CN203377901U - 数据采集网关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种数据采集网关，包括：用于接收终端采集的数据的网络接口；用于将所述终端采集的数据上报给数据中心的上行通信接口；用于控制所述网络接口接收所述终端采集的数据，并控制将所述终端采集的数据上报给所述数据中心的流控单元，所述流控单元分别与所述网络接口和所述上行通信接口连接。本实用新型实施例有效解决了现有数据采集设备在进行数据采集时，数据转发性能差，延时较长的问题。

Description

数据采集网关

技术领域

本实用新型涉及通信技术，尤其涉及一种数据采集网关。

背景技术

目前，工业设备的数据采集工作通常采用虚拟专用网络（Virtual PrivateNetwork，VPN）、流量控制设备和交换机协同完成。其中，VPN是架构在公用网络服务商所提供的如因特网（Internet）等网络平台之上的，可以实现用户数据在逻辑链路中的传输；流量控制设备通过监控网络流量，分析流量行为，设置流量管理策略，实现对流量的管理；交换机则提供多个设备接口，该设备接口实现对多个设备的数据进行采集。

然而，上述数据采集工作需VPN、流量控制设备和交换机协同完成，数据转发性能较差，延时较长。

实用新型内容

本实用新型提供一种数据采集网关，用以解决现有数据采集设备在进行数据采集时，数据转发性能差，延时较长的问题。

本实用新型实施例提供一种数据采集网关，其特征在于，包括：

用于接收终端采集的数据的网络接口；

用于将所述终端采集的数据上报给数据中心的上行通信接口；

用于控制所述网络接口接收所述终端采集的数据，并控制将所述终端采集的数据上报给所述数据中心的流控单元，所述流控单元分别与所述网络接口和所述上行通信接口连接。

如上所述的数据采集网关，其特征在于，还包括：分别与所述网络接口和所述流控单元连接，用于存储所述网络接口接收的所述终端采集的数据，并在所述流控单元控制下将所存储的所述终端采集的数据输出至所述上行通信接口的存储单元。

如上所述的数据采集网关，其特征在于，还包括：分别与所述网络接口、所述上行通信接口和所述存储单元连接，用于采集所述网络接口接收的数据的参数信息，采集所述上行通信接口上报的数据的参数信息，并将所采集的数据的参数信息存储至所述存储单元的采集单元。

如上所述的数据采集网关，其特征在于，还包括：分别与后台系统和所述流控单元连接，用于接收所述后台系统输入的所述上行通信接口与所述数据中心的通信方式信息，并将所述通信方式信息发送给所述流控单元的管理单元。

如上所述的数据采集网关，其特征在于，还包括：分别与所述网络接口、所述上行通信接口和所述流控单元连接，用于监测所述网络接口、所述上行通信接口和所述流控单元运行状态的监测单元。

如上所述的数据采集网关，其特征在于，还包括：分别与所述网络接口和所述上行通信接口连接，用于对所述网络接口接收的数据进行格式处理，并将处理后的数据发送至所述上行通信接口的处理单元。

如上所述的数据采集网关，其特征在于，还包括：与所述流控单元连接，用于对数据采集网关所处环境进行温度采集，并将采集的温度输入至所述流控单元的温度采集单元。

如上所述的数据采集网关，其特征在于，还包括：分别与所述流控单元和所述数据中心连接，用于与所述数据中心时间同步，并将时间同步结果输入至所述流控单元的时钟单元。

如上所述的数据采集网关，其特征在于，还包括：分别与所述流控单元、所述存储单元、所述采集单元、所述管理单元、所述监测单元、所述处理单元、所述温度采集单元、所述时钟单元电连接，用于为所述流控单元、所述存储单元、所述采集单元、所述管理单元、所述监测单元、所述处理单元、所述温度采集单元，所述时钟单元供电的电源单元。

如上所述的数据采集网关，其特征在于，还包括：与所述管理单元电连接，用于通过所述管理单元对所述数据采集网关进行硬件系统升级，或软件应用程序进行更新的在线升级单元。

本实用新型提供的数据采集网关，包括网络接口、上行通信接口和流控单元，通过在流控单元的控制下，将网络接口接收的终端采集的数据，经上行通信接口上报给数据中心，有效提高了数据转发过程中的性能，减小了延时。

附图说明

图1为本实用新型提供的数据采集网关一个实施例的流程图；

图2为本实用新型提供的数据采集网关另一个实施例的流程图。

具体实施方式

图1为本实用新型提供的数据采集网关一个实施例的流程图。如图1所示，该数据采集网关的硬件系统可以采用基于ARM9/10为核心的32位嵌入式处理器系统，软件系统可以采用源码开源的嵌入式linux系统。该数据采集网关包括：网络接口11、上行通信接口12和流控单元13。

其中，网络接口11，用于接收终端采集的数据；上行通信接口12，用于将终端采集的数据上报给数据中心；流控单元13，用于控制网络接口接收所述终端采集的数据，并控制将终端采集的数据上报给数据中心。

具体的，该数据采集网关的网络接口11与需要进行数据采集的终端可以通过有线或无线网络的方式连接，具体的连接方式可以取决于终端的类型，例如：对于刷卡设备的类型的终端，则网络接口11可以通过无线网络与终端连接，网络接口11可以为刷卡感应装置，该装置与终端之间的距离在设定范围内时，可以通过无线网络接收到终端采集的数据。而对于充电设备等类型的终端，则网络接口11可以通过有线方式与终端连接，如通过USB连接，或通过内设的调制解调模块，以拨号上网形式实现数据采集网关与终端的通信等有线连接方式。

本实施例中的数据采集网关中的网络接口，可以通过控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)、以太网(Ethernet)或ZIGBEE等类型的网络协议与终端通信，接收终端所采集的数据。如果需要多台数据采集网关间进行通信，则可以通过以太网或本实施例中的数据采集网关提供的基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议ZIGBEE的无线网络接口来实现。

对于网络接口11接收到的终端采集的数据，可以通过上行通信接口12上报给数据中心。本实施例中的数据采集网关的上行通信接口可以采用多种有线或无线网络的方式与数据中心实现连接。有限网络方式可以包括：以太网协议或非对称数字用户环路（Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL）等通信方式；无线网络方式可以包括：通用分组无线服务技术（General PacketRadio Service，GPRS)、第三代移动通信技术（3rd-Generation，3G）等通信方式。

而在数据传输的过程中，该数据采集网关中的流控单元13，可以对传输的数据按需求进行流量控制，如可以控制网络接口11接收数据速度，接收数据后的数据流向，配置接收数据的端口地址的以及端口协议等。也可以控制通信上行接口12的上报数据的速度，配置通信上行接口12上报数据的端口地址的以及端口协议，以及上报数据的方式，该方式可以包括：周期性的上报数据，或在触发条件下上报数据。例如通过后台系统进行数据查询时，该流控单元13就会按照查询指示将数据上报给后台系统或数据中心。该流控单元13还可通过监控网络流量，分析流量行为，设置流量管理策略，从而实现基于时间、传输网络、用户、终端、数据流向等条件的流量管理。

本实施例中，数据采集网关通过在流控单元13的控制下，将网络接口11接收的终端采集的数据，经上行通信接口12上报给数据中心，有效提高了数据转发过程中的性能，减小了延时。

图2为本实用新型提供的数据采集网关另一个实施例的流程图，如图2所示，在上一实施例的基础上，本实施例还包括：用于存储网络接口11接收的终端采集的数据，并在流控单元13控制下将所存储的终端采集的数据输出至上行通信接口12的存储单元14。该存储单元14分别与网络接口11和流控单元13连接。具体地，存储单元14支持大容量存储功能，可以将网络接口11接收的终端采集的数据存储一定的时间，并在流控单元13的控制下完成数据上报，如流控单元13可以控制存储单元14周期性的上报数据，或在触发条件下上报数据，例如当存储单元的未使用存储容量达到一定值时将数据进行上报，以便在数据上报后将存储单元清零。数据上报过程可通过有线网络或无线网络通过上行通信接口12上报给数据中心，也可以通过设置在该数据采集网关上的通用串行总线（Universal Serial BUS，USB）接口，实现本地数据的读取。

进一步的，数据采集网关还包括：分别与网络接口11、上行通信接口12和存储单元14连接，用于采集网络接口11接收的数据的参数信息，采集上行通信接口12上报的数据的参数信息，并将所采集的数据的参数信息存储至所述存储单元的采集单元15。具体地，该参数信息可以包括：网络接口11接收的数据的接口通信地址及接口（Socket）配置，上行通信接口12上报的数据的接口通信地址及接口（Socket）配置。针对不同参数信息的端口可以配置不同的数据传输和响应策略，以及出错处理和重发机制策略。

进一步的，数据采集网关还包括：分别与后台系统和流控单元13连接，用于接收后台系统输入的上行通信接口12与数据中心的通信方式信息，并将通信方式信息发送给流控单元13的管理单元16。具体地，该后台系统可以由人工对其进行指令输入操作，用以设置上行通信接口12与数据中心的通信方式信息。该通信方式信息可以包括：数据中心定期收到由上行通信接口12上报的数据信息，或是，接收数据中心下达数据上报指令后，由上行通信接口12上报数据信息给数据中心。进一步地，后台系统还可以输入对终端的控制指令，如停机、启动、紧急停机等操作；还可以对终端进行运行状态信息的采集和处理，该采集过程可以由采集单元15来完成。根据采集到的终端运行状态信息，后台系统可以通过管理单元16对终端进行控制参数的下发，该控制参数可以为实时操作，也可以预先保存在存储单元14中，在达到触发条件时，通过管理单元16下发。管理单元16下发上述指令给流控单元13并通过流控单元13对网络接口11下连接的终端进行控制操作。

进一步的，数据采集网关还包括：分别与网络接口11、上行通信接口12和流控单元13连接，用于监测网络接口11、上行通信接口12和流控单元13运行状态的监测单元17。具体地，该监测单元17可以对网络接口11、上行通信接口12以及流控单元13的行为进行监测，如操作时间、操作用户和操作行为等。上述通过监测单元17监测到的内容可以按用户、行为、时间段等进行分类以提供给后台系统进行查询。当查询到上述接口或单元发生异常行为时，可通过管理单元16，调用存储在存储单元14中的策略，并通过流控单元13对各接口或单元进行维护和管理。上述监测信息可以通过该数据采集网关上的视频图形阵列(Video Graphic Array，VGA)接口或RS232接口连接到的液晶显示屏，通过显示屏显示上述接口和单元的状态信息；同时，通过键盘或人工设定按钮来实现对接口和单元的维护，如参数配置等。

进一步的，数据采集网关还包括：分别与网络接口11和上行通信接口12连接，用于对网络接口接收的数据进行格式处理，并将处理后的数据发送至上行通信接口12的处理单元18。具体地，由于网络接口11连接的终端不同，接收数据也不同，因此，可以通过处理单元18对网络接口11接收的数据进行格式处理，如：数据长度，数据编码格式，不同网络协议下数据传输格式等，以适应不同格式数据的上报要求。

进一步的，数据采集网关还包括：与流控单元13连接，用于对数据采集网关所处环境进行温度采集，并将采集的温度输入至流控单元13的温度采集单元19。具体地，该温度采集单元19可以为设置在该数据采集网关上的具有数字量的温度传感器接口，该接口可以外接温度传感设备，从而实现对数据采集网关周围环境温度的采集，以保证该数据采集网关在适宜温度下可以正常工作。

进一步的，数据采集网关还包括：分别与流控单元13和数据中心连接，用于与数据中心时间同步，并将时间同步结果输入至流控单元13的时钟单元20。为了使该数据采集网关采集到的终端的数据与数据中心收到的数据在时间上同步，可以通过该时钟单元20，将时间同步结果输入至流控单元13，以使流控单元在控制数据传输时具有与和数据中心时钟同步的参考时间点。

进一步的，数据采集网关还包括：分别与流控单元13、存储单元14、采集单元15、管理单元16、监测单元17、处理单元18、温度采集单元19、时钟单元20电连接，用于为流控单元13、存储单元14、采集单元15、管理单元16、监测单元17、处理单元18、温度采集单元19、时钟单元20供电的电源单元21。

进一步的，数据采集网关还包括：与管理单元16电连接，用于通过管理单元16对数据采集网关进行硬件系统升级，或软件应用程序进行更新的在线升级单元22。该在线升级单元22支持远程下载功能，可以确保该数据采集网关中的硬件设备和软件程序能够正常运行。在远程升级时，如果出现升级中断现象，该数据采集网关可以判断升级失败并返回到原来的状态运行或者可以实现断点续传。

最后，该数据采集网关还提供了自检测功能，通过管理单元16，对内部各功能单元以及各接口，如时钟单元20、电源单元21、网络接口11等进行轮询检测，保证设备正常运转。当出现故障或告警时将故障信息上报给后台系统或根据存储单元14中存储的策略进行处理。

本实施例中，数据采集网关通过在流控单元13的控制下，将网络接口11接收的终端采集的数据，经上行通信接口12上报给数据中心，有效提高了数据转发过程中的性能，减小了延时。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种数据采集网关，其特征在于，包括： 

用于接收终端采集的数据的网络接口； 

用于将所述终端采集的数据上报给数据中心的上行通信接口； 

用于控制所述网络接口接收所述终端采集的数据，并控制将所述终端采集的数据上报给所述数据中心的流控单元，所述流控单元分别与所述网络接口和所述上行通信接口连接； 

用于对所述数据采集网关所处环境进行温度采集，并将采集的温度输入至所述流控单元的温度采集单元，所述温度采集单元与流控单元连接； 

用于与所述数据中心时间同步，并将时间同步结果输入至所述流控单元的时钟单元，所述时钟单元分别与所述流控单元和所述数据中心连接。 

2.根据权利要求1所述的数据采集网关，其特征在于，还包括：分别与所述网络接口和所述流控单元连接，用于存储所述网络接口接收的所述终端采集的数据，并在所述流控单元控制下将所存储的所述终端采集的数据输出至所述上行通信接口的存储单元。 

3.根据权利要求2所述的数据采集网关，其特征在于，还包括：分别与所述网络接口、所述上行通信接口和所述存储单元连接，用于采集所述网络接口接收的数据的参数信息，采集所述上行通信接口上报的数据的参数信息，并将所采集的数据的参数信息存储至所述存储单元的采集单元。 

4.根据权利要求1-3任一项所述的数据采集网关，其特征在于，还包括：分别与后台系统和所述流控单元连接，用于接收所述后台系统输入的所述上行通信接口与所述数据中心的通信方式信息，并将所述通信方式信息发送给所述流控单元的管理单元。 

5.根据权利要求4所述的数据采集网关，其特征在于，还包括：分别与所述网络接口、所述上行通信接口和所述流控单元连接，用于监测所述网络接口、所述上行通信接口和所述流控单元运行状态的监测单元。 

6.根据权利要求5所述的数据采集网关，其特征在于，还包括：分别与所述网络接口和所述上行通信接口连接，用于对所述网络接口接收的数据进行格式处理，并将处理后的数据发送至所述上行通信接口的处理单元。 

7.根据权利要求6所述的数据采集网关，其特征在于，还包括：分别与 所述流控单元、所述存储单元、所述采集单元、所述管理单元、所述监测单元、所述处理单元、所述温度采集单元、所述时钟单元电连接，用于为所述流控单元、所述存储单元、所述采集单元、所述管理单元、所述监测单元、所述处理单元、所述温度采集单元，所述时钟单元供电的电源单元。 

8.根据权利要求7所述的数据采集网关，其特征在于，还包括：与所述管理单元电连接，用于通过所述管理单元对所述数据采集网关进行硬件系统升级，或软件应用程序进行更新的在线升级单元。