤S504)，并且建立与物联网装置IoTD之间的无线网络连线。
假设在无线网络连线成功建立后，网关装置110_1的有线传输电路114发生故障(例如网络卡故障)。此时网关装置110_1会无法通过有线传输电路114传送确认封包HBP给网关装置110_2。此外，当网关装置110_2通过有线传输电路114传送确认封包HBP给网关装置110_1时(步骤S505)，网关装置110_1也无法收到对方所发出的确认封包HBP。
在此情况下，网关装置110_1与网关装置110_2会在判定经过预设时间后仍未接收到对方所发出的确认封包HBP时，分别向交换器120中的有线网络网关发送一连线状态确认封包ICMP(步骤S506与步骤S507)，藉以确认本身的有线传输电路114运作状态是否正常。
由于网关装置110_2此时并未故障，因此其可接收到交换器120中的有线网络网关所回传的连线状态确认回应ICMP_R，并且判定本机的有线传输电路114运作正常。另一方面，由于网关装置110_1的有线传输电路114发生故障，因此无法接收到交换器120中的有线网络网关所回传的连线状态确认回应ICMP_R。在经过预设时间后，网关装置110_1即会判定本机的有线传输电路114发生故障(步骤S509)。
在网关装置110_1判定本机的有线传输电路114发生故障后，其会启动无线传输电路112的站台模式(station mode)，藉以通过无线网络向网关装置110_2发起连线(步骤S510)。网关装置110_2在接收到连线请求后，回应网关装置110_1的无线网络连线请求(步骤S511)，从而在网关装置110_1与网关装置110_2建立起无线网络连线。网关装置110_2会同样的启动无线传输电路112的站台模式，并且藉以通过无线网络向网关装置110_1发起连线，网关装置110_1在接收到连线请求后，回应网关装置110_2的无线网络连线请求，从而在网关装置110_1与网关装置110_2建立起无线网络连线。
在网关装置110_1与网关装置110_2的无线网络连线建立后，网关装置110_1会改通过无线网络连线WC发出确认封包HBP至网关装置110_2(步骤S512)。网关装置110_2会在接收到确认封包HBP后，记录下网关装置110_1的状况，并且得知网关装置110_1的有线传输电路114发生故障。类似地，网关装置110_2会改通过无线网络连线WC发出确认封包HBP至网关装置110_1(步骤S513)。网关装置110_1会在接收到确认封包HBP后，记录下网关装置110_2的状况，并且得知网关装置110_2运作正常。
此时，网关装置110_1与网关装置110_2皆已得知对方的运作状态。由于网关装置110_1发生故障，因此网关装置110_1会将本身的无线网络关闭(步骤S514)，使得物联网装置IoTD与网关装置110_1的无线网络连线中断。而网关装置110_2此时则会合并原本网关装置110_1上提供给物联网装置IoTD的服务，并且原本提供给用户装置UD的服务仍会持续执行(步骤S515)。换言之，网关装置110_2会根据故障的网关装置110_1的服务提供对象(物联网装置IoTD)开启对应的服务功能。
其后，物联网装置IoTD即可改为向网关装置110_2发起无线网络连线(步骤S516)，并且在网关装置110_2确认物联网装置IoTD的连线请求后(步骤S517)，改由网关装置110_2控制物联网装置IoTD。
图6为本发明一实施例的网关装置的核心硬件电路发生故障时的错误恢复流程示意图。请接着同时参照图1与图6，在网关装置110_1与网关装置110_2皆正常运作的情况下，网关装置110_1会通过有线网络LC定时发送确认封包HBP给网关装置110_2(步骤S601)，其中当网关装置110_2接收到由网关装置110_1所发出的确认封包HBP时，网关装置110_2会根据确认封包HBP的内容将网关装置110_1的状况记录下来。
类似地，网关装置110_2同样会通过有线网络LC定时发送确认封包HBP给网关装置110_1(步骤S602)，其中当网关装置110_1接收到由网关装置110_2所发出的确认封包HBP时，网关装置110_1会根据确认封包HBP的内容将网关装置110_2的状况记录下来。
至此网关装置110_1与网关装置110_2确认双方皆为正常运作的状态，故使物联网装置IoTD可向预设提供服务的网关装置110_1发出连线请求(步骤S603)。网关装置110_1在确认连线请求为合法后，即会通过无线传输电路112回传一连线确认回应给物联网装置(步骤S604)，并且建立与物联网装置IoTD之间的无线网络连线。
假设在无线网络连线成功建立后，网关装置110_1的核心硬件电路CHC发生故障。此时网关装置110_1不论是有线传输电路114或无线传输电路112皆无法正常运行。
在此情况下，网关装置110_2仍会先通过有线网络LC发送确认封包HBP(步骤S605)，并且在判定经过预设时间后仍未接收到对方所发出的确认封包HBP时，向交换器120中的有线网络网关发送连线状态确认封包ICMP(步骤S606)，藉以确认本身的有线传输电路114运作状态是否正常。
当网关装置110_2接收到交换器120所回传的连线状态确认回应ICMP_R(步骤S607)时，网关装置110_2即可判定本机的有线传输电路114运作正常。此时网关装置110_2会启动无线传输电路112的站台模式，藉以通过无线网络向网关装置110_2发起连线，以通过无线网络来向网关装置110_1发出确认封包HBP(步骤S608)。
但是由于网关装置110_1已经发生故障而无法回传确认封包HBP，因此网关装置110_2会在经过预设时间后，判定网关装置110_1的核心硬件电路CHC发生故障(步骤S609)。此时网关装置110_2会合并原本网关装置110_1上提供给物联网装置IoTD的服务，并且原本提供给用户装置UD的服务仍会持续执行(步骤S610)。换言之，网关装置110_2会根据故障的网关装置110_1的服务提供对象(物联网装置IoTD)开启对应的服务功能。
其后，物联网装置IoTD即可改为向网关装置110_2发起无线网络连线(步骤S611)，并且在网关装置110_2确认物联网装置IoTD的连线请求后(步骤S612)，改由网关装置110_2控制物联网装置IoTD。
图7为本发明一实施例的网关装置的无线传输电路发生故障时的错误恢复流程示意图。请接着同时参照图1与图7，在网关装置110_1与网关装置110_2皆正常运作的情况下，网关装置110_1与网关装置110_2的运作(步骤S701～S704)大致与前述实施例的步骤S501～S504与S601～S604相同，故于此不再赘述。
假设在无线网络连线成功建立后，网关装置110_1的无线传输电路112(例如无线网络卡)发生故障。此时网关装置110_1与物联网装置IoTD的无线网络连线会中断，但网关装置110_1与网关装置110_2之间的仍可藉有线网络传输。
由于本实施例的网关装置110_1与网关装置110_2在运作的过程中会随时地检查本身的无线传输电路112的运作状态，因此当网关装置110_1的无线传输电路112发生故障时，网关装置110_1可即时地根据运作状态的检测结果判定本身的无线传输电路发生故障(步骤S705)。
其中，当网关装置110_1判定本身的无线传输电路发生故障时，网关装置110_1会在所发送的确认封包中附加指示无线传输电路112故障的错误码(步骤S706)，并且将附有错误码的确认封包HBPe通过有线网络LC传送至网关装置110_2(步骤S707)。另一方面，由于网关装置110_2运作正常，因此网关装置110_2是发出一般的确认封包HBP至网关装置110_1(步骤S708)。
当网关装置110_2接收到附有错误码的确认封包HBPe时，网关装置110_2即会根据错误码判定网关装置110_1的无线传输电路112发生故障(步骤S709)。在此情况下，网关装置110_2会合并原本网关装置110_1上提供给物联网装置IoTD的服务，并且原本提供给用户装置UD的服务仍会持续执行(步骤S610)。换言之，网关装置110_2会根据故障的网关装置110_1的服务提供对象(物联网装置IoTD)开启对应的服务功能。
其后，物联网装置IoTD即可改为向网关装置110_2发起无线网络连线(步骤S710)，并且在网关装置110_2确认物联网装置IoTD的连线请求后(步骤S711)，改由网关装置110_2控制物联网装置IoTD。
图8为本发明一实施例的交换器的网络线路中断时的错误恢复流程示意图。由于图2显示较清楚的前端网络架构，因此本实施例搭配图2的架构进行说明。在本实施例中，服务器TS1与服务器TS2可例如是支援ICMP协定的服务器，例如网际网络服务供应商(internet service provider，ISP)的网域名称系统(domain name system，DNS)服务器，但本发明不仅限于此。其中，交换器220的路由表(routing table)中可设定有服务器TS1与服务器TS2的IP地址的静态路由，使得网关装置发送至服务器TS1的封包是指定走网络线路WAN1，并且发送至服务器TS2的封包是指定走网络线路WAN2。在本实施例中，物联网系统/充电系统200是预设使用网络线路WAN1来传输封包。
请同时参照图2与图8，在此以网关装置210iot为主来说明。首先，网关装置210iot会定时/周期性地向服务器TS1发送连线状态确认封包ICMP。由于交换器220的路由表中设定了静态路由，而将目的地为服务器TS1的封包都往网络线路WAN1送，因此连线状态确认封包ICMP会从网关装置210iot发送至交换器220(步骤S801)，再通过网络线路WAN1上传至网际网络(步骤S802)，并通过网际网络传送至服务器TS1(步骤S803)。
当服务器TS1接收到连线状态确认封包ICMP时，其会通过同样路径(服务器TS1→网际网络→网络线路WAN1→交换器→网关装置210iot)回传一连线状态确认回应ICMP_R给网关装置210iot(步骤S804～S806)。若网关装置210iot接收到连线状态确认回应ICMP_R，即可判定网络线路WAN1连线正常。类似地，网关装置210iot也可以类似方式对网络线路WAN2是否正常连线进行检测，如步骤S807～S812。
在步骤S812之后，网关装置210iot会判定两条网络线路WAN1与网络线路WAN2皆处于正常连线状态，因此选用预设的网络线路WAN1来上传数据至网际网络(步骤S813与步骤S814)，并且同样通过网络线路WAN1从网际网络下载数据(步骤S815与步骤S816)。
假设使用中的网络线路WAN1中断。在此情况下，网关装置210iot会在连线状态确认封包ICMP连续发送失败(步骤S817与步骤S818，在此是以连续失败两次为例，但本发明不仅限于此)时，判定使用中的网络线路WAN1连线中断，并且将使用中的网络线路切换为WAN2(步骤S819)，藉以改为通过网络线路WAN2上传数据至网际网络(步骤S820与步骤S821)以及从网际网络下载数据(步骤S822与步骤S823)。
图9与图10实施例是显示在本发明实施例的物联网系统中，各台网关装置的数据备援/同步方法。
请先同时参照图1与图9，在本实施例中，网关装置110_1与网关装置110_2会预先设定好各自的监控参数(步骤S901与步骤S902)，所述监控参数可例如为物联网装置IoTD与用户装置UD的运作状态参数及运作设定档，本发明不对此加以限制。
在网关装置110_1与网关装置110_2的监控参数皆未发生改变时，网关装置110_1与网关装置110_2不会进行同步的动作。当网关装置110_1的监控参数发生改变时，网关装置110_1即会将改变的监控参数同步至网关装置110_2(步骤S903)。类似地，当网关装置110_2的监控参数发生改变时，网关装置110_2也会即时地将改变的监控参数同步至网关装置110_1(步骤S904)。
藉此，网关装置110_1与网关装置110_2所获取得信息即可随时保持同步。如此一来，一旦其中一台网关装置110_1/110_2发生故障，另一台网关装置110_2/110_1即可立即地取代故障的网关装置110_1/110_2。
在实际应用中，网关装置110_1与网关装置110_2可以使用Linux的核心模块inotify来实现上述监控数据和设定档的功能。其中，当所监控的档案内容变更时，inotify会传回状态码，使得网关装置110_1/110_2可再呼叫rsync将有更动的档案同步到另一台网关装置110_1/110_2上。
请接着参照图1与图10，在本实施例中，网关装置110_1与网关装置110_2同样可预先设定好各自的监控参数(步骤S1001与步骤S1002)。与前述图9实施例不同的是，本实施例的网关装置110_1与网关装置110_2是周期性的将监控参数上传至云端服务器CS。
具体而言，如图10所示，网关装置110_1与网关装置110_2会将设定的监控参数上传至云端服务器CS(步骤S1003与步骤S1004)，并且在经过固定的时间间隔PT后，再次将设定的监控参数上传至云端服务器CS(步骤S1005与步骤S1006)。同样地，步骤S1005与步骤S1006后，网关装置110_1与网关装置110_2会于经过时间间隔PT后，再次将监控参数上传至云端服务器CS(步骤S1007与步骤S1008)，以此类推。
藉此，一旦其中一台网关装置110_1/110_2发生故障，另一台网关装置110_2/110_1即可从云端服务器CS下载故障的网关装置110_1/110_2的监控参数，藉以取代故障的网关装置110_1/110_2。
综上所述，本发明实施例提出一种错误恢复方法及应用其的物联网系统与充电系统。所述物联网系统可分别预设对物联网装置与用户装置提供不同的网关装置，其中所述网关装置会在运作时相互确认对方的运作状态，并且在其中一台网关装置故障时，以未故障的网关装置来取代故障的网关装置的功能，从而令物联网系统可从错误运作状态中恢复，进而令整体物联网系统具备高可用性。此外，本发明实施例可基于所述物联网系统的概念下，建构具备高可用性的充电系统。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，均在本发明范围内。

Claims (28)

1.一种物联网系统的错误恢复方法，其特征在于，包括：
提供多个网关装置，其中所述多个网关装置至少其中之一适于预设提供无线网络服务给至少一物联网装置使用，并且所述多个网关装置至少其中的另一适于预设提供无线网络服务给至少一用户装置使用；
藉所述多个网关装置交互确认对方的运作状态；以及
当所述多个网关装置其中之一被判定为故障时，利用所述多个网关装置其中的另一取代故障的所述网关装置，以藉所述其中的另一网关装置同时提供无线网络服务给所述物联网装置与所述用户装置使用。
2.根据权利要求1所述的物联网系统的错误恢复方法，其特征在于，藉所述多个网关装置交互确认对方的运作状态的步骤包括：
藉所述多个网关装置其中之一发送确认封包；
判断所述多个网关装置其中的另一于预设时间内是否接收到所述确认封包；
若所述其中的另一网关装置于所述预设时间内接收到所述确认封包，判定所述其中之一网关装置未发生故障；以及
若所述其中的另一网关装置于所述预设时间内未接收到所述确认封包，进行连线状态确认程序，藉以判断故障类型。
3.根据权利要求2所述的物联网系统的错误恢复方法，其特征在于，所述多个网关装置分别包括有线传输电路、无线传输电路以及核心硬件电路，所述多个网关装置预设通过各自的有线传输电路所建立的有线网络传递所述确认封包。
4.根据权利要求3所述的物联网系统的错误恢复方法，其特征在于，进行所述连线状态确认程序，藉以判断所述故障类型的步骤包括：
藉所述有线传输电路发送连线状态确认封包；
判断是否接收到连线状态确认回应；
若接收到所述连线状态确认回应，判定所述其中的另一网关装置的所述有线传输电路正常；以及
若未接收到所述连线状态确认回应，判定所述其中的另一网关装置的所述有线传输电路发生故障。
5.根据权利要求4所述的物联网系统的错误恢复方法，其特征在于，进行所述连线状态确认程序，藉以判断所述故障类型的步骤还包括：
当判定所述其中的另一网关装置的所述有线传输电路正常时，改以藉所述无线传输电路通过无线网络向所述其中之一网关装置发送所述确认封包；
判断于所述预设时间内是否通过无线网络接收到所述确认封包；
若于所述预设时间内通过无线网络接收到所述确认封包，判定所述其中之一网关装置的所述有线传输电路发生故障；以及
若于所述预设时间内未通过无线网络接收到所述确认封包，判定所述其中之一网关装置的所述核心硬件电路发生故障。
6.根据权利要求3所述的物联网系统的错误恢复方法，其特征在于，藉所述多个网关装置交互确认对方的运作状态的步骤还包括：
藉各所述网关装置检查本身的所述无线传输电路的运作状态；
当所述多个网关装置其中之一判定本身的所述无线传输电路发生故障时，在所发送的所述确认封包中附加一错误码；以及
当所述多个网关装置其中的另一接收到附有所述错误码的所述确认封包时，判定所述其中之一网关装置的所述无线传输电路发生故障。
7.根据权利要求1所述的物联网系统的错误恢复方法，其特征在于，当所述多个网关装置其中之一被判定为故障时，利用所述多个网关装置其中的另一取代故障的所述网关装置，以藉所述其中的另一网关装置同时提供无线网络服务给所述物联网装置与所述用户装置使用的步骤包括：
中断所述物联网装置或所述用户装置与故障的网关装置之间的无线网络连线；
根据故障的网关装置的服务提供对象，开启所述其中的另一网关装置对应的服务功能；以及
藉所述其中的另一网关装置与断线的所述物联网装置或所述用户装置重新建立无线网络连线。
8.根据权利要求1所述的物联网系统的错误恢复方法，其特征在于，还包括：
提供连接所述多个网关装置的交换器，其中所述交换器具有多条网络线路，所述交换器使用所述多个网络线路其中之一提供网际网络服务予所述多个网关装置。
9.根据权利要求8所述的物联网系统的错误恢复方法，其特征在于，还包括：
周期性地通过使用中的网络线路发送连线状态确认封包；
判断是否接收到连线状态确认回应；
若接收到所述连线状态确认回应，判定使用中的网络线路连线正常；以及
若未接收到所述连线状态确认回应，判定使用中的网络线路连线中断。
10.根据权利要求9所述的物联网系统的错误恢复方法，其特征在于，还包括：
当判定使用中的网络线路连线中断时，切换为使用所述多个网络线路其中的另一个来提供网际网络服务。
11.根据权利要求1所述的物联网系统的错误恢复方法，其特征在于，还包括：
设定所述多个网关装置的至少监控参数；以及
当所述多个网关装置其中之一的所述监控参数改变时，所述其中之一网关装置将改变的监控参数同步至其余所述多个网关装置。
12.根据权利要求1所述的物联网系统的错误恢复方法，其特征在于，还包括：
设定所述多个网关装置的至少一监控参数；以及
周期性地将所述多个网关装置的所述监控参数上传至云端服务器。
13.根据权利要求12所述的物联网系统的错误恢复方法，其特征在于，周期性地将所述多个网关装置的所述监控参数上传至所述云端服务器的步骤包括：
比对所述云端服务器所存储的监控参数与所述多个网关装置中待上传的监控参数；以及
仅将有改变的监控参数上传至所述云端服务器。
14.一种物联网系统，其特征在于，包括：
多个网关装置，其中所述多个网关装置至少其中之一适于预设提供无线网络服务给至少一物联网装置使用，并且所述多个网关装置至少其中的另一个适于预设提供无线网络服务给至少一用户装置使用，
其中，所述多个网关装置交互确认对方的运作状态，
其中，当所述多个网关装置其中之一被判定为故障时，所述多个网关装置其中的另一取代故障的所述网关装置，以同时提供无线网络服务给所述物联网装置与所述用户装置使用。
15.根据权利要求14所述的物联网系统，其特征在于，各所述网关装置包括：
无线传输电路，适于与周边的所述用户装置与所述物联网装置无线连接；
有线传输电路，适于与其余所述多个网关装置有线连接；以及
核心硬件电路，包括：
存储器电路，存储多个模块；以及
处理单元，耦接所述无线传输电路、所述有线传输电路以及所述存储器电路，其中所述处理单元控制所述无线传输电路与所述有线传输电路的运作并存取所述存储器电路以执行所述多个模块，并且所述多个模块包括：
错误恢复模块，用以于所述多个网关装置其中之一被判定为故障时，接管故障的网关装置的服务提供对象；
连线状态确认模块，用以与其余所述多个网关装置交换确认封包，藉以确认本身及其余所述多个网关装置的运作状态；以及
服务模块，用以根据当前的服务提供对象开启或关闭对应的服务功能。
16.根据权利要求15所述的物联网系统，其特征在于，还包括：
交换器，连接各所述网关装置的所述有线传输电路，其中所述交换器具有多条网络线路，所述交换器使用所述多个网络线路其中之一提供网际网络服务予所述多个网关装置。
17.根据权利要求16所述的物联网系统，其特征在于，所述连线状态确认模块判断于预设时间内是否接收到所述确认封包，若所述连线状态确认模块于所述预设时间内接收到所述确认封包，则判定本身未发生故障，以及若所述连线状态确认模块于所述预设时间内未接收到所述确认封包，所述连线状态确认模块进行连线状态确认程序，藉以判断故障类型。
18.根据权利要求17所述的物联网系统，其特征在于，当所述连线状态确认模块进行所述连线状态确认程序时，所述连线状态确认模块藉所述有线传输电路发送连线状态确认封包，并且判断是否接收到连线状态确认回应；若所述有线传输电路接收到所述连线状态确认回应，所述连线状态确认模块判定本身的有线传输电路正常，以及若所述有线传输电路未接收到所述连线状态确认回应，所述连线状态确认模块判定本身的有线传输电路发生故障。
19.根据权利要求18所述的物联网系统，其特征在于，当所述连线状态确认模块判定本身的有线传输电路正常时，所述连线状态确认模块改以藉所述无线传输电路发送所述确认封包至另一网关装置，并且判断所述无线传输电路于所述预设时间内是否接收到由所述另一网关装置所发送的所述确认封包；若所述无线传输电路于所述预设时间内接收到所述确认封包，所述连线状态确认模块判定所述另一网关装置的所述有线传输电路发生故障，以及若所述无线传输电路于所述预设时间内未接收到所述确认封包，所述连线状态确认模块判定所述另一网关装置的所述核心硬件电路发生故障。
20.根据权利要求17所述的物联网系统，其特征在于，所述连线状态确认模块还检查本身的所述无线传输电路的运作状态，当所述连线状态确认模块判定本身的所述无线传输电路发生故障时，在所发送的所述确认封包中附加一错误码。
21.根据权利要求16所述的物联网系统，其特征在于，所述多个模块还包括：
网络连线模块，用以周期性地通过使用中的网络线路发送连线状态确认封包，并且藉判断是否接收到连线状态确认回应，以确认使用中的网络线路连线是否正常，
其中，若接收到所述连线状态确认回应，所述网络连线模块判定使用中的网络线路连线正常，以及若未接收到所述连线状态确认回应，所述网络连线模块判定使用中的网络线路连线中断。
22.根据权利要求21所述的物联网系统，其特征在于，当所述网络连线模块判定使用中的网络线路中断时，所述网络连线模块切换为使用所述多个网络线路其中的另一来提供网际网络服务。
23.根据权利要求16所述的物联网系统，其特征在于，所述多个模块还包括：
备援模块，用以将至少一监控参数同步至另一网关装置或上传至云端服务器。
24.根据权利要求23所述的物联网系统，其特征在于，所述备援模块于所述监控参数改变时，将改变的监控参数同步至所述另一网关装置。
25.根据权利要求23所述的物联网系统，其特征在于，所述备援模块周期性地将所述监控参数上传至所述云端服务器。
26.根据权利要求15所述的物联网系统，其特征在于，所述物联网装置为用以提供所述用户装置的充电装置。
27.一种基于物联网的充电系统，其特征在于，包括：
至少一充电装置，适于对至少一用户装置进行充电；
多个网关装置，其中所述多个网关装置至少其中之一适于预设提供无线网络服务给所述充电装置使用，并且所述多个网关装置至少其中的另一适于提供无线网络服务给所述用户装置使用；以及
数据中心，适于与所述多个网关装置通信，用以存储所述充电装置与所述用户装置的数据信息，
其中，所述多个网关装置交互确认对方的运作状态，
其中，当所述多个网关装置其中之一被判定为故障时，所述多个网关装置其中的另一取代故障的所述网关装置，以同时提供无线网络服务给所述充电装置与所述用户装置使用。
28.根据权利要求27所述的基于物联网的充电系统，其特征在于，各所述充电装置包括：
充电电路，用以对所述用户装置充电；
运作监控电路，于对所述用户装置充电时，搜集充电数据；以及
通信电路，用以与对应的网关装置通信，藉以将搜集到的充电数据回传至对应的网关装置。
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