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

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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。
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