CN113810271A - 一种物联网网关南向设备接口代理装置及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述的一种物联网网关南向设备接口代理装置及实现方法，包括北向交互处理模块、南向交互处理模块、数据中介模块、接口配置管理模块和接口配置文件，其可在整个系统通用的前提下，最大限度降低异构终端设备接入带来的系统复杂性，大大简化各种不同南向通信协议适配软件的开发，降低开发的复杂性，提高开发的效率，还支持对不同技术和协议的物联网终端管理功能实施的一致性。

Description

一种物联网网关南向设备接口代理装置及实现方法

技术领域

本发明涉及物联网领域，具体是涉及一种物联网网关南向设备接口代理装置及其实现方法。

背景技术

物联网涉及到广泛的技术和标准，特别是在终端方面，多样化的需求和广泛的互联决定了这些技术和标准必须在一个大的开放系统中共存，因此，终端的适配是开放和通用的物联网服务系统必须解决的问题。

现有的物联网网关中的南向接口与网关的其他部分是以紧耦合方式形成整体功能的。在实际运用中，这种方式有以下问题：1)网关的扩充性较差，如果有使用新协议的终端设备需要接入，则必须对网关进行改造或更换，运行的中断是不可避免的；2)复杂的接口适配处理对网关的处理能力提出了较高的要求，不利于网关接入能力的扩充；3)有些接口会对接口的位置、传输等提出要求，这使得网关的部署的灵活性大大降低，造成网关部署的困难。

虽然现在也有一些针对上述其中一个或多个问题的研究，如，专利申请号为201310008133.9的一种基于物联网终端的接入适配方法和装置，采用的方法是根据事先配置好的协议转换规则，把不同类型的接入终端的数据转换成规定好的统一格式的数据，其不足在于：虽然能够适配多种协议，但是协议转换的功能固化在网关中，一旦需要适配新的协议，就必须修改网关代码；一来会增加开发工作量，二来会影响网关工作稳定性。专利申请号为202010363212.1的一种多协议适配的物联网终端及其协议自适应方法，其通过神经网络学习来实现终端的多协议的自适应适配，其侧重点在于终端数据的接收和协议转换，无法对终端进行管理。如，文献1介绍了物联网网关与传感器终端通信时，有哪些无线通信技术和有线连接方式。其侧重点在于描述网关与终端的通信技术，而如何灵活接入并没有介绍。[1]赵文东,李建功,王伟华.物联网网关与传感器终端通信适配相关技术分析[J].信息通信技术,2012,6(05):61-67.

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种物联网网关南向设备接口代理装置及其实现方法，其可在整个系统通用的前提下，最大限度降低异构终端设备接入带来的系统复杂性，大大简化各种不同南向通信协议适配软件的开发，降低开发的复杂性，提高开发的效率，还支持对不同技术和协议的物联网终端管理功能实施的一致性。

本发明所述的一种物联网网关南向设备接口代理装置，包括北向交互处理模块、南向交互处理模块、数据中介模块、接口配置管理模块和接口配置文件，其中，

南向交互处理模块用于接收南向设备或总线传输的数据，并将其接收的数据处理后传输给数据中介模块，或接收数据中介模块发送的数据并将其传输给南向设备或总线；

数据中介模块用于在南向交互处理模块、北向交互处理模块及接口配置管理模块之间进行数据交换；

北向交互处理模块用于完成对网关的内部或外部接口；

接口配置管理模块用于处理数据中介模块传输的被代理的需要终端配置数据，同时管理所述南向设备本身的配置；

接口配置文件用于保存所述南向设备本身及被代理的南向设备的配置信息。

本发明所述的接口代理装置通过其结构组成，实现通信接入和协议转换、应用数据适配、终端设备全局地址代理、终端设备配置和管理等功能。

虽然概念上是网关的一个组成部分，但由于其结构的优势，实际实现时可以灵活部署，既可以部署于网关内部，也可以部署于物联网终端内部，还可以独立部署或部署于服务端的会聚部分，其中服务端的会聚部分实现的是服务端的网关等价功能，用于通过公众网或广域通信网直接接入终端设备。

进一步的，介入通常的网关与终端设备的接口，所述代理装置的北向通过内部线程间或进程间通信或外部接口与网关主体部分交互，代理装置的南向则与物联网终端设备交互，在其支持下，接入网关的终端设备的各层通信协议的类型可不受限制。

终端设备的概念涵盖了物联网传感/执行终端、边缘计算设备、下级会聚设备等，本发明中，描述通过网关(会聚设备)中的南向设备接口代理装置接入物联网服务系统或服务平台的终端设备时，我们简称为“南向设备”。

采用上述接口代理装置实现代理的方法，所述方法包括由终端发起的通信和由服务端发起的通信。

其中，由终端发起的通信方法的步骤为：

步骤1-1、南向设备发出周期性的心跳信号，表示其在线；

步骤1-2、接口代理装置对心跳信号和正常的南向设备发起的主动通信数据进行统一处理，若南向设备无法发出心跳信号，接口代理装置则根据接口配置文件中的配置，代替终端发送心跳；

步骤1-3、接口代理装置通过南向交互处理模块收到心跳或通信数据以后，由数据中介模块进行南向设备标识和协议数据的转换；

步骤1-4、转换后的数据通过北向交互处理模块发送给网关；

步骤1-5、网关收到由南向设备发来的数据后，将数据转发至服务端，并更新终端路由表，终端路由表中指示该南向设备所经由的接口路由，即本发明所述的南向设备接口代理装置。

其中，由服务端发起的通信方法的步骤为：

步骤2-1、网关收到服务端发往南向设备的数据后，根据其南向设备标识到终端路由表和接口路由表确定该数据应当发往的代理接口；一个网关可以接入多个接口代理装置，每个接口代理装置对应一个南向设备接口，一个南向设备接口可以接入一个或多个终端；

步骤2-2、通过该代理接口，网关将数据发往接口代理装置；

步骤2-3、接口代理装置收到数据后，由接口代理装置的数据中介模块根据配置文件的内容对设备标识和数据格式进行转换；

步骤2-3、南向交互处理模块将转换后的数据发往南向设备。

本发明所述的有益效果为：本发明所述的南向设备接口代理装置，在整个系统通用的前提下，最大限度降低异构终端设备接入带来的系统复杂性，使得处于装置层的异构设备能够统一有效地接入和融入包括应用层、业务支持和应用支持层以及网络层的整个物联网体系，使其成为其中的有机组成部分并保持配置的灵活性。

通过将接口管理、协议适配、全局标识处理这些与接口协议有关的功能与网关分离，本发明具有以下优势：

1)由于本发明所述的接口代理装置运行的自治性，它的部署可以十分灵活，既可以作为网关的组成部分，也可以作为终端设备的组成部分，还可以独立部署或在服务器端部署，大大提高了网关设备部署的灵活性和终端设备接入的灵活性；

2)由于部署的灵活性，可以在不改变网关以及不中断运行的情况下，迅速接入不同协议的新的终端设备；

3)一般情况下，终端设备都是直接接入网关，因此网关中需要开发代码、不断升级，来适应不同类型的终端设备；本发明中，终端设备通过代理接口装置接入网关，这就意味着网关中只需要与接口代理进行通信，而适配不同类型的南向终端的功能就交给了接口代理装置，对于网关来说就简化了功能，不需要不断升级。由于核心功能的简化，本发明有助于提高网关的可靠性、稳定性和对不同协议设备的适应性；

4)在本发明的支持下，通过一个统一的应用数据结构和物联网基础系统的支持，还可以大大简化各种不同南向通信协议适配软件的开发，降低开发的复杂性，提高开发的效率。

5)在本装置的支持下，可以实现针对不同技术和协议的物联网终端管理功能实施的一致性。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明所述的网关南向设备在物联网系统中的位置和关联关系示意图；

图2为本发明所述的网关南向接口代理装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明所述的一种物联网网关南向设备接口代理装置，可实现南北向交互、配置管理、数据中介等功能，其结构如图2所示，包括北向交互处理模块、南向交互处理模块、数据中介模块、接口配置管理模块和接口配置文件，其中，

南向交互处理模块南向交互处理模块用于接收南向设备或总线传输的数据，并将其接收的数据处理后传输给数据中介模块，或接收数据中介模块发送的数据并将其传输给南向设备或总线；其主要完成设备标识的处理、协议数据的转换、南向通信接入的功能，它处理的数据既包括物联网应用数据，也包括终端的管理控制数据。南向交互处理模块和数据中介部分接口的数据格式是统一的内部应用数据格式；而对南向，则是它所代理的南向设备采用的通信协议和数据格式；

数据中介模块主要实现本装置内部数据路由功能，在南向交互处理模块、北向交互处理模块及接口配置管理模块之间进行如下数据交换：

1)解析来自北向交互处理模块的数据，根据数据的内容和系统配置，分别将数据发送到接口配置管理模块或南向交互处理模块，一般情况下，这种转发由数据包中的设备ID决定的；

2)解析来自接口配置管理模块的数据，根据其内容和系统配置，分别转发到北向的网关路由部分或南向交互处理模块，一般情况下这种转发的依据是数据包的功能和设备标识；

3)解析来自南向交互处理模块的数据，根据其内容和系统配置，将其转发到接口配置管理模块或北向交互处理模块，一般情况下，这种转发的依据是数据包的功能。

上述的这些转发功能的策略是可以配置的，在运行中，这种配置可以根据应用的需要而动态改变；

北向交互处理模块，完成对网关的内部接口，特别是和其应用通信路由部分的接口；

接口配置管理模块实现两方面的管理：一方面，它管理本装置本身的配置；另一方面，它还处理被代理的南向设备的配置，如IP地址，端口号等等；

接口配置文件保存本装置本身和被代理的南向设备的配置信息，这些配置信息可以在服务端通过统一的应用数据通信协议进行更改。本装置启动时，需要读取接口配置文件，并将其保存在程序变量中；程序运行中，如果这些变量按应用的要求改变，则需要更新配置文件。

图2是本发明所述的网关南向设备接口代理装置的抽象结构，可以以不同的方式实现。一般情况下，它可作为网关组成部分实现；但作为一个抽象结构，它也可以以其他方式实现，例如以独立硬件方式实现或合并到被代理终端硬件环境中实现。不同实现的最大区别在于其北向接口所采用的方式，如果在网关内部实现，它可以是一般的程序调用或进程线程通信，否则必须用网络或其他通信总线与网关连接。

和以往的网关南向接口不同，本发明所述的接口代理装置可以灵活地配置和部署，只要配置不同的“北向接口处理模块”就可进行不同的部署，例如：

1)所述北向交互处理模块使用内部线程间或进程间交互，就可以将本装置集成到网关或服务端终端会聚部分的硬件和操作系统环境中，此时，本装置就以软件模块的形式存在；

2)所述北向交互处理模块使用串口，就可以将本装置通过网关的串口或USB接口接入网关，此时，本发明所述的装置就以独立硬件模块的形式存在；

3)所述北向交互处理模块使用以太网或WiFi，使本发明所述的装置通过局域网接入网关，此时，本设备即以独立硬件模块的形式存在。

无论何种方式接入网关，本发明所述网关南向设备接口代理装置的启动可以独立于网关的启动。接口代理装置启动时，即周期性地通过北向接口处理模块向网关发送本身的心跳信息，心跳信息中包含了接口代理装置的全局设备地址和功能的指示，使网关了解已经有哪些代理装置接入系统；网关收到心跳信号后，会在其接口路由表中建立一条记录，表示有了一个新的路由，记录的键是该代理的全局设备标识，值则是相关的接口队列或接口线程的句柄。

与此同时，接口代理装置还转发或代理发送其南向接口接入的南向设备的心跳，以便系统的其他部分确认南向设备的存在以及构造其通信路由信息。

如果本发明所述的网关南向设备接口代理装置先于网关启动，这种周期性的发送也可以保证在网关启动后就可以根据心跳建立接口路由。

与此同时，本发明所述的网关南向接口代理装置还根据接口配置文件配置它的南向接口(即终端设备)，配置文件的格式和内容与接口的类型有关。例如，南向接口是串行接口时，内容中会有诸如波特率、数据字长、停止位、校验位等数据。经过配置，本网关的接口代理装置就可以与南向的终端设备交互了。

本接口代理装置以下面的方式运行，以使南向设备能够相继通过本装置、网关、通信网络与服务端通信，进而为物联网应用提供服务。终端发起的通信过程步骤为：

步骤1-1、南向设备发出周期性的心跳信号，表示其在线；

步骤1-2、接口代理装置对心跳信号和正常的南向设备发起的主动通信数据进行统一处理，若南向设备无法发出心跳信号，接口代理装置则根据接口配置文件中的配置，代替终端发送心跳；

步骤1-3、接口代理装置通过南向交互处理模块收到心跳或通信数据以后，由数据中介模块进行南向设备标识和协议数据的转换；

步骤1-4、转换后的数据通过北向交互处理模块发送给网关；

步骤1-5、网关收到由南向设备发来的数据后，将数据转发至服务端，并更新终端路由表，终端路由表中指示该南向设备所经由的接口路由。

由服务端发起的通信方法的步骤为：

步骤2-1、网关收到服务端发往南向设备的数据后，根据其南向设备标识到终端路由表和接口路由表确定该数据应当发往的代理接口；

步骤2-2、通过该接口，网关将数据发往接口代理装置；

步骤2-3、接口代理装置收到数据后，由接口代理装置中的数据中介模块根据配置文件的内容对南向设备标识和数据格式进行转换；

步骤2-3、南向交互处理模块将转换后的数据发往南向设备。

本发明所指的物联网的概念和结构遵从IUT-T Y.2060建议(以下简称“Y.2060”)，包括其中以下方面的能力和功能：

1)建议结构中包括装置能力和网关能力的装置层次能力；

2)建议中与通信网的直接互动和间接互动功能的能力；

3)具有建议中的多重接口的支持能力；

4)建议中实现IoT的基础通用管理能力的部分功能。

由于Y.2060的抽象性，本发明还基于对物联网应用层体系进一步具体化的描述：“一种抽象的物联网应用框架系统及实现方法”(以下简称“应用框架”，已申请专利，申请号：201911226276.0)。该框架系统遵从Y.2060，涉及其中应用结构的具体化，主要从应用角度触发，描述Y.2060各部分之间的关联关系。本发明涉及应用框架中的设备(装置)会聚和终端设备部分，可以看作是对框架这些部分的进一步具体化。

本发明中，“网关”一词和应用框架中的“设备会聚”概念是等价的。

按照上述应用框架来搭建的物联网系统如图1所示，其中核心部分是物联网基础系统。物联网基础系统包括服务端设备会聚和网关两部分，主要实现传感数据接入和管理、基础数据配置、协议适配、数据服务等功能。物联网基础系统的北向是根据需求开发的物联网应用，而南向是物联网终端设备。

本发明所述的物联网网关南向设备，其在整个物联网系统(以下简称“系统”)中的位置如图1所示，它既可以处于位置①，用于与通信网直接交互的终端③直接接入支持平台；也可以处于位置②，用于与通信网间接交互的终端④通过网关接入支持平台。

针对①、②两种接口的本发明所述网关南向设备的结构是一致的，唯一的不同是它们处理的异构接口集合的重点有所不同，处于位置①所在的服务端的本装置重点针对的是广域网接口，如通过广域网的TCP/UDP以及CoAP、NB-IoT以及LoRa等承载的上层协议；而处于位置②所在的现场本装置重点处理的是局域网(LAN)、个域网(PAN)或现场总线接口，如Zigbee、通过以太网或WiFi的TCP/UDP、Z-Wave、CAN承载的各种上层协议以及RS-485承载的各种上层协议等。

本发明所述的接口代理装置接入的物联网终端设备可以以两个维度分类：

1)按交互方式分类，可分为1类和2类两种类型，其中，1类：直接交互的物联网终端设备(对应于图1中的③)；2类：间接交互的物联网终端设备(对应于图1中的④)；

2)按应用层接口协议分类，可分为a和b两种类型，其中，a类：物联网终端设备中的北向接口直接采用内部应用层通信协议；b类：北向接口为其他需要适配的协议。

这样，终端就可以分为1a、1b、2a、2b四类，这里描述的接口代理装置处理的主要是2a和2b类终端。如果接入1a和1b类终端，南向设备接口就蜕变成一般的接口，只处理底层通信，并不涉及终端设备的应用数据、全局标识、终端管理等方面的处理。

在物联网系统中，本接口代理装置完成如下功能：

1)接入通信功能：处理通过可调用接口，接入使用的接口通信协议，不同的接口类型的本网关的接口代理装置可以处理不同的南向通信协议；

2)应用数据解析和转换适配功能：从承载层的通信协议中提取应用通信数据，并形成内部应用通信数据结构。和一般的通信功能不同，物联网应用数据的通信路由很难简单地用目标地址来确定，因为多数物联网终端无法自己生成目标地址，所以很多情况下通过路由选择的定义从应用数据中获取路由信息；此外，为了进行数据格式的转换，也必须得到应用数据，然后才能进行转换；

3)标识代理功能：将采用不同技术的南向设备的局部设备标识转换为内部统一的应用数据标识，使其代理的南向设备能够在整个Internet通信网络的范围内实现全局寻址；

4)终端管理的代理功能：不同的异构终端有不同的管理规范和方法，而系统中有一套通用的管理规范，终端管理的代理功能实现二者的转换；对于能够映射到通用管理规范的管理功能由系统的管理部分实现，不能映射的，则在系统数据交换功能的支持下由应用来处理；终端管理的功能包括终端的配置、管理信息交换(如心跳、状态信息)等。

在图1所描述的系统中，所有设备及其包含的需要交互的数据都能够在通信网络可达的范围内寻址，寻址的依据是设备的全局标识和其包含的端点标识，在应用层通信的数据结构中，包含了这些地址信息。

但对于2a或2b类设备来说，它们会有自己的应用标识体系，这些标识体系大致可以分为两类：一类是可以进行通信网络范围内的全局寻址，例如NBIOT设备；另一类是局限于设备现场的寻址，例如Modbus从站设备。本发明所述的接口代理装置需要对这两种标识进行转换，使之与系统的标识体系一致，以便进行通信网络范围内的寻址。

设备标识的映射方法如下：

1)对于有全局寻址能力的设备来说，可以进行南向设备标识的一对一全局映射，并将映射作为配置文件的项目，存放到本装置的数据文件；

2)对于后一类设备，则需根据其南向设备标识的具体情况进行代理或映射。

南向设备的局部标识只在一定的范围内有效，例如，一条总线上的设备只能在这条总线上实现唯一寻址。在本发明中，这条总线可以由一个接口代理来处理，这个接口代理就承担了总线的全局地址代理功能。

对于局部标识来说，本发明所述的网关南向设备有两种代理方式：

完全代理：为每个南向设备指定一个设备标识，用转换后的设备标识直接寻址；

部分代理：用一定的算法，用本装置的地址和南向设备的局部地址作为变量，生成代理地址。这时，全局寻址只针对本装置寻址，南向设备的地址由本装置从数据结构中包含的局部地址信息来形成。

无论采用何种方式，如果本发明所述的网关的接口代理装置和网关集成，则它所代理的设备的全局标识在系统中是不可移动的，如果移动到其他位置，它的全局标识也会随着接口代理装置标识配置而被改变；如果需要移动，可以采取将本装置附加到终端设备的方式来配置边缘设备。

端点标识的映射方式如下：

1)点到点映射：将南向设备的数据端点映射为系统统一的数据端点，这种方式适用于不需要设备原有通信协议数据通过系统透明传输的情况；

2)字节映射：不进行端点映射，将其数据中每个字节映射为一个端点，这种方式适用于需要对原有通信协议数据进行透明传输的场合。

除了数据格式和寻址问题以外，在物联网接入的各种终端设备中，采用的M2M的通信机制各不相同，例如，有CoAP那样采用RestFul方式主动与服务器交互，在其不发出请求的情况下，服务器无法主动向其发送数据；也有像Modbus从站那样，无法主动发送数据，必须经过主站的轮询才能发送。

作为通用的物联网系统，必须能够兼容上述不同的M2M的通信方式，为不同的应用和不同的环境提供服务。

对于这些情况和目标再结合上述的数据格式转换和寻址的要求，在内部通信协议和通信数据结构时，必须加以考虑。本发明的应用数据结构的基本要素集合就是在考虑这些因素的前提下形成的。这个基本数据集合包括如下内容：

连接参考：主要用于在无持续连接的底层基础上，建立应用层的持续连接；

功能码：用于指示数据结构的应用功能，在只包含一个设备标识的结构中，也用于基于策略的路由选择操作。特别地，功能码中有专门用于透明数据传输的编码，可以透明地传输不同协议的协议数据结构；

设备标识：一般指南向设备的标识。数据结构中可以只含有一个设备标识作为地址信息。这是因为物联网环境下的通信数据和一般的通信网不同，特别是在路由方面；在系统中，路由并不是由设备地址唯一确定，而是由多种因素来决定，而且很多情况下不是一对一的；

端点标识：用于标识南向设备内部的数据地址；

端点个数或数据长度：配合端点标识，指示数据的长度；

数据：数据结构传输的数据。可以与功能码配合传送不同格式的数据；

在系统中，上述基本数据集合的多数字段可以根据不同情况用于基于策略的路由选择机制。

应用数据结构基本要素集合为基本数据结构，但在某些特定的接口上，因为通信的需要，可能需要增加一些其他的成分，例如：

4)用于保证通信安全和可信的成分；

5)用于保证可靠传输的成分；

6)用于保证时延或时延均衡的成分。

当本装置不与网关合并设置时，可能需要这些成分。

实际实现时，根据不同接口点的实际情况，可以采用不同的方式表达应用数据结构，例如，采用二进制数据位置、用JSON键值对或用XML标记来表达组成成分。实现时，要保证这些表达方式是可以等价转换的。

本发明所述的物联网网关南向设备的接口代理装置及其实现方法，遵从ITU-TY.2060建议物联网的概念、结构和能力的描述，能够保证长期运行的稳定性、与当前以及今后的物联网异构系统的互操作性以及对不同应用的广泛适应性；一个网关设备可以容纳多个不同类型的本装置，以实现多种异构通信接口的设备通过一个网关的统一接入；在应用框架设备会聚概念的支持下，本发明中的装置既可以用于Y.2060表述的装置与网络的直接互动，也可以用于其表述的装置与网络的间接互动。

本发明涉及的系统能够在应用层次上，将不同技术、不同标准终端的应用数据结构转换为统一的应用数据格式，并能够保证物联网应用能够适应包括业务支持和特殊支持层、网络层、装置层等层次的物联网系统其他组成部分

本发明中的南向接口代理装置具有双重性，它既是应用框架中的一种终端设备，也是一种被其代理的其他设备的接口装置，这就保证了应用数据通信和设备管理控制数据通信的一致性，简化了整个系统的通信设置；作为终端设备，它完成的是本身和被代理装置的管理功能以及被代理装置的数据转换功能，属于一种处于网路边缘的处理设备或称边缘计算设备；作为接口设备，从概念上看，它接入不同终端设备的不同配置的OSI参考结构或Internet层次结构传输层，完成从接口中获取应用数据的功能。

以上所述仅为本发明的优选方案，并非作为对本发明的进一步限定，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的各种等效变化均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种物联网网关南向设备接口代理装置，其特征在于，包括北向交互处理模块、南向交互处理模块、数据中介模块、接口配置管理模块和接口配置文件，其中，

南向交互处理模块用于接收南向设备或总线传输的数据，并将其接收的数据处理后传输给数据中介模块，或接收数据中介模块发送的数据并将其传输给南向设备或总线；

数据中介模块用于在南向交互处理模块、北向交互处理模块及接口配置管理模块之间进行数据交换；

北向交互处理模块用于完成对网关的内部或外部接口；

接口配置管理模块用于处理数据中介模块传输的被代理的需要终端配置数据，同时管理所述南向设备本身的配置；

接口配置文件用于保存所述南向设备本身及被代理的南向设备的配置信息。

2.根据权利要求1所述的一种物联网网关南向设备接口代理装置，其特征在于，介入通常的网关与终端设备的接口，所述代理装置的北向通过内部线程间或进程间通信或外部接口与网关主体部分交互，代理装置的南向则与物联网终端设备交互，在其支持下，接入网关的终端设备的各层通信协议的类型可不受限制。

3.采用权利要求1-2任一项所述的一种物联网网关南向设备接口代理装置实现代理的方法，其特征在于，所述方法包括由终端发起的通信和由服务端发起的通信。

4.根据权利要求3所述的一种物联网网关南向设备代理的方法，其特征在于，由终端发起的通信方法的步骤为：

步骤1-1、南向设备发出周期性的心跳信号，表示其在线；

步骤1-2、接口代理装置对心跳信号和正常的南向设备发起的主动通信数据进行统一处理，若南向设备无法发出心跳信号，接口代理装置则根据接口配置文件中的配置，代替终端发送心跳；

步骤1-3、接口代理装置通过南向交互处理模块收到心跳或通信数据以后，由数据中介模块进行南向设备标识和协议数据的转换；

步骤1-4、转换后的数据通过北向交互处理模块发送给网关；

步骤1-5、网关收到由南向设备发来的数据后，将数据转发至服务端，并更新终端路由表，终端路由表中指示该南向设备所经由的南向设备接口代理装置。

5.根据权利要求3所述的一种物联网网关南向设备代理的方法，其特征在于，由服务端发起的通信方法的步骤为：

步骤2-1、网关收到服务端发往南向设备的数据后，根据其南向设备标识到终端路由表和接口路由表确定该数据应当发往的代理接口；

步骤2-2、通过该代理接口，网关将数据发往接口代理装置；

步骤2-3、接口代理装置收到数据后，由接口代理装置的数据中介模块根据配置文件的内容对设备标识和数据格式进行转换；

步骤2-3、南向交互处理模块将转换后的数据发往南向设备。

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