CN113985777A - 基于窄带物联网的云端网管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于窄带物联网的云端网管，包括窄带物联网终端、窄带物联网NB0‑TOT蜂窝基站、窄带物联网核心网、窄带物联网连接管理平台、行业运用服务器、适配器模块、交换机、单片机、客户端、云端网关和云端服务器，所述窄带物联网终端的输出端与窄带物联网NB0‑TOT蜂窝基站的输入端连接，所述窄带物联网NB0‑TOT蜂窝基站的输出端与窄带物联网核心网的输入端连接；通过窄带物联网终端、窄带物联网NB0‑TOT蜂窝基站、窄带物联网核心网、适配器模块、交换机、单片机、客户端、云端网关和云端服务器的设置，达到了共同构建基于窄带物联网的云端网管的效果，能够便于工作人员登录客户端检查问题，且能够及时知悉造成问题的原因，可以便于工作人员及时维修或查看。

Description

基于窄带物联网的云端网管
技术领域
本发明属于云端网管领域，具体涉及基于窄带物联网的云端网管。
背景技术
窄带物联网成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级，NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖；
无线传感器网络是一项通过无线通信技术把数以万计的传感器节点以自由式进行组织与结合进而形成的网络形式。构成传感器节点的单元分别为：数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元。其中数据采集单元通常都是采集监测区域内的信息并加以转换，比如光强度跟大气压力与湿度等；数据传输单元则主要以无线通信和交流信息以及发送接收那些采集进来的数据信息为主；数据处理单元通常处理的是全部节点的路由协议和管理任务以及定位装置等；能量供应单元为缩减传感器节点占据的面积，会选择微型电池的构成形式。无线传感器网络当中的节点分为两种，一个是汇聚节点，一个是传感器节点。汇聚节点主要指的是网关能够在传感器节点当中将错误的报告数据剔除，并与相关的报告相结合将数据加以融合，对发生的事件进行判断。汇聚节点与用户节点连接可借助广域网络或者卫星直接通信，并对收集到的数据进行处理；
当前企业网一般分为多张网，有接入网、管理网和监控网等，向下的网络需要逐层部署管理网以确保所有的交换机能够接入到管理网络中，额外增加了一张网，也增加了维护成本和不确定因素；
且网络设备离线后管理人员检查问题和维护较为麻烦，且需要去现场进行观察，由于企业网络外包的情况下，现场查看较为麻烦，不便于工作人员进行维修，为此，我们提出了基于窄带物联网的云端网管。
发明内容
本发明的目的在于提供基于窄带物联网的云端网管，以解决上述背景技术中提出的网络设备离线后管理人员检查问题和维护较为麻烦，且需要去现场进行观察，由于企业网络外包的情况下，现场查看较为麻烦，不便于工作人员进行维修的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
基于窄带物联网的云端网管，包括窄带物联网终端、窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站、窄带物联网核心网、窄带物联网连接管理平台、行业运用服务器、适配器模块、交换机、单片机、客户端、云端网关和云端服务器，所述窄带物联网终端的输出端与窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站的输入端连接，所述窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站的输出端与窄带物联网核心网的输入端连接，所述窄带物联网核心网与窄带物联网连接管理平台交互连接，所述窄带物联网连接管理平台与行业运用服务器交互连接，所述窄带物联网终端与适配器模块交互连接，所述适配器模块与交换机交互连接，所述交换机与客户端交互连接，所述客户端的输入端与云端网关的输出端连接，所述云端网关与云端服务器交互连接。
优选的，所述云安全钥匙包括处理器、加解密模块和USB控制器，加解密模块和USB控制器分别连接处理器，USB控制器通过USB接口连接客户端。
优选的，所述云端网关中还设有更新模块，用于所述客户端在对数据进行备份时，将所述被备份的数据的状态更新为待转移，等到所述被备份的数据备份至云端服务器之后，更新被备份数据的状态为稳定。
优选的，所述窄带物联网终端包括传感器和单片机，所述传感器和单片机分别与外接电源连接。
优选的，所述传感器与单片机为多组，所述传感器与单片机与外接电源电性连接，所述传感器内部设有物联网芯片。
优选的，所述窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站的物理层采用上下行物理信道，所述窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站采用重复发送的编码方式，通过重复发送编码提升信道条件在恶劣时的传输可靠性。
优选的，所述窄带物联网核心网接收控制指令后处理并判断是否正确的控制指令，所述窄带物联网核心网将正确的控制指令发送至单片机，所述窄带物联网核心网将错误的控制指令反馈至窄带物联网连接管理平台。
优选的，所述客户端的输入端与验证服务器的输出端连接，所述验证服务器的输入端与云安全钥匙的输出端连接。
优选的，所述客户端的输出端与预警模块的输入端连接，所述预警模块包括蜂鸣器与LED闪光灯，且蜂鸣器的预警声为由低至高，LED闪光灯为红绿相间。
本发明的技术效果和优点：本发明提出的基于窄带物联网的云端网管，与现有技术相比，具有以下优点：
一、通过窄带物联网终端、窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站、窄带物联网核心网、适配器模块、交换机、单片机、客户端、云端网关和云端服务器的设置，达到了共同构建基于窄带物联网的云端网管的效果，能够便于工作人员登录客户端检查问题，且能够及时知悉造成问题的原因，可以便于工作人员及时维修或查看，从而解决了网络设备离线后管理人员检查问题和维护较为麻烦，且需要去现场进行观察，由于企业网络外包的情况下，现场查看较为麻烦，不便于工作人员进行维修的问题；
二、对网络现场进行广覆盖，在同样的频段下，窄带物联网比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力，且具备支撑海量连接的能力，窄带物联网一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构，且能够自动检测控制指令是否正确，便于提醒工作人员知悉。
附图说明
图1为本发明的系统原理示意图；
图2为本发明的物联网芯片示意图；
图3为本发明的预警模块结构示意图。
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。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明提供了如图1-3所示的基于窄带物联网的云端网管，包括窄带物联网终端、窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站、窄带物联网核心网、窄带物联网连接管理平台、行业运用服务器、适配器模块、交换机、单片机、客户端、云端网关和云端服务器，窄带物联网终端的输出端与窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站的输入端连接，窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站的输出端与窄带物联网核心网的输入端连接，窄带物联网核心网与窄带物联网连接管理平台交互连接，窄带物联网连接管理平台与行业运用服务器交互连接，窄带物联网终端与适配器模块交互连接，适配器模块与交换机交互连接，交换机与客户端交互连接，客户端的输入端与云端网关的输出端连接，云端网关与云端服务器交互连接。
较佳地，云安全钥匙包括处理器、加解密模块和USB控制器，加解密模块和USB控制器分别连接处理器，USB控制器通过USB接口连接客户端；
通过采用上述技术方案，能够对内部网络进行加密，对内部网络进行保护，避免他人进入内部网络造成网络瘫痪的情况出现。
较佳地，云端网关中还设有更新模块，用于客户端在对数据进行备份时，将被备份的数据的状态更新为待转移，等到被备份的数据备份至云端服务器之后，更新被备份数据的状态为稳定；
通过采用上述技术方案，能够便于工作人员分别观察现在的备份数据，且能够便于工作人员区分以往的备份数据与现在备份数据的区别，便于观察内部网络的工作情况。
较佳地，窄带物联网终端包括传感器和单片机，传感器和单片机分别与外接电源连接。
较佳地，传感器与单片机为多组，传感器与单片机与外接电源电性连接，传感器内部设有物联网芯片；
通过采用上述技术方案，能够采集数据预存并发送给窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站，且窄带物联网芯片与窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站可以采用窄带物联网协议互相通信。
较佳地，窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站的物理层采用上下行物理信道，窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站采用重复发送的编码方式，通过重复发送编码提升信道条件在恶劣时的传输可靠性；
通过采用上述技术方案，能够保证在发送编码时的可靠性，避免因传输环境恶劣导致发送错误，影响内部网络的工作情况。
较佳地，窄带物联网核心网接收控制指令后处理并判断是否正确的控制指令，窄带物联网核心网将正确的控制指令发送至单片机，窄带物联网核心网将错误的控制指令反馈至窄带物联网连接管理平台。
较佳地，客户端的输入端与验证服务器的输出端连接，验证服务器的输入端与云安全钥匙的输出端连接；
通过采用上述技术方案，能够便于工作人员登录客户端，避免外部人员进入内部网络，导致网络瘫痪的情况出现。
较佳地，客户端的输出端与预警模块的输入端连接，预警模块包括蜂鸣器与LED闪光灯，且蜂鸣器的预警声为由低至高，LED闪光灯为红绿相间，能够在内部网络出现问题时，对工作人员进行预警，避免网络出现问题时工作人员不能及时知悉，造成利益损失的情况出现。
工作原理：通过窄带物联网终端、窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站、窄带物联网核心网、适配器模块、交换机、单片机、客户端、云端网关和云端服务器的设置，达到了共同构建基于窄带物联网的云端网管的效果，能够便于工作人员登录客户端检查问题，且能够及时知悉造成问题的原因，可以便于工作人员及时维修或查看，再通过传感器与单片机的设置，能够现场测控数据，且能够就近进入网络传输，在网络覆盖范围内实时发布和共享，传感器能与网络连接或通过网络使其与微处理器、计算机或仪器系统连接传感，且传感器与测控设备间再无需点对点连接，大大简化了连接电路，节省投资，易于系统维护，也使系统更易于扩充，且对网络现场进行广覆盖，在同样的频段下，窄带物联网比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力，且具备支撑海量连接的能力，窄带物联网一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构，且能够自动检测控制指令是否正确，便于提醒工作人员知悉从而解决了网络设备离线后管理人员检查问题和维护较为麻烦，且需要去现场进行观察，由于企业网络外包的情况下，现场查看较为麻烦，不便于工作人员进行维修的问题。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于窄带物联网的云端网管，包括窄带物联网终端、窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站、窄带物联网核心网、窄带物联网连接管理平台、行业运用服务器、适配器模块、交换机、单片机、客户端、云端网关和云端服务器，其特征在于：所述窄带物联网终端的输出端与窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站的输入端连接，所述窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站的输出端与窄带物联网核心网的输入端连接，所述窄带物联网核心网与窄带物联网连接管理平台交互连接，所述窄带物联网连接管理平台与行业运用服务器交互连接，所述窄带物联网终端与适配器模块交互连接，所述适配器模块与交换机交互连接，所述交换机与客户端交互连接，所述客户端的输入端与云端网关的输出端连接，所述云端网关与云端服务器交互连接。
2.根据权利要求1所述的基于窄带物联网的云端网管，其特征在于：所述云安全钥匙包括处理器、加解密模块和USB控制器，加解密模块和USB控制器分别连接处理器，USB控制器通过USB接口连接客户端。
3.根据权利要求1所述的基于窄带物联网的云端网管，其特征在于：所述云端网关中还设有更新模块，用于所述客户端在对数据进行备份时，将所述被备份的数据的状态更新为待转移，等到所述被备份的数据备份至云端服务器之后，更新被备份数据的状态为稳定。
4.根据权利要求1所述的基于窄带物联网的云端网管，其特征在于：所述窄带物联网终端包括传感器和单片机，所述传感器和单片机分别与外接电源连接。
5.根据权利要求4所述的基于窄带物联网的云端网管，其特征在于：所述传感器与单片机为多组，所述传感器与单片机与外接电源电性连接，所述传感器内部设有物联网芯片。
6.根据权利要求1所述的基于窄带物联网的云端网管，其特征在于：所述窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站的物理层采用上下行物理信道，所述窄带物联网NB0-TOT蜂窝基站采用重复发送的编码方式，通过重复发送编码提升信道条件在恶劣时的传输可靠性。
7.根据权利要求1所述的基于窄带物联网的云端网管，其特征在于：所述窄带物联网核心网接收控制指令后处理并判断是否正确的控制指令，所述窄带物联网核心网将正确的控制指令发送至单片机，所述窄带物联网核心网将错误的控制指令反馈至窄带物联网连接管理平台。
8.根据权利要求1所述的基于窄带物联网的云端网管，其特征在于：所述客户端的输入端与验证服务器的输出端连接，所述验证服务器的输入端与云安全钥匙的输出端连接。
9.根据权利要求1所述的基于窄带物联网的云端网管，其特征在于：所述客户端的输出端与预警模块的输入端连接，所述预警模块包括蜂鸣器与LED闪光灯，且蜂鸣器的预警声为由低至高，LED闪光灯为红绿相间。
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