CN109688053A - 通用网关设备以及物联网系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无需做任何操作就可以直接连接任意的采集设备和云平台的通用网关设备。该通用网关设备，设置在云平台与采集设备之间，用于实现云平台与采集设备之间的数据传输，云平台存储有通用网关配置数据模型，通用网关设备包括：存储部、通信部、解析部以及数据获取部；其中，存储部存储有与网关工作参数模型和与采集数据模型相匹配的数据解析规则，通信部对云平台发送来的待用网关配置数据模型进行接收，解析部基于数据解析规则对待用网关配置数据模型进行解析，从而得到网关工作参数和设备数据获取方式，数据获取部基于设备数据获取方式从对应的采集设备所采集到的数据中获取设备数据，通信部将获取到的设备数据发送给云平台。

Description

通用网关设备以及物联网系统

技术领域

本发明涉及一种通信设备，具体涉及一种无需做任何操作就可以直接连接任意的采集设备和云平台的通用网关设备以及包含该通用网关设备的物联网系统。

背景技术

物联网云平台建设的基础工程是将智能设备、传感器、控制器(以下简称设备)连接到物联网云平台，设备可以直接连接到物联网云平台，也可以通过物联网关(以下简称网关)连接到物联网云平台；后者具有接入效率高、容量大、通用性强、可靠性高、安全性高等优点，是设备接入物联网云平台的主要方式。

一个特定型号的网关，出厂时有固定的物理端口，每个物理端口在连接设备时需要配置“物理端口参数”，如串口的波特率、网口的IP地址，然后需要确定设备的厂家和型号，网关通过设备厂家和型号来确定通过哪个设备驱动实例连接设备，然后还要确定设备包括哪些数据项，每个数据项如何从设备读取。在网关上做好上面的配置后，网关可以正确读取和解析设备数据了，如果网关具备设备元数据提供能力，那么在网关连接到物联网云平台后，物联网云平台可以读取网关中设备元数据，从而理解网关所连接的设备情况，可以准确的跟网关所连接设备进行交互了。

然而，目前存在的问题是：市场上的网关都没有数据提供能力，因而，在网关上做好配置操作后，在物联网云平台上还需要做复杂的配置操作(如，网关连接了哪些设备，每个设备都有哪些数据项)，此后设备才能接入到物联网云平台。

更大的问题是：网关接入的设备种类和数量，每个设备的数据项，在网关运行的过程中还会经常变化，此时，网关和物联网云平台都需要同步改变配置，而调整网关的配置可能非常不方便(网关可能安装在不方便接触的地方)，而且，网关和物联网云平台中的配置可能会不一致，这可能导致设备接入问题，而且不方便查找。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种无需做任何操作就可以直接连接任意的采集设备和云平台的通用网关设备以及包含该通用网关设备的物联网系统。

本发明提供了一种通用网关设备，设置在云平台与采集设备之间，用于实现云平台与采集设备之间的数据传输，具有这样的特征，云平台存储有定义了包含网关工作参数模型和所有种类的采集设备能够采集的数据信息的采集数据模型的通用网关配置数据模型，通用网关设备包括：存储部、通信部、解析部以及数据获取部；其中，存储部存储有与网关工作参数模型和与采集数据模型相匹配的数据解析规则，通信部对云平台发送来的待用网关配置数据模型进行接收，该待用网关配置数据模型包含待用网关工作参数和待用设备数据获取方式，解析部基于数据解析规则对待用网关配置数据模型进行解析，从而得到网关工作参数和设备数据获取方式，数据获取部基于设备数据获取方式从对应的采集设备所采集到的数据中获取设备数据，通信部将获取到的设备数据发送给云平台。

在本发明提供的通用网关设备中，还可以具有这样的特征：其中，第一接口部，至少具有串口、CAN口以及以太网口，用于与任意的采集设备相连接。

在本发明提供的通用网关设备中，还可以具有这样的特征：其中，第二接口部，至少具有有线网口和无线网口，用于与任意的云平台相通信连接。

本发明还提供了一种物联网系统，具有这样的特征，包括：至少一个采集设备，用于进行数据采集；云平台，存储有定义了包含网关工作参数模型和所有种类的采集设备能够采集的数据信息的采集数据模型的通用网关配置数据模型；以及通用网关设备，连接在采集设备与云平台之间，用于实现云平台与采集设备之间的数据传输，其中，通用网关设备为上述的通用网关设备。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的通用网关设备，在云平台上，根据采集设备和网关的连接方式配置待用网关工作参数，根据待连接或已连接的采集设备的类型和数据项信息配置待用设备数据获取方式，并将配置好的信息发送给通用网关设备；在通用网关设备中，通过通信部对发来的待用网关配置数据模型进行接收，然后通过解析部对待用网关配置数据模型进行解析从而得到网关工作参数和设备数据获取方式，设置好网关工作参数，采集部基于该设备数据获取方式从采集设备采集到的数据中获取相应的设备数据，最后由通信部将获取到的设备数据发送给云平台，综上，只要在云平台上根据采集设备的类型和数据项信息配置好待用设备数据获取方式和待用网关工作参数并发给通用网关设备即可，网关设备根据网关工作参数设置好网关，对待用设备数据获取方式进行解析就能够得到设备数据获取方式，从而可以直接从采集设备上获取相关设备数据，整个过程不需要在网关设备上做任何配置，所以本发明的通用网关设备能够连接任意的采集设备和云平台，无需用户做任何配置，方便快捷。

附图说明

图1是本发明的实施例中物联网系统的结构示意图；

图2是本发明的实施例中通用网关设备的结构框图；以及

图3是本发明的实施例中通用网关设备的动作流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的通用网关设备作具体阐述。

在本实施例中，结合一个智能农业大棚作为现场设备来对物联网系统进行详细阐述。首先，众所周知，农业大棚主要是用于进行农业生产，如种植农作物或植物等。本实施例所谓的智能农业大棚就是将自动化技术应用到农业大棚中，即、在农业大棚中布署了一整套物联网系统，实现对农业大棚内的环境参数进行自动采集与远程控制，创造良好的生长环境以保证农作物或植物生长状态良好。这里，农业大棚的环境参数包含湿度、光照强度、空气质量以及灌溉控制阀的阀门状态。

图1是本发明的实施例中物联网系统的结构示意图。

如图1所示，物联网系统100包括：四个采集设备10、通用网关设备20以及云平台30。

在本实施例的智能农业大棚中，该四个采集设备10为：温度传感器、光照传感器、空气质量传感器以及灌溉控制阀，分别用于实时采集农业大棚内的湿度、光照强度、空气质量以及灌溉控制阀的阀门状态。

四个采集设备10都与通用网关设备20相连接，用于将采集到的设备数据(即、湿度、光照强度、空气质量以及阀门状态)发送给通用网关设备20。

通用网关设备20的一端与所有的采集设备10相连接，另一端通过通信网络40与云平台30相通信连接，用于将从所有的采集设备10采集到的设备数据发送给云平台30。在本实施例中，通信网络40可以为以太网或WiFi或2G/3G/4G网等。

云平台30，一方面通过通信网络40接收通用网关设备20发送来的设备数据(即、湿度、光照强度、空气质量以及阀门状态)，从而对所有的设备数据进行存储、分析等处理操作。另一方面，云平台30可以让用户基于收集到的设备数据发出相应的控制命令，该控制命令经由通用网关设备20发送至对应的向采集设备10，使其执行对应操作。另外，只要在有网络的地方，管理员就可以随时登录云平台30执行以上操作。

云平台30中存储有通用网关配置数据模型，其中包括网关工作参数模型和采集数据模型，网关工作参数模型包括网关工作时所需要的各种配置数据(如：串口参数，IP地址等网络参数，驱动程序参数等)，采集数据模型中定义了市场上现有的所有种类的采集设备能够采集到的设备数据的具体信息，包括数据类型、数据格式等等。

在上述物联网系统100的结构中，一般，管理员是非常清楚通用网关设备20即将连接或已经连接的所有采集设备10的类型以及对应采集设备10能够采集的设备数据的具体信息与格式。这样，根据采集设备跟网关的连接情况配置好待用网关工作参数，根据采集数据模型，管理员能够在云平台30上配置好所有采集设备10的待用设备数据获取方式，配置完成后将由待用网关工作参数和待用设备数据获取方式发送给通用网关设备20。

以下具体阐述通用网关设备20的具体结构：

图2是本发明的实施例中通用网关设备的结构框图。

如图2所示，在本实施例中，通用网关设备20包括：第一接口部21、第二接口部22、存储部23、通信部24、解析部25、数据获取部26以及控制部27。

第一接口部21包含了目前市场上通用的各种接口，如485串口、232串口、422串口、CAN口、以太网口、I/O口等等，这样能够满足通用网关设备20与任意种类的采集设备10相连接。

第二接口部22包含了目前市场上通用的各种借口，如有线网口(以太网口)、无线网口(WIFI端口、2G/3G/4G端口)等等，这样能够满足通用网关设备20通过任意通信方式与任意的云平台30相通信连接。

存储部23存储有一套数据解析规则，该数据解析规则与网关工作参数模型和采集数据模型相匹配，用于对与对应的目标数据进行解析，也就是对云平台30发送来的待用网关配置数据模型进行解析。

通信部24通过通信网络40与云平台30相通信连接，一方面用于接收云平台30发送来的待用网关配置数据模型、控制命令等，另一方面用于将采集设备10采集到的设备数据发送给云平台30。

解析部25基于数据解析规则对通信部24接收到的待用网关配置数据模型进行解析，从而得到对应的网关工作参数和与采集设备10的设备数据获取方式。

数据获取部26基于解析得到的设备数据获取方式从对应的采集设备10所采集到的数据中获取相应的设备数据。

控制部27具有用于控制存储部23、通信部24、解析部25以及数据获取部26运行的计算机程序。

结合上述云平台30以及通用网关设备20的具体结构可以看出：不管连接何种采集设备10，只需管理员在云平台30上配置好待用网关工作参数和对应采集设备10的待用设备数据获取方式并发送给通用网关设备20即可实现设备数据的采集与上报，即便更换其它采集设备10，用户在通用网关设备20中不需要做任何配置。

以下结合流程图具体描述通用网关设备20的操作流程：

图3是本发明的实施例中通用网关设备的动作流程图。

如图3所示，在本实施例中，通用网关设备20在连接任意的采集设备10之后所执行设备数据采集的动作流程包括以下步骤：

步骤S1，通信部24对云平台30发送来的通用网关配置数据模型进行接收，该通用网关配置数据模型是管理员基于该采集设备10的类型和跟网关的连接情况在云平台30上配置好的，然后进入步骤S2。

步骤S2，解析部25对接收到的通用网关配置数据模型进行解析从而得到网关工作参数和设备数据获取方式，然后进入步骤S3。

步骤S3，数据获取部26基于设备数据获取方式从采集设备10采集到的数据中获取设备数据，然后进入步骤S4。

步骤S4，通信部24通过通信网络40将获取到的设备数据发送给云平台30，然后进入结束状态。

云平台30接收到通用网关设备20发送来的设备数据后进行存储，让用户能够实时登录云平台30查看所有的设备数据。这样，当设备数据显示出农业大棚的环境参数不佳而不利于农作物或植物生长时，用户基于当前的设备数据对现场设备进行控制，从而将农业大棚的环境参数调整到适宜农作物或植物生长。

具体地，以阀门状态信息为例，用户通过云平台30向灌溉控制阀发出控制命令(例如“完全打开阀门”、“打开一半阀门”、“关闭阀门”等)，该控制命令经由通信网络40被发送至通用网关设备20中，通用网关设备20接收该控制命令并解析后再发给灌溉控制阀，由灌溉控制阀的控制器控制阀门执行对应的操作(即、完全打开阀门、打开一半阀门、关闭阀门)。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的通用网关设备，在云平台上，根据采集设备和网关的连接方式配置待用网关工作参数，根据待连接或已连接的采集设备的类型和数据项信息配置待用设备数据获取方式，并将配置好的信息发送给通用网关设备；在通用网关设备中，通过通信部对发来的待用网关配置数据模型进行接收，然后通过解析部对待用网关配置数据模型进行解析从而得到网关工作参数和设备数据获取方式，设置好网关工作参数，采集部基于该设备数据获取方式从采集设备采集到的数据中获取相应的设备数据，最后由通信部将获取到的设备数据发送给云平台，综上，只要在云平台上根据采集设备的类型和数据项信息配置好待用设备数据获取方式和待用网关工作参数并发给通用网关设备即可，网关设备根据网关工作参数设置好网关，对待用设备数据获取方式进行解析就能够得到设备数据获取方式，从而可以直接从采集设备上获取相关设备数据，整个过程不需要在网关设备上做任何配置，所以本发明的通用网关设备能够连接任意的采集设备和云平台，无需用户做任何配置，方便快捷。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种通用网关设备，设置在云平台与采集设备之间，用于实现所述云平台与所述采集设备之间的数据传输，其特征在于，所述云平台存储有定义了包含网关工作参数模型和所有种类的采集设备能够采集的数据信息的采集数据模型的通用网关配置数据模型，所述通用网关设备包括：

存储部、通信部、解析部以及数据获取部；

其中，所述存储部存储有与所述网关工作参数模型和与所述采集数据模型相匹配的数据解析规则，

所述通信部对所述云平台发送来的待用网关配置数据模型进行接收，该待用网关配置数据模型包含待用网关工作参数和待用设备数据获取方式，

所述解析部基于所述数据解析规则对所述待用网关配置数据模型进行解析，从而得到网关工作参数和设备数据获取方式，

所述数据获取部基于所述设备数据获取方式从对应的采集设备所采集到的数据中获取设备数据，

所述通信部将获取到的所述设备数据发送给所述云平台。

2.根据权利要求1所述的通用网关设备，其特征在于，还包括：第一接口部，至少具有串口、CAN口以及以太网口，用于与任意的所述采集设备相连接。

3.根据权利要求1所述的通用网关设备，其特征在于，还包括：第二接口部，至少具有有线网口和无线网口，用于与任意的所述云平台相通信连接。

4.一种物联网系统，其特征在于，包括：

至少一个采集设备，用于进行数据采集；

云平台，存储有定义了包含网关工作参数模型和所有种类的采集设备能够采集的数据信息的采集数据模型的通用网关配置数据模型；以及

通用网关设备，连接在所述采集设备与所述云平台之间，用于实现所述云平台与所述采集设备之间的数据传输，

其中，所述通用网关设备为权利要求1-3所述的通用网关设备。