CN109922163A - 报文发送方法、物联网接入网关和物联网系统 - Google Patents

报文发送方法、物联网接入网关和物联网系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种报文发送方法、物联网接入网关和物联网系统。该报文发送方法包括：物联网接入网关接收物联网应用服务器下发给窄带物联网终端的报文；物联网接入网关根据窄带物联网终端的地址，将所述报文转发给相应的窄带物联网终端。本发明通过物联网接入网关代理上下行报文，将窄带物联网终端心跳维持NAT会话变更为由物联网接入网关心跳维持NAT会话，从平台的角度解决了窄带物联网终端NAT下行可达问题；降低了窄带物联网终端功耗和无线资源占用。

Description

报文发送方法、物联网接入网关和物联网系统
技术领域
本发明涉及物联网领域，特别涉及一种报文发送方法、物联网接入网关和物联网系统。
背景技术
NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄带物联网)在连接态和空闲态期间，应用服务器主动下发的报文能够到达终端，但运营商NAT(Network AddressTranslation，网络地址转换)会影响主动下发报文的可达性。
为了保证下行报文能够顺利通过NAT，现行的做法是终端定期发送心跳刷新NAT中的会话记录，但无疑这样会增加NB额外的功耗和无线信道资源。
发明内容
鉴于以上技术问题，本发明提供了一种报文发送方法、物联网接入网关和物联网系统，在内网部署NB-IoT接入网关，通过网关代理的方式实现对终端下行控制指令。
根据本发明的一个方面，提供一种报文发送方法，包括：
物联网接入网关接收物联网应用服务器下发给窄带物联网终端的报文；
物联网接入网关根据窄带物联网终端的地址，将所述报文转发给相应的窄带物联网终端。
在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：
物联网接入网关在与物联网应用服务器通信的情况下，通过心跳机制刷新网络地址转换防火墙中的会话。
在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：
物联网接入网关将窄带物联网终端的上下消息发送给相应的物联网应用服务器。
在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：
按照预先协商好的通信协议，将窄带物联网终端接入物联网接入网关。
根据本发明的另一方面，提供一种物联网接入网关，包括：
消息路由模块，用于接收物联网应用服务器下发给窄带物联网终端的报文；并根据窄带物联网终端的地址，将所述报文转发给相应的窄带物联网终端。
在本发明的一个实施例中，所述物联网接入网关还包括：
心跳包发送模块，用于在与物联网应用服务器通信的情况下，通过心跳机制刷新网络地址转换防火墙中的会话。
在本发明的一个实施例中，消息路由模块还用于将窄带物联网终端的上下消息发送给相应的物联网应用服务器。
在本发明的一个实施例中，所述物联网接入网关还包括：
终端接入模块，用于按照预先协商好的通信协议，将窄带物联网终端接入物联网接入网关。
在本发明的一个实施例中，物联网接入网关与窄带物联网终端共同设置在内网。
根据本发明的另一方面，提供一种物联网接入网关，包括存储器和处理器，其中：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于执行所述指令，使得所述物联网接入网关执行实现如上述任一实施例所述的报文发送方法的操作。
根据本发明的另一方面，提供一种物联网系统，包括窄带物联网终端、物联网应用服务器、网络地址转换防火墙、以及如上述任一实施例所述的物联网接入网关。
根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的报文发送方法。
本发明通过NB-IoT接入网关代理上下行报文，将NB心跳维持NAT会话变更为由NB-IoT接入网关心跳维持NAT会话，从平台的角度解决了NB-IoT终端NAT下行可达问题；降低了NB-IoT终端功耗和无线资源占用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明物联网系统一个实施例的示意图。
图2为本发明物联网接入网关一个实施例的示意图。
图3为本发明物联网接入网关另一实施例的示意图。
图4为本发明报文发送方法一个实施例的示意图。
图5为本发明报文发送方法另一实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本发明物联网系统一个实施例的示意图。如图1所示，所述物联网系统可以包括窄带物联网终端(NB终端)1、物联网应用服务器2、网络地址转换防火墙(NAT防火墙)3、以及物联网接入网关(LOT网关)4，其中：
本发明新增的物联网接入网关4与窄带物联网终端1共同设置在运营商内网中。由于物联网接入网关4与窄带物联网终端1同在内网，无需频繁心跳用以刷新连接会话，在窄带物联网终端1空闲和连接状态时即可进行上下行交互，特别是应用到终端的下行可达。
物联网接入网关4的核心功能包括消息路由和终端接入。
消息路由：将窄带物联网终端1的上行消息发送至相关云存储和应用，将应用下发消息转发至对应的窄带物联网终端1。
终端接入：窄带物联网终端1与物联网接入网关4按照协商好的通信协议，可以将窄带物联网终端1安全且便捷地接入物联网接入网关4，通信协议可以由窄带物联网终端1与物联网接入网关4相互适配，确保物联网接入网关4能够识别合法的NB终端(窄带物联网终端)。
针对运营商NAT影响，提出一种实现NB-IoT下行报文可达的系统和方法。基于本发明上述实施例提供的物联网系统，不同于现有NB终端频繁心跳，通过物联网接入网关代理上下行报文，通过物联网接入网关维持定期心跳，本发明上述实施例本发明上述实施例将NB终端心跳维持NAT会话变更为由物联网接入网关心跳维持NAT会话。因此，本发明上述实施例从平台的角度解决了NB-IoT终端NAT下行可达问题；降低了NB-IoT终端功耗和无线资源占用。
本发明上述实施例通过部署一套IoT接入网关代理消息路由转发，解决NB终端需频繁心跳刷新NAT中的会话问题。
下面通过具体实施例对本发明上述实施例的物联网接入网关进行进一步描述。
图2为本发明物联网接入网关一个实施例的示意图。如图2所示，图1实施例的物联网接入网关4可以包括消息路由模块41，其中：
消息路由模块41，用于接收物联网应用服务器2下发给窄带物联网终端1的报文；并根据窄带物联网终端1的地址，将所述报文转发给相应的窄带物联网终端1。
在本发明的一个实施例中，消息路由模块41还可以用于将窄带物联网终端1的上下消息发送给相应的物联网应用服务器2。
基于本发明上述实施例提供的物联网接入网关，可以提供上下行消息的路由功能，以保证窄带物联网终端与物联网应用服务器之间的消息即时可达，终端的数据均可以通过网关对应用开放，屏蔽了终端接入和数据采集的多样性和复杂性。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，所述物联网接入网关4还包括终端接入模块42，其中：
终端接入模块42，用于按照预先协商好的通信协议，将窄带物联网终端1接入物联网接入网关4。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，所述物联网接入网关4还可以包括心跳包发送模块43，其中：
心跳包发送模块43，用于在与物联网应用服务器2通信的情况下，通过心跳机制刷新网络地址转换防火墙3中的会话。
基于本发明上述实施例提供的物联网接入网关，可以通过将NB终端接入云端，由云端代理处理NB终端的上下行报文请求，并与应用服务器进行交互，可以减少因NAT影响而导致的频繁心跳刷新。
本发明上述实施例提出的物联网接入网关与物联网应用服务器通信时可以通过心跳机制刷新NAT会话，应用服务器下发报文给终端，只需要将报文发送给物联网接入网关，物联网接入网关在内网内根据NB终端的地址在NB连接和空闲时下发给终端即可。
在本发明的一个实施例中，物联网接入网关4与窄带物联网终端1共同设置在运营商内网中。
本发明上述实施例提出的物联网接入网关部署在运营商内网，网关与NB终端的双向通信不受NAT影响，NB终端的心跳周期可以根据业务进行设置，NB终端的心跳周期可以设置到很长，用以降低NB终端能耗。
图3为本发明物联网接入网关另一实施例的示意图。如图3所示，图1实施例的物联网接入网关4可以包括存储器48和处理器49，其中：
存储器48，用于存储指令；
处理器49，用于执行所述指令，使得所述物联网接入网关4执行实现如上述任一实施例所述的报文发送方法的操作。
基于本发明上述实施例提供的物联网接入网关，不同于现有NB终端频繁心跳，通过物联网接入网关代理上下行报文，通过物联网接入网关维持定期心跳，本发明上述实施例将NB终端心跳维持NAT会话变更为由物联网接入网关心跳维持NAT会话。因此，本发明上述实施例从平台的角度解决了NB-IoT终端NAT下行可达问题；降低了NB-IoT终端功耗和无线资源占用。
图4为本发明报文发送方法一个实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明物联网接入网关或物联网系统执行。如图4所示，所述报文发送方法可以包括：
步骤41，物联网接入网关4接收物联网应用服务器2下发给窄带物联网终端1的报文。
步骤42，物联网接入网关4根据窄带物联网终端1的地址，将所述报文转发给相应的窄带物联网终端1。
基于本发明上述实施例提供的报文发送方法，可以提供上下行消息的路由功能，以保证窄带物联网终端与物联网应用服务器之间的消息即时可达，终端的数据均可以通过网关对应用开放，屏蔽了终端接入和数据采集的多样性和复杂性。
图5为本发明报文发送方法另一实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明物联网接入网关或物联网系统执行。如图5所示，所述报文发送方法可以包括：
步骤51，按照预先协商好的通信协议，将窄带物联网终端1接入物联网接入网关4。
步骤52，物联网接入网关4在与物联网应用服务器2通信的情况下，通过心跳机制刷新网络地址转换防火墙3中的会话。
步骤53，物联网接入网关4接收物联网应用服务器2下发给窄带物联网终端1的报文。
步骤54，物联网接入网关4根据窄带物联网终端1的地址，将所述报文转发给相应的窄带物联网终端1。
步骤55，物联网接入网关4将窄带物联网终端1的上下消息发送给相应的物联网应用服务器2。
针对运营商NAT影响，提出一种实现NB-IoT下行报文可达的方法。基于本发明上述实施例提供的报文发送方法，不同于现有NB终端频繁心跳，通过物联网接入网关代理上下行报文，通过物联网接入网关维持定期心跳，本发明上述实施例将NB终端心跳维持NAT会话变更为由物联网接入网关心跳维持NAT会话。因此，本发明上述实施例从平台的角度解决了NB-IoT终端NAT下行可达问题；降低了NB-IoT终端功耗和无线资源占用。
本发明上述实施可以例通过部署一套IoT接入网关代理消息路由转发，以解决NB终端需频繁心跳刷新NAT中的会话问题。
本发明上述实施例在物联网接入网关与物联网应用服务器通信时可以通过心跳机制刷新NAT会话。由此在应用服务器下发报文给终端的情况下，只需要将报文发送给物联网接入网关，物联网接入网关在内网内根据NB终端的地址在NB连接和空闲时下发给终端即可。
本发明上述实施例的物联网接入网关部署在运营商内网，因此网关与NB终端的双向通信不受NAT影响，NB终端的心跳周期可以根据业务进行设置，NB终端的心跳周期可以设置到很长，用以降低NB终端能耗。
本发明上述实施例的物联网接入网关，可以通过将NB终端接入云端，由云端代理处理NB终端的上下行报文请求，并与应用服务器进行交互，可以减少因NAT影响而导致的频繁心跳刷新。
根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的报文发送方法。
基于本发明上述实施例提供的计算机可读存储介质，不同于现有NB终端频繁心跳，通过物联网接入网关代理上下行报文，通过物联网接入网关维持定期心跳，本发明上述实施例将NB终端心跳维持NAT会话变更为由物联网接入网关心跳维持NAT会话。因此，本发明上述实施例从平台的角度解决了NB-IoT终端NAT下行可达问题；降低了NB-IoT终端功耗和无线资源占用。
本发明上述实施例可以通过部署一套IoT接入网关代理消息路由转发，以解决NB终端需频繁心跳刷新NAT中的会话问题。
本发明上述实施例在物联网接入网关与物联网应用服务器通信时可以通过心跳机制刷新NAT会话。由此在应用服务器下发报文给终端的情况下，只需要将报文发送给物联网接入网关，物联网接入网关在内网内根据NB终端的地址在NB连接和空闲时下发给终端即可。
本发明上述实施例的物联网接入网关部署在运营商内网，因此网关与NB终端的双向通信不受NAT影响，NB终端的心跳周期可以根据业务进行设置，NB终端的心跳周期可以设置到很长，用以降低NB终端能耗。
本发明上述实施例的物联网接入网关，可以通过将NB终端接入云端，由云端代理处理NB终端的上下行报文请求，并与应用服务器进行交互，可以减少因NAT影响而导致的频繁心跳刷新。
在上面所描述的物联网接入网关可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。
至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (12)

1.一种报文发送方法，其特征在于，包括：
物联网接入网关接收物联网应用服务器下发给窄带物联网终端的报文；
物联网接入网关根据窄带物联网终端的地址，将所述报文转发给相应的窄带物联网终端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
物联网接入网关在与物联网应用服务器通信的情况下，通过心跳机制刷新网络地址转换防火墙中的会话。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：
物联网接入网关将窄带物联网终端的上下消息发送给相应的物联网应用服务器。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：
按照预先协商好的通信协议，将窄带物联网终端接入物联网接入网关。
5.一种物联网接入网关，其特征在于，包括：
消息路由模块，用于接收物联网应用服务器下发给窄带物联网终端的报文；并根据窄带物联网终端的地址，将所述报文转发给相应的窄带物联网终端。
6.根据权利要求5所述的物联网接入网关，其特征在于，还包括：
心跳包发送模块，用于在与物联网应用服务器通信的情况下，通过心跳机制刷新网络地址转换防火墙中的会话。
7.根据权利要求5或6所述的物联网接入网关，其特征在于，
消息路由模块还用于将窄带物联网终端的上下消息发送给相应的物联网应用服务器。
8.根据权利要求5或6所述的物联网接入网关，其特征在于，还包括：
终端接入模块，用于按照预先协商好的通信协议，将窄带物联网终端接入物联网接入网关。
9.根据权利要求5或6所述的物联网接入网关，其特征在于，
物联网接入网关与窄带物联网终端共同设置在内网。
10.一种物联网接入网关，其特征在于，包括存储器和处理器，其中：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于执行所述指令，使得所述物联网接入网关执行实现如权利要求1-4中任一项所述的报文发送方法的操作。
11.一种物联网系统，其特征在于，包括窄带物联网终端、物联网应用服务器、网络地址转换防火墙、以及如权利要求5-10中任一项所述的物联网接入网关。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的报文发送方法。
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