专利名称：物联网网络层数据通信传输方法
技术领域：
本发明涉及物联网领域，具体而言，涉及一种物联网“网络层”数据通信传输方法， 实现物品感知和控制信息与物联网管理平台服务器相互信息交换。
背景技术：
物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等装置与技术，针对需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，并将采集的信息汇集在互联网上，借助互联网平台实现物与物、物与人的连接，最终达到识别、管理和控制一切目标物体的目的。物联网(The Internet of things)，字面上理解是“万物的互联网”。尽管对于物联网的定义有多种表述，但浓缩后的含义大致相同，都含有全面感知的感知层、可靠传递的网络层、智能处理的应用层这几个要素。对于物联网最简单的理解就是通过互联网实现物与物、物与人信息交换的“识别”和“管理”。物联网与互联网的最大区别是，互联网是具有思维的人与人之间的信息交换，各种通信协议和信息的复杂度高；物联网是物与物、物与人之间的信息识别与交换，万物的数量巨大，需要简单统一的通信协议、简单的信息交换。传感器是构成物联网的基础单元，是物联网的耳目，是物联网获取相关信息的来源。国家标准GB7665-87对传感器下的定义是“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。从这个定义上看，“物联网所用的各种信息传感设备”都属于传感器范畴。传感器解决的是“上行”的感知和监测，是单向的“识别”信息，要实现控制，还需要 “下行”的执行器(如阀门等输出模块等)接收控制信息，来实现完整的“管控一体化”。执行器也是目前物联网讨论中往往被忽视的一环，而物联网的“识别”概念是应该包括感知和控制的信息。传感器和执行器都不能单独使用，需要配套接收和控制设备，因此“物联网所用的各种信息传感设备”的范围应该包括传感器、执行器和与传感器和执行器相互信息交互的控制设备，是一种“传感识别控制器” SRC (Sensor recognizes the controller)。现有物联网应用，物品配有同一种数据传输协议的传感器，传感器采用统一的传输方式，传输数据。管理电脑或嵌入式设备将接收的感知和控制信息附带上物品、管理电脑的识别信息形成协议数据，将数据发送给物联网管理平台的服务器，实现信息相互交换。 每种传感器有自己的数据传输协议，每种物联网网络层传输协议也是特有的。有很多“传感识别控制器” SRC在传输数据时采用多种传输方式，主要分有线和无线两种通信方式，有线方式有现场总线、M-BUS总线、开关量、PSTN等传输技术，无线方式有 RFID射频识别、红外感应、GMS短信等传输技术。而在每种传输方式中，SRC还有自己的传输协议，这样就会有多种不同的传输数据。物联网核心技术传输层有通信网、互联网、3G网络、GPRS网络、广电网络、NGB等广域网络等，无论哪种传输网络都为我们提供了成熟的传输技术。物联网在网络层的问题是传输内容，也就是以什么样的数据协议才能实现物联网每个物品感知和控制信息与不同的管理平台相互信息交换。在实现本发明过程中，发明人发现SRC的种类是有限的，含有的感知和控制信息是有限的，采用的传输方式是有限，与管理电脑或嵌入式设备的传输接口也是有限的，通过对这些共性点研究，可以实现用一个简单实用的数据传输方法，组成一个统一的网络层数据传输协议，实现物与物，物与人相互信息交换。
发明内容
本发明提供了一种物联网“网络层”数据通信传输方法，物品的感知控制识别器发送的感知信息和接收的控制信息与管理电脑或嵌入式设备信息交换，并转换成一种协议数据连接到互联网上传输，与物联网管理平台信息交换，其特征在于所述管理电脑或嵌入式设备数据库中含有每个物品感知和控制的数据或信息，并附带7项基本信息数据，包含有感知控制识别器SRC的种类编号、感知和控制状态信息MatusID，SRC的数据传输方式 TrasformNo，管理电脑或嵌入式设备与感知控制转换器的COM或USN接口信息数据PortNo， SRC连接的感知控制转换器SCC的编码信息数据ConvertorNo，管理电脑或嵌入式设备的识别信息数据ComputerlD，管理电脑或嵌入式设备连接的物品编码信息数据ThingsID，物联网管理平台服务器的识别信息数据kverlD ；并由其中StatusID、ThingsID、ComputerlD、 SeverID和EventID事件ID数据组成一种物联网“网络层”数据传输协议据包。实现了物联网不同物品的感知和控制信息以一种通用的通信传输协议通信，通过“网络层”与采用相同传输协议不同的管理电脑或嵌入式设备与不同的物联网管理平台服务器之间及不同的物联网管理平台服务器之间相互信息交换的技术效果。在本发明实施例中，物品感知信息传输到不同物联网管理平台服务器的流程SRC感知的物品信息通过SCC将传输数据转换成RS232或USB数据传输给管理电脑或嵌入式设备；管理电脑或嵌入式设备接收数据后与数据库存储数据比对，找出对应的数据单元及附带的7组基础信息，或按照其它方式解码出物品感知信息找出对应的7组基本数据；将其中 ThingsID、ComputerlD、SeverID-Α、StatusID, EventID 数据组合成数据包发送给物联网A服务器，A服务器接到物联网B服务器请求后，将SeverID-A改成 SeverlD-B，将数据包转发给物联网B服务器；另外如果该物品划归到物联网B，管理电脑或嵌入式设备的ThingsID、 ComputerlD、SeverID-Α、StatusID, EventID 数据组的 kverlD-A 改成 kverlD-B，将数据发送到物联网B，B服务器按ThingsID、StatusID数据找出对应的信息。不同物联网管理平台服务器对其管理物品进行控制的管理流程物联网B服务器向物联网A服务器发送MatusID、ThingsID、kverID-A、EventID 数据库及附带请求指令，物联网A服务器通过ThingsID、MatusID在数据库中找出 ComputerlD及其动态IP，并将数据包发送给管理电脑或嵌入式设备，管理电脑或嵌入式设备接到数据包后，根据数据包中的ThingsID和MatusID数据找出存储的SRC控制指令或转换成控制指令、PortNo COM 或 USB 通信端口、SCC 的 ConvertorNo、SCC 的 TrasformNo ；管理电脑或嵌入式设备通过对应端口向对应的SCC发送控制指令，告诉SCC将对应的SRC控制数据转换成对应的传输方式的数据，对应的SRC接收到控制数据控制物品E。这种物联网“网络层”数据通信传输方法，克服了相关技术中网络层无法用一个统一的数据传输协议传输不同种类的SRC感知和控制信息，与物联网管理平台信息相互交换等技术问题，进而达到了物联网应用可采取一种统一的数据传输协议，实现信息相互交换。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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1是物联网“网络层”数据通信传输方法示意图；图2是根据本发明一个实施例的MatusID感知和控制信息转换示意图；图3是根据本发明一个实施例的不同物联网服务器接收物品感知信息示意图；图4是根据本发明一个实施例的不同物联网服务器发送物品控制信息示意具体实施例方式下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。图1是根据本发明一个实施例的物联网“网络层”数据通信传输方法的方框图。感知控制设备101，由物品、SRC感知控制识别器和SCC感知控制转换器即 Sensor-传感器，Control-控制，Convertor-转换器组成。SRC指各种上行感知传感器，上行感知传感器和下行控制执行器，下行执行控制器。SRC的感知和控制信息的传输有现场总线、M-BUS总线、24V消防总线、开关量、PSTN等有线传输方式，RFID射频识别、红外感应、 GMS短信等无线传输方式，并且有各自不同的传输协议。SCC201具有有线和无线传输方式的接收和发送电路，可接收不同传输方式的SRC数据转换成RS232或USB数据，通过不同的 COM或USB端口传输给管理电脑或嵌入式设备；接收管理电脑或嵌入式设备不同的COM或 USB端口的数据，转换成相对应的传输方式数据，传输给SRC，对物品进行控制。管理电脑或嵌入式设备301，以2种方式接收感知信息和发送控制信息，一是将接收的SRC感知信息数据与管理电脑数据库中的存储SRC感知信息数据进行比对，找出对应的存储单元，获得感知信息；二是以约定的协议对接收数据进行解码，找出感知信息。每个物品的每个感知信息在数据库中对应HiingsID物品ID、ComputerID电脑ID、SeverID服务器 ID、SRC 的 MatusID、C0M/USB 接口 PortNo、SCC 转换器 ConvertorNo, SRC 传输方式 TrasformNo, 7组基本信息数据。所述网络传输数据包中的MatusID SRC的种类编号、感知和控制状态信息，含有连接在SCC的多种不同的SRC的编号数据和感知信息及控制信息的状态数据；ThingsID连接在管理电脑或嵌入式设备中物品的物品识别信息数据；ComputerID管理电脑或嵌入式设备识别信息和动态IP等信息数据；SeverID物联网管理平台服务器的识别信息和固定IP 信息数据；EventID管理电脑或嵌入式设备与管理平台服务器辅助交换信息；这五项数据， 确定了在物联网中物品及物品的感知和控制信息的唯一识别属性，管理电脑或嵌入式设备的唯一识别属性，物联网管理平台服务器唯一识别属性，事件属性，组成一个网络层传输数据包，形成一个通信传输协议。所述网络传输数据包的PortNo管理电脑或嵌入式设备与SCC的COM或USN接口信息数据，它连接多个SCC的通信端口 ；ConvertorNo SCC的地址编码信息数据，确定了连接 SRC的SCC的地址编码数据；TrasformNo SRC的数据传输方式信息数据，是现场总线、开关量、M-BUS总线、DTMF总线、24V消防总线等有线传输方式和RFID射频识别、红外感应、GSM 短信等无线传输方式的编号数据；这三组数据确定了 SRC接收控制信息的传输端口、SCC的地址编码和SRC的传输方式，存储在管理电脑或嵌入式设备数据库中；管理电脑或嵌入式设备在接收到物联网管理平台服务器发送ThingsID物品ID、 ComputerID电脑ID、SRC的MatusID三组数据，找出数据库存储的SRC控制数据；附带的 C0M/USB 接口 PortNo、SCC 转换器 ConvertorNo、SRC 传输方式 TrasformNo 三组数据信息， 确定了 SCR所在的SCC地址编码、SRC的传输方式和传输接口。管理电脑或嵌入式设备向对应的SCC发送指令，告知将SRC的控制数据转换成对应传输方式发送给SRC，对物品进行控制。图2是根据本发明一个实施例的MatusID感知和控制信息转换示意图；在物联网中连接物品的每种SRC的感知和控制信息都包含在SRC传输数据中，管理电脑或嵌入式设备将接收或发送的SRC的种类信息、感知控制信息编译成MatusID中对应的种类编号、感知和控制状态编码数据，每个物品所配的SRC的每个感知信息和控制信息对应MatusID的一组数据，将每种SRC感知和控制信息转换到MatusID数据中。在管理电脑或嵌入式设备数据库中，每个物品ThingsIDJfS SRC多个感知和控制的数据或信息，对应多个MatusID数据；每个MatusID数据和ThingsID数据的组合对应物品唯一的感知或控制信息。物联网管理平台服务器数据库，含有MatusID数据库和ThingsID、ComputerlD、 SeverID数据库ftatusID数据库含有每个管理电脑或嵌入式设备内多种SRC及其感知和控制数据和对应的信息；ThingsID、ComputerlD, SeverID数据库除含有三组数据的识别信息，还含有物品的位置信息、制造厂信息、类型信息；当服务器收到和从MatusID数据中解码出来的感知和控制信息。服务器数据库收到数据包后，通过ThingsID在ThingsID、 ComputerlD、SeverID数据库找出物品的位置信息、制造厂信息、类型信息，在MatusID数据库中造出对应数据的信息；当要对物品进行控制时，在^atusID数据库中找出控制信息对应的数据，与ThingsID、ComputerlD数据组合发送给对应的管理电脑或嵌入式设备。连接多个物品的管理电脑或嵌入式设备，用自动俘获的动态IP地址与物联网管理平台服务器的固定IP地址实现通信，多个物品共用一个动态IP地址；管理电脑或嵌入式设备不断检测所获得的动态IP，如果IP地址发生变化，管理电脑或嵌入式设备会将新的 IP地址发送给管理平台服务器，使管理平台服务器能与管理电脑或嵌入式设备相互信息交换。EventID事件ID是管理电脑或嵌入式设备与不同物联网管理平台服务器之间及不同物联网管理平台服务器之间相互交换的信息和指令，即除物品感知和控制信息之外的其它相互交换的事件信息。事件信息包括物品特定的感知和控制信息引发的事件信息、音视频等多媒体数据、相互之间的一些请求和控制指令等。
具体实施方式
一，物联网A和物联网B具有相同的MatusID数据库和ThingsID、ComputerID, SeverID数据库，物联网A物品C的感知信息发送到物联网B服务器，结合图 1、图3，说明本实施方式。本实施方式中，物品C的SRC感知信息通过SCC将传输数据转换成RS232或USB数据传输给管理电脑或嵌入式设备；管理电脑或嵌入式设备接收数据后与数据库存储数据比对，找出对应的数据单元及附带的7组基础信息，或按照其它方式解码出物品感知信息找出对应的7组基本数据；将其中ThingsID、ComputerlD、SeverID-Α、 StatusID, EventID数据组合成数据包发送给物联网A服务器，A服务器接到物联网B服务器请求后，将SeverID-A改成SeverlD-B，将数据包转发给物联网B服务器。另外如果C物品划归到物联网B，管理电脑或嵌入式设备的ThingsID、 ComputerlD、SeverID-Α、StatusID, EventID 数据组的 kverlD-A 改成 kverlD-B，将数据发送到物联网B，B服务器按ThingsID、StatusID数据找出对应的信息。
具体实施方式
二，物联网A和物联网B具有相同的MatusID数据库和ThingsID、 ComputerlD、SeverID数据库，物联网B控制物联网A的物品E，结合图1、图4，说明本实施方式。本实施方式中，物联网B服务器向物联网A服务器发送MatusID、ThingsID、 SeverID-A数据库及附带请求指令，物联网A服务器通过ThingSID、StatUSID在数据库中找出ComputerlD及其动态IP，并将数据包发送给管理电脑或嵌入式设备，管理电脑或嵌入式设备接到数据包后，根据数据包中的ThingsID和MatusID数据找出存储的SRC控制指令或转换成控制指令、PortNo COM 或 USB 通信端口、SCC 的 ConvertorNo、SCC 的 TrasformNo ； 管理电脑或嵌入式设备通过对应端口向对应的SCC发送控制指令，告诉SCC将对应的SRC 控制数据转换成对应的传输方式的数据，对应的SRC接收到控制数据控制物品E。另外，物联网B服务器在取得E物品所在管理电脑或嵌入式设备的ComputerlD及其动态IP后，可直接向管理电脑或嵌入式设备发送控制指令，实施对E物品的控制。注解信息SRC 传感识别控制器，Sensor-传感器，recognizes-识别，controller-控制器。SCC感知控制转换器即Sensor-传感器，Control-控制，Convertor-转换器
权利要求
1.一种物联网“网络层”数据通信传输方法，物品的感知控制识别器发送的感知信息和接收的控制信息与管理电脑或嵌入式设备信息交换，并转换成一种协议数据连接到互联网传输，与物联网管理平台信息交换，其特征在于所述管理电脑或嵌入式设备数据库中含有每个物品感知和控制的数据或信息，并附带7项基本信息数据，包含有感知控制识别器SRC的种类编号、感知和控制状态信息 StatusID, SRC的数据传输方式TrasformNo，管理电脑或嵌入式设备与感知控制转换器的COM或USN接口信息数据PortNo，SRC连接的感知控制转换器SCC的编码信息数据 ConvertorNo,管理电脑或嵌入式设备的识别信息数据ComputerlD，管理电脑或嵌入式设备连接的物品识别信息数据ThingsID，物联网管理平台服务器的识别信息数据kverlD ；并由其中 MatusID、ThingsID、ComputerlD、SeverID 和 EventID 事件 ID 数据组成一种物联网“网络层”数据传输协议据包。
2.根据权利要求1所述物联网“网络层”数据通信传输方法，其特征在于，所述网络传输数据包中的MatusID SRC的种类编号、感知和控制状态信息、ThingsID连接在管理电脑或嵌入式设备中物品的物品识别信息数据；ComputerID管理电脑或嵌入式设备识别信息和动态IP等信息数据；SeverID物联网管理平台服务器的识别信息和固定IP信息数据； EventID管理电脑或嵌入式设备与管理平台服务器辅助交换信息；这五项数据，确定了在物联网中物品及物品的感知和控制信息的唯一识别属性，管理电脑或嵌入式设备的唯一识别属性，物联网管理平台服务器唯一识别属性，事件属性，组成一个网络层传输数据包，形成一个通信传输协议。
3.根据权利要求1所述物联网“网络层”数据通信传输方法，其特征在于，所述管理电脑或嵌入式设备数据库中附带7项基本信息数据的PortNo管理电脑或嵌入式设备与SCC 的COM或USN接口信息数据、ConvertorNo SCC的地址码信息数据，确定了连接SRC的SCC 的地址编码数据；TrasformNo SRC的数据传输方式信息数据，是现场总线、开关量、M-BUS 总线、DTMF总线、24V消防总线等有线传输方式和RFID射频识别、红外感应、GSM短信等无线传输方式的编号数据；这三组数据确定了 SRC接收控制信息的传输端口、SCC的地址编码和SRC的传输方式，并存储在管理电脑或嵌入式设备数据库中；管理电脑或嵌入式设备在接收到物联网管理平台服务器发送ThingsID物品ID、 ComputerlD电脑ID、SRC的MatusID三组数据，找出数据库存储的SRC控制数据；附带的 C0M/USB 接口 PortNo、SCC 转换器 ConvertorNo、SRC 传输方式 TrasformNo 三组数据信息， 确定了 SCR所在的SCC地址编码、SRC的传输方式和传输接口。管理电脑或嵌入式设备向对应的SCC发送指令，告知将SRC的控制数据转换成对应传输方式发送给SRC，对物品进行控制。
4.根据权利要求1所述物联网“网络层”数据通信传输方法，其特征在于，在物联网中连接物品的每种感知控制识别器的感知和控制信息都包含在感知控制识别器传输数据中， 管理电脑或嵌入式设备将接收或发送的感知控制识别器的种类信息、感知控制信息编译成 MatusID中对应的种类编号、感知和控制状态编码数据。
5.根据权利要求1所述物联网“网络层”数据通信传输方法，其特征在于，物联网管理平台服务器数据库，含有MatusID数据库和ThingsID、ComputerlD、SeverID数据库； StatusID数据库含有每个管理电脑或嵌入式设备内多种SRC及其感知和控制数据和对应的信息；ThingsID、ComputerID, SeverID数据库除含有三组数据的识别信息，还含有物品的位置信息、制造厂信息、类型信息和从MatusID数据中解码出来的感知和控制信息。
6.根据权利要求1所述物联网“网络层”数据通信传输方法，其特征在于，连接多个物品的管理电脑或嵌入式设备，用自动俘获的动态IP地址与物联网管理平台服务器的固定 IP地址实现通信，多个物品共用一个动态IP地址；在管理电脑或嵌入式设备所获得的动态 IP地址发生变化，管理电脑或嵌入式设备会降新的IP地址发送给管理平台服务器。
7.根据权利要求1所述物联网“网络层”数据通信传输方法，其特征在于，所述EventID 事件ID是管理电脑或嵌入式设备与不同物联网管理平台服务器之间及不同物联网管理平台服务器之间除物品感知和控制信息之外的其它相互交换的事件信息。
8.根据权利要求1所述物联网“网络层”数据通信传输方法，其特征在于，物品感知信息传输到物联网管理平台服务器的流程SRC感知的物品信息通过SCC将传输数据转换成RS232或USB数据传输给管理电脑或嵌入式设备；管理电脑或嵌入式设备接收数据后与数据库存储数据比对，找出对应的数据单元及附带的7组基础信息，或按照其它方式解码出物品感知信息找出对应的7组基本数据；将其中 ThingsID、ComputerlD、SeverID-A, StatusID, EventID 数据组合成数据包发送给物联网A服务器，A服务器接到物联网B服务器请求后，将SeverID-A改成SeverlD-B，将数据包转发给物联网B服务器；另外，如果该物品划归到物联网B，管理电脑或嵌入式设备的ThingsID、ComputerlD, SeverID-A, StatusID, EventID数据组的kverlD-A改成SeverlD-B，将数据发送到物联网 B，B服务器按ThingsID、StatusID数据找出对应的信息。
9.根据权利要求1所述物联网“网络层”数据通信传输方法，其特征在于，不同物联网管理平台服务器对其管理物品进行控制的管理流程物联网B服务器向物联网A服务器发送MatuSID、ThingSID、kverID-A、EventID数据库及附带请求指令，物联网A服务器通过ThingSID、StatuSID在数据库中找出ComputerID 及其动态IP，并将数据包发送给管理电脑或嵌入式设备，管理电脑或嵌入式设备接到数据包后，根据数据包中的ThingsID和MatusID数据找出存储的SRC控制指令或转换成控制指令、PortNo COM 或 USB 通信端口、SCC 的 ConvertorNo、SCC 的 TrasformNo ；管理电脑或嵌入式设备通过对应端口向对应的SCC发送控制指令，告诉SCC将对应的SRC控制数据转换成对应的传输方式的数据，对应的SRC接收到控制数据，实施对E物品的控制；另外，物联网B服务器在取得E物品所在管理电脑或嵌入式设备的ComputerID及其动态IP后，可直接向管理电脑或嵌入式设备发送控制指令，实施对E物品的控制。
全文摘要
本发明提供了一种物联网“网络层”数据通信传输方法，它涉及物联网领域，解决了物联网物品感知和控制信息以一种通用的通信传输协议在“网络层”传输的技术问题；其特征在于，传输数据包括含有ThingsID物品ID，ComputerID管理电脑或嵌入式设备ID，SeverID服务器ID，StatusID知控制识别器的种类编号、感知和控制状态ID等基本数据及TrasformNo感知控制识别器的数据传输方式编号，COM或USN接口信息PortNo，感知控制转换器感知控制识别器的编码信息ConvertorNo、事件EventID等辅助数据组；本发明实现了物联网物品的感知和控制信息以一种通用的通信传输协议通过“网络层”与采用相同传输协议的不同物联网管理平台服务器相互信息交换的技术效果。
文档编号H04L12/24GK102215267SQ20111019538
公开日2011年10月12日 申请日期2011年7月13日 优先权日2011年7月13日
发明者郭松 申请人:汪晋, 郭松