专利名称：一种铁路轨道监测传感网络控制器通信协议及实现装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信网络，尤其涉及铁路轨道监测传感网络中的一种铁路轨道监测传感网络控制器通信协议及相关实现装置。
背景技术：
随着铁路运输的不断提速，对铁路轨道安全的要求也越来越高，铁路轨道的各类参数，如铁轨温度、铁轨应力、轨道沉降、轨道变形、等等信息的及时获取，有助于准确判断铁轨状态，控制火车运行速度，确保铁路运输的安全。但是由于铁路轨道监测范围大，环境 严苛，目前还没有合适的技术手段来解决大范围铁路轨道参数的实时监测问题。无线传感网络技术可以利用超低功耗传感器感知环境参数，并实现无线组网，及时传递所采集的信息。但是目前的无线传感网技术基本上还集中于小规模网络设计，无法适用于铁路轨道监测的目标。为了解决铁路轨道监测问题，如图I所示，一种基于无线传感网络技术的铁路轨道监测传感网络体系结构及系列组网设备被提出来，从而可以有效地建立大规模铁路轨道监测传感网络。铁路轨道监测传感网络包括铁路轨道监测传感器节点、铁路轨道监测传感接入复用设备、铁路轨道监测传感网络控制器、铁路轨道监测网关等新型组网设备，通过分层组网方式，可以管理、控制十万以上的铁路轨道监测传感器节点，实现大范围铁路轨道参数的实时监测。铁路轨道监测传感网络控制器可以看作是一组逻辑设备，实现了铁路轨道监测传感网络的管理、监控、动态配置、控制等功能。铁路轨道监测传感接入复用设备是局域范围内的铁路轨道监测传感网络的控制设备，它在铁路轨道监测传感网络控制器的控制下，实现对局域范围内的铁路轨道监测传感网络的拓扑维护和铁路轨道监测传感器节点的管理控制。铁路轨道监测网关负责实现铁路轨道监测传感网络控制器和铁路轨道监测传感接入复用设备的分配，为铁路轨道监测网络内的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配可以为其提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感网络控制器，并为铁路轨道监测传感器节点动态分配可以为其提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备。作为铁路轨道监测传感网络中的核心控制设备，铁路轨道监测传感网络控制器负责控制管理网络内的所有铁路轨道监测传感接入复用设备，并进一步通过铁路轨道监测传感接入复用设备来控制管理网络内的所有铁路轨道监测传感器节点。为了实现铁路轨道监测传感网络控制器和铁路轨道监测传感接入复用设备之间的控制信息传输和数据信息传输，需要提供铁路轨道监测传感网络控制器和铁路轨道监测传感接入复用设备之间的通信机制。
发明内容
本发明针对图I所示的铁路轨道监测传感网络系统，提出了一种铁路轨道监测传感网络控制器通信协议及其实现装置。根据本发明的第一方面，提供了一种铁路轨道监测传感网络控制器通信协议。铁路轨道监测传感网络控制器通信协议是铁路轨道监测传感网络控制器和铁路轨道监测传感接入复用设备之间的交互式控制和数据传输协议。通过该协议，铁路轨道监测传感网络控制信息和数据信息可以在铁路轨道监测传感网络控制器和铁路轨道监测传感接入复用设备之间可靠传输，从而使铁路轨道监测传感网络控制器可以对大规模铁路轨道监测传感网络中的所有铁路轨道监测传感接入复用设备和铁路轨道监测传感器节点进行集中控制、管理。铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的目标包括以下几个方面(I)将铁路轨道监测传感网络认证、接入控制、策略管理、任务管理等功能集中化，同时铁路轨道监测传感网络控制器也可以提供集中的铁路轨道监测数据处理功能；(2)减少对铁路轨道监测传感接入复用设备的计算资源的需求，仅将必须的功能留在铁路轨道监测传感接入复用设备处理，从而降低铁路轨道监测传感接入复用设备的成本和运维成本；(3)提供一种铁路轨道监测传感网络控制器和铁路轨道监测传感接入复用设备之间的数据封装和传输机制。铁路轨道监测传感网络控制器通信协议运行于铁路轨道监测传感网络控制器和铁路轨道监测传感接入复用设备之间，由嵌入在铁路轨道监测传感网络控制器内的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置和嵌入在铁路轨道监测传感接入复用设备内的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置负责实现。根据本发明的第二方面，提供了一种铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置，其可以运行于铁路轨道监测传感网络控制器设备中，负责实现铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的管理端功能。所述装置中包括第一获取装置、第一发送装置、数据通道装置、控制通道装置、数据接口装置、控制接口装置。其中第一获取装置用于获取来自铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置的信息；第一发送装置用于发送信息到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置；数据通道装置用于建立和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置之间的数据传输通道，并对来自铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置的数据流进行接收和协议解封装处理；控制通道装置用于建立和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置之间的控制信息传输通道，并对来自铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置的控制流进行接收和协议解封装处理，同时负责对要发送到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置的控制流进行协议封装处理；数据接口装置用于将数据通道装置接收到的数据流转发到铁路轨道监测传感网络控制器内的其它外部装置，以进行数据聚合、数据过滤等数据处理操作；控制接口装置用于将控制通道装置接收到的控制信息转发到铁路轨道监测传感网络控制器内的其它外部装置，以实现网络设备认证、网络发现、网络接入等管理控制功能，同时将来自外部装置的控制信息转交给控制通道装置进行传输。根据本发明的第三方面，提供了一种铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置，其可以嵌入到铁路轨道监测传感接入复用设备中，负责实现铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的客户端功能。所述装置中包括第二获取装置、第二发送装置、第三获取 装置、第三发送装置、数据通道装置、控制通道装置、数据转发装置、控制接口装置。其中第二获取装置用于获取来自铁路轨道监测传感器节点的信息；第二发送装置用于发送信息到铁路轨道监测传感器节点；第三获取装置用于获取来自铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置的信息；第三发送装置用于发送信息到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置；数据通道装置用于建立和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置之间的数据传输通道，负责封装和转发来自铁路轨道监测传感器节点的数据流到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置；控制通道装置用于建立和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置之间的控制信息传输通道，并负责和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置之间收、发控制消息；数据转发装置用于重新封装来自铁路轨道监测传感器节点的数据流到802. 3帧格式，并通过数据通道装置转发到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置；控制接口装置用于将控制通道装置接收到的控制信息转发到铁路轨道监测传感接入复用设备内的其它外部装置，以实现网络设备认证、网络发现、网络接入等管理控制功能，同时将来自外部装置的控制信息转交给控制通道装置 进行传输。根据本发明的第四方面，提供了铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的两种传输通道类型控制通道和数据通道。控制通道用于传送控制报文，控制报文在铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置之间传输，承载网络发现、网络接入、设备配置、设备管理、设备认证、版本加载、设备调试、网络拓扑维护等控制管理功能相关消息。数据通道则用于在铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置之间传输数据报文，即铁路轨道监测传感器节点产生的监测数据流。根据本发明的第五方面，提供了铁路轨道监测传感网络控制器通信协议控制通道定义。铁路轨道监测传感网络控制器通信协议控制通道用于传输双向控制流。控制通道定义由下列数据组成铁路轨道监测传感网络控制器IP地址、铁路轨道监测传感接入复用设备IP地址、铁路轨道监测传感网络控制器控制端口、铁路轨道监测传感接入复用设备控制端口。其中铁路轨道监测传感网络控制器控制端口和铁路轨道监测传感接入复用设备控制端口是指铁路轨道监测传感网络控制器通信协议控制报文传输所使用的UDP协议的端口号。根据本发明的第六方面，提供了铁路轨道监测传感网络控制器通信协议数据通道定义。铁路轨道监测传感网络控制器通信协议数据通道的定义包括铁路轨道监测传感网络控制器IP地址、铁路轨道监测传感接入复用设备IP地址、铁路轨道监测传感网络控制器数据端口、铁路轨道监测传感接入复用设备数据端口。其中铁路轨道监测传感网络控制器数据端口和铁路轨道监测传感接入复用设备数据端口是指铁路轨道监测传感网络控制器通信协议数据报文传输所使用的UDP协议的端口号。根据本发明的第七方面，提供了铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的控制报文处理流程，用于实现铁路轨道监测传感接入复用设备和铁路轨道监测传感网络控制器之间的控制信息传输和处理，所述流程包含以下步骤a)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置利用控制通道发送控制消息到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置；b)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置对接收到的控制消息进行处理，获取消息内容，将消息内容通过控制接口装置提交给铁路轨道监测传感接入复用设备中的其它外部装置做进一步处理；c)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置利用控制通道发送控制消息到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置；d)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置对接收到的控制消息进行处理，获取消息内容，将消息内容通过控制接口装置提交给铁路轨道监测传感网络控制器中的其它外部装置做进一步处理。根据本发明的第八方面，提供了铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的数据报文处理流程，用于实现铁路轨道监测传感器节点到铁路轨道监测传感网络控制器之间的数据信息传输和处理，所述流程包含以下步骤a)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置接收到来自铁路轨道监测传 感器节点的数据报文；b)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置提取数据报文中的内容并对其进行重新封装；c)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置发送重新封装后的数据报文到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置；d)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置接收数据报文，提取数据报文中的内容，将数据内容通过数据接口装置提交给铁路轨道监测传感网络控制器中中的其它外部数据处理装置来做进一步的数据处理。采用本发明的方案，可以实现铁路轨道监测传感网络控制信息和数据信息在铁路轨道监测传感网络控制器和铁路轨道监测传感接入复用设备之间的可靠传输，从而使铁路轨道监测传感网络控制器可以对大规模铁路轨道监测传感网络中的所有铁路轨道监测传感接入复用设备和铁路轨道监测传感器节点进行集中控制、管理。
通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I示出了铁路轨道监测传感网络体系结构示意图；图2示出了根据本发明的一个具体实施例的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置的结构示意图；图3示出了根据本发明的一个具体实施例的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置的结构示意图；图4示出了根据本发明的一个具体实施例的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的控制报文处理流程的流程图；图5示出了根据本发明的一个具体实施例的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的数据报文处理流程的流程图。其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征或装置/模块。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的优选实施方式进行详细的说明。如图I所示，在铁路轨道监测传感网络中，铁路轨道监测传感接入复用设备I、铁路轨道监测传感接入复用设备2、铁路轨道监测传感接入复用设备3、铁路轨道监测传感接入复用设备n等分别负责控制各局域范围内的铁路轨道监测传感器节点，组织管理局域传感网络。铁路轨道监测传感网络控制器I是整个铁路轨道监测传感网络的核心控制设备，负责对网络内的所有铁路轨道监测传感接入复用设备进行控制管理。铁路轨道监测传感网络控制器通信协议运行于铁路轨道监测传感网络控制器I和各铁路轨道监测传感接入复用设备之间，用于实现铁路轨道监测传感网络控制器I和各铁路轨道监测传感接入复用设备之间的控制信息和数据信息传输。
图2示出了根据本发明的一个具体实施例的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置的结构示意图。铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置可以运行于铁路轨道监测传感网络控制器设备中，负责实现铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的管理端功能。铁路轨道监测传感网络通信协议管理站装置主要包括第一获取装置101、第一发送装置102、数据通道装置103、控制通道装置104、数据接口装置105、控制接口装置106等组成部分。其中第一获取装置101，用于获取来自铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置的信息。第一获取装置101将接收到的数据包转交给数据通道装置103，将接收到的控制包转交给控制通道装置104。第一发送装置102，用于发送信息到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理
>J-U装直。数据通道装置103，用于建立和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置之间的数据传输通道，并对来自铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置的数据流进行协议解封装处理，并将获取的数据报文转交给数据接口装置105做进一步的数据处理。控制通道装置104，用于建立和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置之间的控制信息传输通道，并对来自铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置的控制流进行接收和协议解封装处理，同时负责对要发送到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置的控制流进行协议封装处理。控制通道装置104将接收到的控制消息转交给控制接口装置106进行相关处理，同时也将来自控制接口装置106的控制消息进行封装，并通过第一发送装置101发送给铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置。数据接口装置105，用于将数据通道装，103接收到的数据流转发到铁路轨道监测传感网络控制器内的其它外部装置，以进行数据聚合、数据过滤等数据处理操作。控制接口装置106，用于将控制通道装置104接收到的控制信息转发到铁路轨道监测传感网络控制器内的其它外部装置，以实现网络设备认证、网络发现、网络接入等管理控制功能，同时将来自外部装置的控制信息转交给控制通道装置104进行传输。在图I中所示的铁路轨道监测传感网络控制器I中，嵌入铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置，以实现和网络中的各铁路轨道监测传感接入复用设备之间的控制信息和数据信息交互。图3示出了根据本发明的一个具体实施例的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置，它可以嵌入到铁路轨道监测传感接入复用设备中，负责实现铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的客户端功能。铁路轨道监测传感网络控制协议代理装置中包括第二获取装置201、第二发送装置202、第三获取装置203、第三发送装置204、数据通道装置205、控制通道装置206、数据转发装置207、控制接口装置208等组成部分。其中第二获取装置201，用于获取来自铁路轨道监测传感器节点的信息，它和铁路轨道监测传感器节点之间通过802. lla/b/g/n等无线协议进行通信。第二获取装置201将接收到的数据包转交给数据转发装置207，将接收到的控制包转交给控制接口装置208。第二发送装置202，用于发送信息到铁路轨道监测传感器节点，它和铁路轨道监测传感器节点之间通过802. lla/b/g/n等无线协议进行通信。第三获取装置203，用于获取来自铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置的信息。第三获取装置203将接收到的控制包转交给控制通道装置206。第三发送装置204，用于发送信息到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理
站装置。数据通道装置205，用于建立和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置之间的数据传输通道，负责封装和转发来自铁路轨道监测传感器节点的数据流到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置。控制通道装置206，用于建立和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置之间的控制信息传输通道，并负责和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置之间收、发控制消息。控制通道装置206将接收到的控制消息转交给控制接口装置208进行进一步处理，同时也将来自控制接口装置208的控制消息进行封装，提交给第三发送装置204发送给铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置。数据转发装置207，用于重新封装来自铁路轨道监测传感器节点的数据流到802. 3帧格式，并通过数据通道装置205转发到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管
理站装置。控制接口装置208，用于将控制通道装置接收到的控制信息转发到铁路轨道监测传感接入复用设备内的其它外部装置，以实现网络设备认证、网络发现、网络接入等管理控制功能，同时将来自外部装置的控制信息转交给控制通道装置进行传输。在图I中所示的铁路轨道监测传感接入复用设备I、铁路轨道监测传感接入复用设备2等铁路轨道监测传感接入复用设备中，均嵌入铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置，以实现和网络中的铁路轨道监测传感网络控制器之间的控制信息和数据信息交互。根据本发明实施例，提供了铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的两种传输通道类型控制通道和数据通道。铁路轨道监测传感网络控制器和铁路轨道监测传感接入复用设备之间的通信报文可以划分为两类控制报文和数据报文。控制报文是双向的，可以由铁路轨道监测传感网络控制器发送给铁路轨道监测传感接入复用设备，也可以从铁路轨道监测传感接入复用设备发送给铁路轨道监测传感网络 控制器。控制通道用于在铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置之间传输控制报文，控制报文承载网络发现、网络接入、设备配置、设备管理、设备认证、版本加载、设备调试、网络拓扑维护等功能的相关消息。
数据报文是单向的，只会从铁路轨道监测传感接入复用设备发送到铁路轨道监测传感网络控制器。数据通道则用于在铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置之间传输数据报文，即铁路轨道监测传感器节点产生的监测数据流。如图I所示，为了在铁路轨道监测传感网络控制器I和铁路轨道监测传感接入复用设备I之间进行通信，首先要在两个设备之间建立控制通道和数据通道。其中，控制通道用于传输铁路轨道监测传感网络控制器I和铁路轨道监测传感接入复用设备I之间的控制信息；数据通道用于传输铁路轨道监测传感接入复用设备I所控制的局域传感网络内的铁路轨道监测传感器节点产生的监测数据流到铁路轨道监测传感网络控制器I。根据本发明实施例，提供了铁路轨道监测传感网络控制器通信协议控制通道定义。控制通道定义包括铁路轨道监测传感网络控制器IP地址、铁路轨道监测传感接入复用设备IP地址、铁路轨道监测传感网络控制器控制端口、铁路轨道监测传感接入复用设备控制端口。其中铁路轨道监测传感网络控制器控制端口和铁路轨道监测传感接入复用设备控制端口是指铁路轨道监测传感网络通信协议控制报文传输所使用的UDP协议的端口号。铁路轨道监测传感网络通信协议管理站装置中的控制通道装置和铁路轨道监测传感网络通信协议代理装置中的控制通道装置负责建立和维护控制通道，并利用控制通道进行控制报文的传输。根据本发明实施例，提供了铁路轨道监测传感网络控制器通信协议数据通道定义。数据通道定义包括铁路轨道监测传感网络控制器IP地址、铁路轨道监测传感接入复用设备IP地址、铁路轨道监测传感网络控制器数据端口、铁路轨道监测传感接入复用设备数据端口。其中铁路轨道监测传感网络控制器数据端口和铁路轨道监测传感接入复用设备数据端口是指铁路轨道监测传感网络通信协议数据报文传输所使用的UDP协议的端口号。铁路轨道监测传感网络通信协议管理站装置中的数据通道装置和铁路轨道监测传感网络通信协议代理装置中的数据通道装置负责建立和维护数据通道，并利用数据通道进行数据报文的传输。根据本发明实施例，提供了一种铁路轨道监测传感网络通信协议的控制报文处理流程，用于实现铁路轨道监测传感接入复用设备和铁路轨道监测传感网络控制器之间的控制信息的传输和处理。下面根据图4并结合图I来介绍该流程。其中，包括以下步骤步骤S10，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置利用控制通道发送控制消息到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置。步骤S11，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置对接收到的控制消息进行处理，获取消息内容，将消息内容通过控制接口装置转交给外部装置做进一步处理。步骤S12，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置利用控制通道发送控制消息到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置；步骤S13，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置对接收到的控制消 息进行处理，获取消息内容，将消息内容通过控制接口装置转交给外部装置做进一步处理。在步骤SlO中，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置中的控制接口装置接收到来自铁路轨道监测传感网络控制器的其它外部装置的控制报文，所述控制报文要发送给铁路轨道监测传感接入复用设备1，控制接口装置将接收到的控制报文转交给控制通道装置；控制通道装置在对控制报文进行协议封装后，再将其转交给第一发送装置；第一发送装置发送该控制报文给嵌入在铁路轨道监测传感接入复用设备I中的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置。在步骤Sll中，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置的第三获取装置接收到来自铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置的控制报文；第三获取装置将其转交给控制通道装置；控制通道装置在对控制报文进行解封装后，提取报文内容，并提交给控制接口装置；控制接口装置将接收到的报文内容转交给铁路轨道监测传感接入复用设备中的其它外部装置来进行相关处理操作，如将铁路轨道监测传感接入复用设备配置修改请求消息转交给设备配置装置来进行系统配置。在步骤S12中，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置中的控制接口装 置接收到来自铁路轨道监测传感接入复用设备中的其它外部装置的控制消息，如铁路轨道监测传感接入复用设备配置修改响应消息。控制接口装置将接收到的控制报文转交给控制通道装置；控制通道装置在对控制报文进行协议封装后，再将其转交给第三发送装置；第三发送装置发送该控制报文给嵌入在铁路轨道监测传感网络控制器I中的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置。在步骤S13中，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置的第一获取装置接收到来自铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置的控制报文；第一获取装置将其转交给控制通道装置；控制通道装置在对控制报文进行解封装后，提取报文内容，并提交给控制接口装置；控制接口装置根据接收到的报文内容将其转发给铁路轨道监测传感网络控制器的其它外部装置，如将接收到的铁路轨道监测传感接入复用设备配置修改响应消息转交给设备配置装置。根据本发明实施例，提供了一种铁路轨道监测传感网络通信协议的数据报文处理流程，用于实现铁路轨道监测传感器节点到铁路轨道监测传感网络控制器之间的数据信息传输和处理，下面根据图5并结合图I来介绍该流程。其中，包括以下步骤步骤S20，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置接收到来自铁路轨道监测传感器节点的数据报文。步骤S21，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置提取数据报文中的内容并对其进行重新封装。步骤S22，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置发送重新封装后的数据报文到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置。步骤S23，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置接收数据报文，提取数据报文中的内容，将数据内容通过数据接口装置提交到铁路轨道监测传感网络控制器中的外部数据处理装置来做进一步的数据处理。在步骤S20中，嵌入在铁路轨道监测传感接入复用设备中的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置中的第二接收装置接收到来自铁路轨道监测传感器节点的数据报文，其中承载着铁路轨道监测传感器节点采集到的监测数据。第二接收装置将收到的数据报文转交给数据转发装置。在步骤S21中，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置中的数据转发装置提取出数据报文中的数据流，并对其进行重新封装，提交给数据通道装置。
在步骤S22中，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置中的数据通道装置将封装后的数据报文转交给第三发送装置，并由第三发送装置将其发送给铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置。在步骤S23中，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置中的第一接收装置接收到来自铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置的数据报文，将其转交给数据通道装置。数据通道装置提取报文中的数据流，并通过数据接口装置将其转交给铁路轨道监测传感网络控制器中的外部数据处理装置做进一步的数据处理，如数据过滤、数据聚合等操作。
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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。
权利要求
1.一种铁路轨道监测传感网络控制器通信协议，其特征在于 a)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议是铁路轨道监测传感网络控制器和铁路轨道监测传感接入复用设备之间的交互式控制和数据传输协议，通过该协议，铁路轨道监测传感网络控制信息和数据信息可以在铁路轨道监测传感网络控制器和铁路轨道监测传感接入复用设备之间可靠传输，从而使铁路轨道监测传感网络控制器可以对大规模铁路轨道监测传感网络中的所有铁路轨道监测传感接入复用设备和铁路轨道监测传感器节点进行集中控制、管理； b)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议运行于铁路轨道监测传感网络控制器和铁路轨道监测传感接入复用设备之间，用于承载铁路轨道监测传感网络控制器和铁路轨道监测传感接入复用设备之间的控制报文和数据报文； c)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议由嵌入在铁路轨道监测传感网络控制器内的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置和嵌入在铁路轨道监测传感接入复用设备内的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置负责实现。
2.根据权利要求I所述的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议，其特征还在于 a)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议提供两种类型的传输通道控制通道和数据通道； b)控制通道用于传送控制报文，控制报文在铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置之间传输，承载网络发现、网络接入、设备配置、设备管理、设备认证、版本加载、设备调试、网络拓扑维护等控制管理功能相关消息； c)数据通道则用于在铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置之间传输数据报文，即铁路轨道监测传感器节点产生的监测数据流。
3.根据权利要求1-2所述的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的控制通道的特征还在于 a)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的控制通道的定义包括铁路轨道监测传感网络控制器IP地址、铁路轨道监测传感接入复用设备IP地址、铁路轨道监测传感网络控制器控制端口、铁路轨道监测传感接入复用设备控制端口 ； b)铁路轨道监测传感网络控制器控制端口和铁路轨道监测传感接入复用设备控制端口是指铁路轨道监测传感网络控制器通信协议控制报文传输所使用的UDP端口号。
4.根据权利要求1-2所述的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的数据通道的特征还在于 a)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议数据通道的定义包括铁路轨道监测传感网络控制器IP地址、铁路轨道监测传感接入复用设备IP地址、铁路轨道监测传感网络控制器数据端口、铁路轨道监测传感接入复用设备数据端口 ； b)铁路轨道监测传感网络控制器数据端口和铁路轨道监测传感接入复用设备数据端口是指铁路轨道监测传感网络控制器通信协议数据报文传输所使用的UDP端口号。
5.根据权利要求1-2所述的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议，其特征还在于，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的控制报文处理流程包含以下步骤a)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置利用控制通道发送控制消息到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置； b)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置对接收到的控制消息进行处理，获取消息内容，将消息内容通过控制接口提交给铁路轨道监测传感接入复用设备中的其它外部装置做进一步处理； c)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置利用控制通道发送控制消息到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置； d)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置对接收到的控制消息进行处理，获取消息内容，将消息内容通过控制接口装置提交给铁路轨道监测传感网络控制器中的其它外部装置做进一步处理。
6.根据权利要求1-2所述的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议，其特征还在于，铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的数据报文处理流程包含以下步骤 a)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置接收到来自铁路轨道监测传感器节点的数据报文； b)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置提取数据报文中的内容并对其进行重新封装； c)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置发送重新封装后的数据报文到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置； d)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置接收数据报文，提取数据报文中的内容，将数据内容通过数据接口装置提交给铁路轨道监测传感网络控制器中中的外部数据处理装置来做进一步的数据处理。
7.一种铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置，它运行于铁路轨道监测传感网络控制器设备中，负责实现铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的管理端功能，其特征在于 a)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置中包括第一获取装置、第一发送装置、数据通道装置、控制通道装置、数据接口装置、控制接口装置； b)第一获取装置用于获取来自铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置的信息； c)第一发送装置用于发送信息到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置； d)数据通道装置用于建立和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置之间的数据传输通道，并对来自铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置的数据流进行接收和协议解封装处理； e)控制通道装置用于建立和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置之间的控制信息传输通道，并对来自铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置的控制流进行接收和协议解封装处理，同时负责对要发送到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置的控制流进行协议封装处理； f)数据接口装置用于将数据通道装置接收到的数据流转发到铁路轨道监测传感网络控制器内的其它外部数据处理装置，以进行数据聚合、数据过滤等数据处理操作； g)控制接口装置用于将控制通道装置接收到的控制信息转发到铁路轨道监测传感网络控制器内的其它外部装置，以实现网络设备认证、网络发现、网络接入等管理控制功能，同时将来自外部装置的控制信息转交给控制通道装置进行传输。
8.一种铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置，其可以嵌入到铁路轨道监测传感接入复用设备中，负责实现铁路轨道监测传感网络控制器通信协议的客户端功能，其特征在于 a)铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置中包括第二获取装置、第二发送装置、第三获取装置、第三发送装置、数据通道装置、控制通道装置、数据转发装置、控制接口装置； b)第二获取装置用于获取来自铁路轨道监测传感器节点的信息； c)第二发送装置用于发送信息到铁路轨道监测传感器节点； d)第三获取装置用于获取来自铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置的信息； e)第三发送装置用于发送信息到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置； f)数据通道装置用于建立和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置之间的数据传输通道，负责封装和转发来自铁路轨道监测传感器节点的数据流到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置； g)控制通道装置用于建立和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置之间的控制信息传输通道，并负责和铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置之间收、发控制消息； h)数据转发装置用于重新封装来自铁路轨道监测传感器节点的数据流到802.3帧格式，并通过数据通道装置转发到铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置； i)控制接口装置用于将控制通道装置接收到的控制信息转发到铁路轨道监测传感接入复用设备内的其它外部装置，以实现网络设备认证、网络发现、网络接入等管理控制功能，同时将来自外部装置的控制信息转交给控制通道装置进行传输。
9.一种在通信网络中的控制器设备，其中包括根据权利要求7所述的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议管理站装置。
10.一种在通信网络中的接入设备，其中包括根据权利要求8所述的铁路轨道监测传感网络控制器通信协议代理装置。
全文摘要
本发明涉及信息与通信技术领域，具体涉及一种铁路轨道监测传感网络控制器通信协议及实现装置。为了使铁路轨道监测传感网络控制器可以控制和管理铁路轨道监测传感接入复用设备和铁路轨道监测传感器节点，本发明提出了一种铁路轨道监测传感网络控制器通信协议及其实现装置。铁路轨道监测传感网络控制器通信协议是铁路轨道监测传感网络控制器和铁路轨道监测传感接入复用设备之间的交互式控制和数据传输协议，通过该协议以及相关装置，铁路轨道监测传感网络控制器可以控制和管理大规模铁路轨道监测传感网络中的所有铁路轨道监测传感接入复用设备和铁路轨道监测传感器节点。
文档编号H04W28/06GK102638845SQ20111003657
公开日2012年8月15日 申请日期2011年2月12日 优先权日2011年2月12日
发明者汤晓辉, 马松伟 申请人:苏州达联信息科技有限公司