CN110958590A - 一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统 - Google Patents

一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110958590A
CN110958590A CN201911206913.8A CN201911206913A CN110958590A CN 110958590 A CN110958590 A CN 110958590A CN 201911206913 A CN201911206913 A CN 201911206913A CN 110958590 A CN110958590 A CN 110958590A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
hardware
gateway
edge computing
multiprotocol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911206913.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110958590B (zh
Inventor
夏宁宁
蒋秋明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Siic Longchuang Smarter Energy Technology Co ltd
Original Assignee
Shanghai Siic Longchuang Smarter Energy Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Siic Longchuang Smarter Energy Technology Co ltd filed Critical Shanghai Siic Longchuang Smarter Energy Technology Co ltd
Priority to CN201911206913.8A priority Critical patent/CN110958590B/zh
Publication of CN110958590A publication Critical patent/CN110958590A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110958590B publication Critical patent/CN110958590B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/70—Services for machine-to-machine communication [M2M] or machine type communication [MTC]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/66—Arrangements for connecting between networks having differing types of switching systems, e.g. gateways
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/14—Session management
    • H04L67/141—Setup of application sessions
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/14—Multichannel or multilink protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/16—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP]
    • H04L69/161—Implementation details of TCP/IP or UDP/IP stack architecture; Specification of modified or new header fields
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/22—Parsing or analysis of headers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/06—Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统，包括硬件层，其特征在于，还包括：硬件抽象层，对硬件层的系统硬件进行抽象、初始化；内核驱动层，控制与抽象后的系统硬件对应的驱动程序；网关转接层，根据每个系统硬件的调用情况，处理各系统硬件及其之间的内存管理、任务调度、消息队列处理；应用业务层，将网关转接层的处理系统硬件的任务的调度方式，同云平台的业务逻辑实现逻辑对接。与现有技术相比，本发明具有降低使用者学习成本、提高应用层数据处理效率等优点。

Description

一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统
技术领域
本发明涉及智能计算设备技术领域，尤其是涉及一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统。
背景技术
物联网网关可以实现感知网络与通信网络，以及不同类型感知网络之间的协议转换。无线传感器与互联网进行网络数据传输需要在不同的应用环境选择不同的无线传输协议，由网关作为无线传感器中的网络集中采集点，负责与Internet进行连接。为了网关的通用性，便于不同网络连接兼容，网关可能会集成ZigBee、WiFi、IPv6、2G、蓝牙等多种硬件。为了便于统一处理这些主流无线协议的转化处理，可以利用Linux的开源特性，在内核驱动设计一种专用模式进行管理。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的工程师对特定协议不熟悉造成的学习成本较高、应用层数据处理低效性的缺陷而提供一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统，包括硬件层，还包括
硬件抽象层，对硬件层的系统硬件进行抽象、初始化；
内核驱动层，控制与抽象后的系统硬件对应的驱动程序；
网关转接层，根据每个系统硬件的调用情况，处理各系统硬件及其之间的内存管理、任务调度、消息队列处理；
应用业务层，将网关转接层的处理系统硬件的任务的调度方式，同云平台的业务逻辑实现逻辑对接。
所述系统硬件在抽象化后，对应的硬件模块能够被内核驱动层识别。
所述内核驱动层包括初始化程序引导加载程序和文件系统。
所述系统硬件中的ZigBee和蓝牙的数据通过相应串口发送给所述文件系统。
所述内核驱动层还包括负责协议转化的sTap模块，所述sTap模块对所述串口传入数据进行协议转化并加入相应的IPv6报头。
所述网关转接层包括M2M模块，所述M2M模块负责相应的网络连接认证协议。
所述网关转接层通过所述网络连接认证协议，建立云对接应用系统模块。
所述应用业务处理层的逻辑对接中对数据报文进行自定义封装。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明基于Linux的开源特性，将处理数据协议转化集中在内核驱动层，在驱动层节省应用层工程师对特定协议不熟悉造成的学习成本，同时避免了数据在应用层处理的低效性。
2.本发明通过sTap操作系统与内核驱动、互联网数据进行数据交互，作为串口与IPv6的数据交互桥梁，提升了不同层级结构之间数据交互的速率。
3.本发明在内核驱动层之前先通过硬件抽象层对系统硬件进行抽象、初始化处理，使得系统的每个硬件模块都能够被内核驱动层识别。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明sTap操作系统的显示界面示意图；
图3为本发明sTap操作系统的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统，包括硬件层，还包括
硬件抽象层，对硬件层的系统硬件进行抽象、初始化；
内核驱动层，控制与抽象后的系统硬件对应的驱动程序；
网关转接层，根据每个系统硬件的调用情况，处理各系统硬件及其之间的内存管理、任务调度、消息队列处理；
应用业务层，将网关转接层的处理系统硬件的任务的调度方式，同云平台的业务逻辑实现逻辑对接。
系统硬件在抽象化后，对应的硬件模块能够被内核驱动层识别。
内核驱动层包括初始化程序引导加载程序和文件系统。
系统硬件中的ZigBee和蓝牙的数据通过相应串口发送给文件系统。
内核驱动层还包括负责协议转化的sTap模块，sTap模块对串口传入数据进行协议转化并加入相应的IPv6报头，如图3所示，sTap模块的具体工作流程包括以下步骤：
步骤S1：进行串口和网络的初始化；
步骤S2：创建TCP/IP监听与串口监听；
步骤S3：根据监听结果判断串口中是否有数据，若有则ssli读取串口数据并转化，向以太网发送sTap数据；若无则sTap读取以太网数据并转化，向串口ssli发送数据。
sTap操作系统的显示界面具体如图2所示，包括串口设置、波特率设置、地址设置和端口设置，启动之后可以在界面中查看TCP数据和相应的串口数据。
网关转接层包括M2M模块，M2M模块负责相应的网络连接认证协议，通过网络连接认证协议，建立云对接应用系统模块。
应用业务层的逻辑对接中对数据报文进行自定义封装。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，所取名称可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例说明。凡依据本发明构思的构造、特征及原理所做的等小变化或者简单变化，均包括于本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方法，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统，包括硬件层，其特征在于，还包括：
硬件抽象层，对硬件层的系统硬件进行抽象、初始化；
内核驱动层，控制与抽象后的系统硬件对应的驱动程序；
网关转接层，根据每个系统硬件的调用情况，处理各系统硬件及其之间的内存管理、任务调度、消息队列处理；
应用业务层，将网关转接层的处理系统硬件的任务的调度方式，同云平台的业务逻辑实现逻辑对接。
2.根据权利要求1所述的一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统，其特征在于，所述系统硬件在抽象化后，对应的硬件模块能够被内核驱动层识别。
3.根据权利要求1所述的一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统，其特征在于，所述内核驱动层包括初始化程序引导加载程序和文件系统。
4.根据权利要求3所述的一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统，其特征在于，所述系统硬件中的ZigBee和蓝牙的数据通过相应串口发送给所述文件系统。
5.根据权利要求4所述的一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统，其特征在于，所述内核驱动层还包括负责协议转化的sTap模块，所述sTap模块对所述串口传入数据进行协议转化并加入相应的IPv6报头。
6.根据权利要求1所述的一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统，其特征在于，所述网关转接层包括M2M模块，所述M2M模块负责相应的网络连接认证协议。
7.根据权利要求6所述的一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统，其特征在于，所述网关转接层通过所述网络连接认证协议，建立云对接应用系统模块。
8.根据权利要求1所述的一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统，其特征在于，所述应用业务层的逻辑对接中对数据报文进行自定义封装。
CN201911206913.8A 2019-11-29 2019-11-29 一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统 Active CN110958590B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911206913.8A CN110958590B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911206913.8A CN110958590B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110958590A true CN110958590A (zh) 2020-04-03
CN110958590B CN110958590B (zh) 2023-09-22

Family

ID=69979157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911206913.8A Active CN110958590B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110958590B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113342712A (zh) * 2021-05-26 2021-09-03 博依特(广州)工业互联网有限公司 一种边缘计算机网关前端系统
CN114157694A (zh) * 2021-12-08 2022-03-08 南方电网数字电网研究院有限公司 一种基于硬件抽象框架架构的技术交互方法及系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040215439A1 (en) * 2003-04-24 2004-10-28 International Business Machines Corporation Method and apparatus for abstraction of physical hardware implementation to logical software drivers
CN102662665A (zh) * 2012-03-29 2012-09-12 福州瑞芯微电子有限公司 在安卓系统上实现支持各种传感器的输入子系统
CN103729243A (zh) * 2013-12-04 2014-04-16 上海斐讯数据通信技术有限公司 语音接入设备通用硬件抽象接口实现方法及呼叫方法
CN104994601A (zh) * 2015-06-01 2015-10-21 南京邮电大学 一种4g车载智慧终端系统
CN105933992A (zh) * 2016-06-28 2016-09-07 合肥润东通信科技股份有限公司 一种传感器无线数据网关应用系统
CN108092884A (zh) * 2017-11-23 2018-05-29 南京邮电大学 一种无线接入网关系统及应用方法
CN110502352A (zh) * 2019-08-21 2019-11-26 广州慧营智能科技有限公司 一种外部设备管理系统及使用方法及具备该系统的自助机

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040215439A1 (en) * 2003-04-24 2004-10-28 International Business Machines Corporation Method and apparatus for abstraction of physical hardware implementation to logical software drivers
CN102662665A (zh) * 2012-03-29 2012-09-12 福州瑞芯微电子有限公司 在安卓系统上实现支持各种传感器的输入子系统
CN103729243A (zh) * 2013-12-04 2014-04-16 上海斐讯数据通信技术有限公司 语音接入设备通用硬件抽象接口实现方法及呼叫方法
CN104994601A (zh) * 2015-06-01 2015-10-21 南京邮电大学 一种4g车载智慧终端系统
CN105933992A (zh) * 2016-06-28 2016-09-07 合肥润东通信科技股份有限公司 一种传感器无线数据网关应用系统
CN108092884A (zh) * 2017-11-23 2018-05-29 南京邮电大学 一种无线接入网关系统及应用方法
CN110502352A (zh) * 2019-08-21 2019-11-26 广州慧营智能科技有限公司 一种外部设备管理系统及使用方法及具备该系统的自助机

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李晓丹: ""基于STM32的物联网嵌入式网关的设计"", 《计算机工程与应用》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113342712A (zh) * 2021-05-26 2021-09-03 博依特(广州)工业互联网有限公司 一种边缘计算机网关前端系统
CN114157694A (zh) * 2021-12-08 2022-03-08 南方电网数字电网研究院有限公司 一种基于硬件抽象框架架构的技术交互方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN110958590B (zh) 2023-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107919947B (zh) 一种can总线长报文传输的编码方法
CN102790776B (zh) 心跳连接归一处理方法、终端、服务器及通信系统
CN102447627B (zh) 报文封装和解封装的装置及方法
EP3963840A1 (en) Method and apparatus for port management of ethernet bridges
CN112039746B (zh) 一种工业控制网络系统
CN110958590A (zh) 一种基于多协议边缘计算网关的异构设备集成系统
CN103501282B (zh) 网络报文发送控制方法、虚拟交换机和物理机
CN111193644A (zh) 一种vBRAS业务传输方法、装置、终端设备和介质
CN106506306B (zh) 一种数据报文传输的方法和装置
CN110278148B (zh) 一种数据兼容性网关系统
EP2445160A1 (en) Method for automatically negotiating type of service and aggregation apparatus therefor
WO2010148723A1 (zh) 外部终端远程登录方法、主设备及从设备
CN102932458B (zh) 一种ppp协议的硬件加速系统及其实现方法
US20220137604A1 (en) Coordination Device and Method for Providing Control Applications via a Communication Network for Transmitting Time-Critical Data
CN109587749B (zh) 数据发送方法和系统
CN116303171A (zh) 一种服务器之间的数据交互方法、装置、电子设备及介质
CN114979139B (zh) 边缘计算场景下异构虚拟网关的管理系统及方法
CN106357454A (zh) 日志系统控制装置及其控制方法
CN115865565A (zh) 一种基于IPv6具有网络隔离功能的可编程网关/PLC装置
CN103124227B (zh) 正向隔离装置与隔离网关结合应用的链路状态探测方法
CN210274135U (zh) 一种远程连接系统
CN107005473B (zh) 通信路径切换装置、控制通信路径切换装置的方法
CN115190087A (zh) 基于二层中间设备的数据传输方法、装置、设备和介质
CN114205149A (zh) 网络通信方法及装置
CN110602225A (zh) 一种适用于工控环境的linux系统高效收发包方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant