CN202551364U

CN202551364U - 无线传感器网络多协议网关

Info

Publication number: CN202551364U
Application number: CN2012200876962U
Authority: CN
Inventors: 徐刚; 刘雪岩; 宗瞻; 凌育韶
Original assignee: SHANGHAI YIYUNWULIAN SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Shanghai Yi Yun health management consulting Co., Ltd.
Priority date: 2012-03-11
Filing date: 2012-03-11
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2022-03-11

Abstract

一种无线传感器网络多协议网关，包括微处理和一SMS模块，所述微处理器和SMS模块连接。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：（1）使用SMS模块内置入本网关（eC-GWSNG），在网关内建立了多通道指令处理逻辑；完善的响应触发机制。实现了网关多通道实时接收，即时响应后台监控中心的控制指令。（2）添加了SMS模块的网关，在网路通讯链路无法连接的情况下，后台管理中心照样可以对前端网关进行控制，并提高网关本身的容错能力、及时响应能力（报警）、采集数据的准确度；提高网关对环境变化的适应能力。

Description

无线传感器网络多协议网关

技术领域

本实用新型涉及一种网络领域，尤其涉及一种应用于物联网的无线传感器网络多协议网关。

背景技术

物联网中最基础、最庞大的部分是前端各种传感器，它们通过各种方式大量部署在被感知对象内部或者附近，构成分布式传感器节点（群）。但是，不同的传感器具有不同网络传输方式，它们本身没有统一的数据传输方式。这就造成了技术开发公司若要应用不同的传感器采集数据，必须在前端要构建不同的传输网关，以适应数据传输的需求。

网关的工作环境一般处于远端无人值守环境下，通常情况下网关预设所有工作参数后，就开始自主工作，用户若要进行参数修改，必须到达现场实地操作。现有最先进网关方案中，可以在后端通讯链路通畅的情况下，从后台监控中心下发指令，及时根据前端应用环境的变化对网关控制参数进行调整。

但是在实际应用中，前端设备工作环境变化具有很大的不确定性。由于网络通讯延迟、故障等各方面原因，现有网关解决方案无法保证后台监控中心的控制参数及时下发至前端网关，造成数据无法上传，数据丢失，数据采集错误，采集数据无效等各种严重问题。

同理，当前端网关采集数据含有各种重要及时报警信息时，现有网关解决方案对由于网络通讯延迟、故障等各方面原因造成的前端报警数据延迟、丢失等状况无法有效解决，造成较大的安全隐患。

如上所述，现有前端网关对网络通讯链路的依赖，造成前端网关设备的适用性、可用性大为降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无线传感器网络多协议网关，以解决现有网关对网络通讯链路的依赖，造成前端网关设备的适用性、可用性大为降低的技术问题。

一种无线传感器网络多协议网关，包括微处理器，还包括一SMS模块，所述微处理器和SMS模块连接。

其中，所述SMS模块是采用GSM模块来控制实现的。

其中，所述网关还包括3G通讯模块，所述3G通讯模块连接微处理器的。

其中，所述网关还包括电源模块，所述电源模块连接微处理器的。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

（1）使用SMS模块内置入本网关（eC-GWSNG），在网关内建立了多通道指令处理逻辑；完善的响应触发机制。实现了网关多通道实时接收，即时响应后台监控中心的控制指令。

（2）添加了SMS模块的网关，在网路通讯链路无法连接的情况下，后台管理中心照样可以对前端网关进行控制，并提高网关本身的容错能力、及时响应能力（报警）、采集数据的准确度；提高网关对环境变化的适应能力。

附图说明

图1为本实用新型的网关的物理结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，具体说明本实用新型。

请参阅图1，本实用新型的网关从物理结构的角度，一般包括微处理器11、电源模块16、数据存储模块12、GPS模块13、无线通信模块14、3G通信模块15和SMS模块18。这些模块基本都属于现有技术，本实用新型做了一些改进，以满足一些需求。在本实例中，主要说明SMS模块18。

本网关在设计中添加了SMS模块。当网关后端通讯链路建立时，后台监控中心发送的控制参数、变量等指令通过网络下发。当前端网关和后台监控中心的通讯链路未连接时，监控中心将需要改变的控制参数、变量等指令通过短信网关ISMG发送至前端网关。前端网关通过内置SMS模块及时接收指令，通过控制模组验证数据格式、解码数据指令内容，即时更新、调整各寄存器的参数设置，并保存变量数据值至存储模组。

当本网关接收到前端感知网络传递的报警信息时，SMS模块按照预设参数，同步短信告知预设的多个安全人员（用户安全员、后台监控中心安全员）；同时控制模组监控后端通讯链路的链接，如有网络及时上传至后台监管中心，如没有网络则保存至数据存储模组。

1) GSM 模块的控制实现：本网关在设计中添加了SMS模块。主控芯片利用串口向GSM Modem收发一系列的GSM 07.05标准所定义的AT命令集，达到控制收发SMS的目的。根据GSM 07.05标准，对SMS的控制共有3种接入协议：Block Mode；基于AT命令的TextMode；基于AT命令的PDU Mode。本网关设计中采用PDU模式对短信息正文经过十六进制编码后传送。PDU模式下可以采用3种编码方式来对发送的内容进行编码，他们是7 b，8 b和UCS2编码。7 b编码用于发送普通的ASCII字符，他将一串7 b的字符(最高位为0)编码成8 b的数据，每8个字符可“压缩”成7个；8 b编码通常用于发送数据消息；而UCS2编码用于发送Unicode字符。发送SMS的具体过程为：

A. 首先发送AT以测试GSM Modem连接是否正常，等待GSM Modem返回OK；

B. 发送ATE0设置GSM Modem取消回显模式，等待返回OK；

C. 发送AT+CMGF=0设置发送短信时选用PDU格式编码，等待返回OK；

D. 接下来为正式发送SMS，先调用PDU编码函数对需要发送的数据、报警信息等进行编码，并根据通信协议封装为上行通信帧格式，然后发送指令。AT+CMGS=监控中心短消息号码+回车符(0x0d，0x0a)+上行通信帧数据+回车符(0x0d，0x0a)，等待返回OK。　

E. 上述的每个步骤完成后都必须加上回车符号(0x0d，0x0a)以使GSM Modem区别为不同的AT指令，而且都必须等待相应的应答，若失败(回应ERROR)，需重新发送该AT指令。

2) 后台监控中心利用（短信网关）ISMG发送指令、参数至前端网关设备：

当网关后端通讯链路建立时，后台监控中心发送的控制参数、变量等指令通过网络下发。

当前端网关和后台监控中心的通讯链路未连接时，监控中心将需要改变的控制参数、变量等指令通过短信网关ISMG发送至前端网关。

控制参数主要分为：

A. 控制命令集：网关设备各种接口的通断、强制关机、强制单独模块重启等

B. 状态命令集：开机时间、关机时间、设备ID、位置信息、路由信息等各种预设参数。

C. 系统设置命令集：后台监控中心IP地址、端口号、验证方式（网关内置两种数据验证方式可选，加大保密性）、远端时间同步、帧率设置、传感器接口切换控制、报警信息发送目标及发送次数等各种参数。

D. 错误编码命令集：包括各种运行错误、控制错误、路由错误、外部环境（网关工作环境）错误等的编码。

前端网关通过内置SMS模块及时接收指令，通过控制模块验证数据格式、解码数据指令内容，即时更新、调整各寄存器的参数设置，并保存变量数据值至参数存储模组。

实例：前端网关与后台监控中心的无线链接无法实现，后台监控中心对前端网关发送系统控制命令“#3#2#222.123.11.5,10025”其中 3表示为系统设置指令集的命令，2表示为备用数据服务器的标示符号，222.123.11.5表示为中心服务器的IP地址，服务端口为10025。前端网关SMS模块接收短信后首先验证短信来源、短信格式是否有效；其次解码数据指令内容，由控制器统一处理执行，更新、调整各寄存器的设置；最后保存变量数据值至参数存储模组。

3) 前端网关SMS模块自动发送报警短信：当本网关接收到前端感知网络传递的报警信息时，SMS模块按照预设参数，同步短信告知预设的多个安全人员（用户安全员、后台监控中心安全员）；同时控制模组监控后端通讯链路的链接，如有网络及时上传至后台监管中心，如没有网络则保存至数据存储模组。

实例：温度报警传感器收到报警信号，传递至本网关，但是网关后端无线链路无法连接，这时网关控制模块可以把温度报警信号通过SMS模块按照预设参数，同步短信告知预设的多个安全人员（用户安全员、后台监控中心安全员），及时的通知可以避免巨大的损失。

因此，从上可知，本网关存在以下好处:

Claims

1.一种无线传感器网络多协议网关，包括微处理器，其特征在于，还包括一SMS模块，所述微处理器和SMS模块连接。

2.如权利要求1所述的网关，其特征在于，所述SMS模块是采用GSM模块来控制实现的。

3.如权利要求1或2所述的网关，其特征在于，还包括3G通讯模块，所述3G通讯模块连接微处理器的。

4.如权利要求1或2所述的网关，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块连接微处理器的。