CN111787077A - 一种基于双通道的云服务物联网网关系统 - Google Patents

一种基于双通道的云服务物联网网关系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于双通道的云服务物联网网关系统，包括网关和云服务，网关通过有线或者无线网络分别与云服务和业务系统通信，业务系统还通过有线或者无线网络与云服务通信，网关还通过有线或者无线通信模块分别与若干个子设备通信；网关用于接收子设备的信息，将子设备的管理维护信息上传至云服务，将子设备的业务信息上传至业务系统；云服务用于管理网关和子设备，并为业务系统提供网关和子设备的信息及运行状态的查询服务接口。本发明通过双服务器通道通信，将维护业务和数据业务分离，让物联网通信公司专注通信服务，让业务公司专注业务数据处理，简化业务公司系统研发流程。

Description

一种基于双通道的云服务物联网网关系统
技术领域
本发明涉及物联网网关技术领域，具体的说，是涉及一种基于双通道的云服务物联网网关系统。
背景技术
随着物联网产业的飞速发展，物联网网关与系统后台通信有着以下两种模式，一种是网关直接与业务系统直接相连，一种是网关连接到云平台，再由云平台提供服务给业务系统。第一种连接方式是比较传统的连接逻辑，业务系统需要管理网关链接、网关运行状态、下挂子设备信息及具体业务数据处理。第二种是近几年来兴起的pass服务平台，网关不直接连接业务系统，而是连接pass服务平台，再由pass服务平台提供服务接口给业务系统，网关链接、网关运行状态、下挂子设备信息由pass平台管理。同时物联网网关一般是根据前期项目方案设计就固定了上下行通信方式，如上行采用以太网下行采用zigbee通信。但上述连接方式均具有各自的缺陷，如：
1、第一种网关直接与业务系统连接方案，业务系统要同时管理网关链接、网关运行状态、下挂子设备信息及具体业务数据处理。对业务系统的数据量负载及程序开发复杂度有较高要求，特别业务系统公司对物联网通信行业不熟悉的公司需要对网关运行状态、下挂子设备信息等细节处理需要消耗大量人力；
2、第二种网关连接pass平台，通过pass平台提供服务接口给业务系统的方式带来了不少便利，但在数据保密性、安全性方面对pass平台要求很高，对一般企业去建立一个pass平台需要消耗不少人力和财力，若是选择开放性的pass平台需要将自己的业务数据通过平台转发，对企业数据的保密性带来一定风险，即使pass平台会承诺不偷窥业务数据；
3、固定通信方式的网关无法有效应对环境多样化的物联网场景应用，如现场有孤点应用，需要上行使用4G通信。现场勘察不足发现工程局部不方便部署RS485线，需临时调整通信方案的应用场景等。
以上缺陷，有待改善。
发明内容
为了克服现有的技术的不足， 本发明提供一种基于双通道的云服务物联网网关系统。
本发明技术方案如下所述：
一种基于双通道的云服务物联网网关系统，其特征在于，包括网关和云服务，所述网关通过有线或者无线网络分别与所述云服务和业务系统通信，所述业务系统还通过有线或者无线网络与所述云服务通信，所述网关还通过有线或者无线通信模块分别与若干个子设备通信；
所述网关用于接收所述子设备的信息，将所述子设备的管理维护信息上传至所述云服务，将所述子设备的业务信息上传至所述业务系统；
所述云服务用于管理所述网关和所述子设备，并为所述业务系统提供所述网关和所述子设备的信息及运行状态的查询服务接口。
根据上述方案的本发明，其特征在于， 所述网关与所述子设备通信的通信协议包括数据发送接口和数据接收接口、子设备档案管理接口、子设备组网维护、子设备信号强度信息接口，所述网关将所述子设备档案管理接口、所述子设备组网维护、所述子设备信号强度信息接口返回的信息统计成所述管理维护信息上报给所述云服务，所述网关将所述数据发送接口和所述数据接收接口返回的信息统计成所述业务信息上报给所述业务系统。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述网关通过以太网或者移动网络分别与所述云服务和所述业务系统通信，所述网关通过RS485、MBUS、zigbee、蓝牙mesh、lora或微功率无线通信模块与若干个所述子设备通信。
进一步的，所述网关自动选择通信正常或者通信信号好的通信通道与所述云服务和所述业务系统进行通信。
进一步的，所述网关上设置有若干个热插拔通信接口，所述网关自动识别插入的无线通信模块，并选择对应的驱动程序驱动模块。
进一步的，所述云服务管理所述子设备的信息配置、通信组网方式、通信组网细节及故障维护细节。
进一步的，所述云服务管理所述网关的通信链接、现场停上电事件信息及所述子设备的通信故障。
更进一步的，所述云服务将不能远程解决的故障信息发送给所述业务系统维护处理。
更进一步的，所述云服务监控和调节所述网关的下行无线网络组网通信状态，当现场通信网络出现异常节点时，自动调整所述网关的下行无线网络通信路径。
更进一步的，所述云服务管理所述网关的位置信息。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述网关通过停电检测电路检测现场停电信息，并上传至所述云服务通知后台运维人员检修。
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过双服务器通道通信，将维护业务和数据业务分离，让物联网通信公司专注通信服务，让业务公司专注业务数据处理，简化业务公司系统研发流程，同时可以达到业务数据不经过第三方云平台，达到业务数据保密性的需求；
2、通信和业务数据处理分离能更准确及时的确定现场故障问题，由专业的公司做自己专业的事情能达到更高的效率；
3、采用多模式通信插拔式设计，客户可根据现场需求临时调整通信方案，便于应对环境多样化情况下的物联网通信场景应用；
4、云服务有开放性公网部署，也可企业私有采购工控机本地部署，所有外网访问的业务都统一与公网云服务对接通信，不具备外网访问的业务与本地化云服务对接通信。
5、对于业务系统不需要长久开机应用的情况，可只对业务数据有需求的时候再开机，通过云服务智能管理设备运行状态，能够节省业务系统的用电，同时云服务可采用本地化部署，大大减少电能的消耗。
附图说明
图1为本发明的原理框架图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种基于双通道的云服务物联网网关系统，包括网关和云服务，网关通过有线或者无线网络分别与云服务和业务系统通信，业务系统还通过有线或者无线网络与云服务通信，网关还通过有线或者无线通信模块分别与若干个子设备通信。网关用于接收子设备的信息，将子设备的管理维护信息（如子设备的配置信息、通信组网信息、通信成功率信息及故障异常信息等等）上传至云服务，将子设备的业务信息上传至业务系统。云服务用于管理网关和子设备，并为业务系统提供网关和子设备的信息及运行状态的查询服务接口。
本发明通过双服务器通道通信，将维护业务和数据业务分离，让物联网通信公司专注通信服务，让业务公司专注业务数据处理，简化业务公司系统研发流程，同时可以达到业务数据不经过第三方云平台，达到业务数据保密性的需求；通信和业务数据处理分离能更准确及时的确定现场故障问题，由专业的公司做自己专业的事情能达到更高的效率。
在本实施例中，网关与子设备通信的通信协议（如zigbee通信协议）包括数据发送接口和数据接收接口、子设备档案管理接口、子设备组网维护、子设备信号强度信息接口等等接口，网关将子设备档案管理接口、子设备组网维护、子设备信号强度信息接口等等接口返回的信息统计成管理维护信息上报给云服务，网关将数据发送接口和数据接收接口返回的信息统计成业务信息上报给业务系统。
在本实施例中，网关通过以太网或者4G/5G移动网络分别与云服务和业务系统通信，网关通过RS485、MBUS、zigbee、蓝牙mesh、lora或微功率无线通信模块与若干个子设备通信，网关集成多种通信模块，客户可根据现场需求临时调整通信方案，能够有效应对环境多样化的物联网场景应用。
优选的，网关自动选择通信正常或者通信信号好的通信通道与云服务和业务系统进行通信。如当以太网通信链路正常时，网关会发起两路SOCKET分别与云服务和业务系统通信；而当以太网通信链路异常时，通过4G/5G移动网络链路分别与云服务和业务系统通信。同时，网关内配置有多个热插拔4G/5G通信模块，可配置不同运营商的卡，可防止运行商网络临时故障带来的风险。
优选的，网关上设置有若干个热插拔通信接口，热插拔通信接口上设置有3个识别引脚，网关在上电初始化器件根据识别引脚自动识别插入的无线通信模块，并选择对应的驱动程序驱动模块。
优选的，网关采用ARM9+嵌入式linux系统，该系统运行稳定，且程序采用多进程多线程架构设计，能保证网关24小时不间断稳定运行。
优选的，网关内设置有大容量电容及停电检测电路，通过停电检测电路检测现场停电信息，并上传至云服务通知后台运维人员检修。同时，网关能够对RS485、MBUS通信的短路、断路进行智能判断并上传至云服务通知后台运维人员检修。
在本实施例中，云服务管理子设备的信息配置、通信组网方式、通信组网细节及故障维护细节，让业务系统摒弃对下行通信方式的深入了解，专注业务数据处理。
优选的，云服务还用于管理网关的通信链接、现场停上电事件信息及子设备的通信故障。同时，对云服务不能远程解决的故障信息发送给业务系统维护处理。
优选的，云服务还用于监控和调节网关的下行无线网络组网通信状态，当现场通信网络出现异常节点时，自动调整网关的下行无线网络通信路径，优化网络通信。
优选的，云服务还用于管理网关的位置信息，支持定位功能，方便运维人员快速找到网关及子设备安装位置。
优选的，云服务还用于管理网关内的物联网卡，对接物联网卡的运营商平台，用于管理上网资费查询、激活、充值等等。
优选的，云服务还用于看护网关的工作状态，展示状态标签，向后台运维人员推送报警、异常等突发事件。
优选的，云服务还用于管理网关和子设备的程序版本，并对需求升级的设备进行远程升级。
在本实施例中，云服务可根据客户需求独立配置一台工控机本地化部署，采用简化版工控机做服务器，大大减少电能的消耗。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于双通道的云服务物联网网关系统，其特征在于，包括网关和云服务，所述网关通过有线或者无线网络分别与所述云服务和业务系统通信，所述业务系统还通过有线或者无线网络与所述云服务通信，所述网关还通过有线或者无线通信模块分别与若干个子设备通信；
所述网关用于接收所述子设备的信息，将所述子设备的管理维护信息上传至所述云服务，将所述子设备的业务信息上传至所述业务系统；
所述云服务用于管理所述网关和所述子设备，并为所述业务系统提供所述网关和所述子设备的信息及运行状态的查询服务接口。
2.根据权利要求1所述的基于双通道的云服务物联网网关系统，其特征在于， 所述网关与所述子设备通信的通信协议包括数据发送接口和数据接收接口、子设备档案管理接口、子设备组网维护、子设备信号强度信息接口，所述网关将所述子设备档案管理接口、所述子设备组网维护、所述子设备信号强度信息接口返回的信息统计成所述管理维护信息上报给所述云服务，所述网关将所述数据发送接口和所述数据接收接口返回的信息统计成所述业务信息上报给所述业务系统。
3.根据权利要求1所述的基于双通道的云服务物联网网关系统，其特征在于，所述网关通过以太网或者移动网络分别与所述云服务和所述业务系统通信，所述网关通过RS485、MBUS、zigbee、蓝牙mesh、lora或微功率无线通信模块与若干个所述子设备通信。
4.根据权利要求3所述的基于双通道的云服务物联网网关系统，其特征在于，所述网关自动选择通信正常或者通信信号好的通信通道与所述云服务和所述业务系统进行通信。
5.根据权利要求3所述的基于双通道的云服务物联网网关系统，其特征在于，所述网关上设置有若干个热插拔通信接口，所述网关自动识别插入的无线通信模块，并选择对应的驱动程序驱动模块。
6.根据权利要求3所述的基于双通道的云服务物联网网关系统，其特征在于，所述云服务管理所述子设备的信息配置、通信组网方式、通信组网细节及故障维护细节。
7.根据权利要求3所述的基于双通道的云服务物联网网关系统，其特征在于，所述云服务管理所述网关的通信链接、现场停上电事件信息及所述子设备的通信故障。
8.根据权利要求5所述的基于双通道的云服务物联网网关系统，其特征在于，所述云服务监控和调节所述网关的下行无线网络组网通信状态，当现场通信网络出现异常节点时，自动调整所述网关的下行无线网络通信路径。
9.根据权利要求5所述的基于双通道的云服务物联网网关系统，其特征在于，所述云服务管理所述网关的位置信息。
10.根据权利要求1所述的基于双通道的云服务物联网网关系统，其特征在于，所述网关通过停电检测电路检测现场停电信息，并上传至所述云服务通知后台运维人员检修。
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