本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种物联网网关装置及其复位重启方法。
背景技术：
物联网的网关设备可以感知网络与通信网络，以及不同类型感知网络之间的协议转换，既可以实现广域互联，也可以实现局域互联。作为连接感知网络与传统通信网络的纽带，网关设备在物联网中承担着日益重要的角色。然而网关设备一直处于高负荷工作状态，难以避免会出现一些由于人为或非人为的因素造成死机的情况，这时便需要采取一些简单方便的方式对网关设备进行复位重启操作。
传统的对网关设备进行复位重启操作的方式，通常是通过操作网关设备上的按钮进行复位重启，或是通过电源开关进行断电重启。然而，网关设备通常放置于不易接触的地方，当网关设备出现故障时，需大费周章地去对网关设备进行操作，操作不便，且对于不能断电的情况，不便重启。
技术实现要素：
基于此，有必要针对上述问题，提供一种便于操作、实用性强的物联网网关装置及其复位重启方法。
一种物联网网关装置，包括网关控制器和无线模块，所述网关控制器设有复位引脚和启动模式配置引脚，所述无线模块连接所述复位引脚和所述启动模式配置引脚；
所述无线模块用于与外部设备建立无线连接，检测是否接收到所述外部设备发送的配置指令，所述无线模块在接收到所述配置指令时，根据所述配置指令输出对应的电平信号至复位引脚和启动模式配置引脚，控制所述网关控制器复位重启。
上述物联网网关装置，通过无线模块连接网关控制器的复位引脚和启动模式配置引脚，无线模块可根据外部设备发送的配置指令控制复位引脚和启动模式配置引脚的电平状态，从而控制网关控制器进行复位重启。一方面，无线模块与外部设备采用无线连接的方式，便于用户随身携带外部设备，当用户需要对物联网网关装置进行复位重启时，只需要采用外部设备发送配置指令即可实现无线控制复位重启，无需大费周章地去对物联网网关装置进行硬件操作，用户操作便利性高；另一方面，无线模块控制复位引脚和启动模式配置引脚的电平状态以控制网关控制器的进行复位重启，无线模块可独立于网关控制器工作，采用软启动方式控制复位重启，无需断电，使得物联网网关装置可适用于不能断电的区域，应用范围广且实用性强。
一种物联网网关装置的复位重启方法，包括：
无线模块上电后发送广播信号，并控制网关控制器处于待启动状态或者初始化启动状态；
所述无线模块判断是否接收到所述外部设备根据所述广播信号发送的连接请求；
若是，则所述无线模块根据所述连接请求与所述外部设备建立无线连接；
所述无线模块检测是否接收到所述外部设备发送的配置指令；
所述无线模块在接收到所述配置指令时，根据所述配置指令输出对应的电平信号至所述网关控制器的复位引脚和启动模式配置引脚，控制所述网关控制器复位重启；
所述无线模块检测是否与所述外部设备断开连接；
所述无线模块在与所述外部设备断开连接时，重复发送所述广播信号并返回所述无线模块判断是否接收到所述外部设备根据所述广播信号发送的连接请求的步骤；
所述无线模块在与所述外部设备保持连接时，返回所述无线模块检测是否接收到所述外部设备发送的配置指令的步骤。
上述物联网网关装置的复位重启方法，同理，具备用户操作便利性高、应用范围广且实用性强的特点。
附图说明
图1为一实施例中物联网网关装置的结构图；
图2一具体实施例中物联网网关装置的结构示意图；
图3为一实施例中物联网网关装置的复位重启方法的流程图；
图4为一应用例中物联网网关装置的结构示意图；
图5为一应用例中nRF Master Control Panel软件的界面示意图。
具体实施方式
参考图1，一实施例中的物联网网关装置，包括网关控制器110和无线模块120，网关控制器110设有复位引脚和启动模式配置引脚，无线模块120连接复位引脚和启动模式配置引脚。无线模块120用于与外部设备200建立无线连接，检测是否接收到外部设备200发送的配置指令，无线模块120在接收到配置指令时，根据配置指令输出对应的电平信号至复位引脚和启动模式配置引脚，控制网关控制器110复位重启。
网关控制器110为物联网网关装置的核心控制部分，具体地，网关控制器110的启动方式有多种，例如从SD卡(Secure Digital Memory Card安全数码卡)启动、从NAND Flash(快闪记忆体)启动等；其中，启动模式配置引脚为用于控制网关控制器110的启动方式的引脚。
其中，配置指令为用于指示无线模块120控制网关控制器110复位重启的指令，由外部设备200通过无线方式发送。具体地，配置指令有多种，不同的配置指令对应的启动方式不同，即无线模块120可根据不同的配置指令控制网关控制器110进行复位重启时采用不同的启动方式。
上述物联网网关装置，通过无线模块120连接网关控制器110的复位引脚和启动模式配置引脚，无线模块120可根据外部设备200发送的配置指令控制复位引脚和启动模式配置引脚的电平状态，从而控制网关控制器110进行复位重启。一方面，无线模块120与外部设备200采用无线连接的方式，便于用户随身携带外部设备200，当用户需要对物联网网关装置进行复位重启时，只需要采用外部设备200发送配置指令即可实现无线控制复位重启，无需大费周章地去对物联网网关装置进行硬件操作，用户操作便利性高；另一方面，无线模块120控制复位引脚和启动模式配置引脚的电平状态以控制网关控制器110的进行复位重启，无线模块120可独立于网关控制器110工作，采用软启动方式控制复位重启，无需断电，使得物联网网关装置可适用于不能断电的区域，应用范围广且实用性强。
例如，上述物联网网关装置应用于智能家居，当物联网网关装置在夜里出现一些小故障时，用户可通过手机、平板等外部设备200发送配置指令，由无线模块120接收配置指令并控制网关控制器110复位重启，简单快捷，实用性强。
在一实施例中，网关控制器110包括ARM和FPGA，ARM和FPGA均设有复位引脚，ARM还设有启动模式配置引脚；ARM连接FPGA，且ARM的复位引脚和启动模式配置引脚均连接无线模块120，FPGA的复位引脚连接无线模块120。
ARM作为主设备，FPGA作为从设备，FPGA相当于是ARM的一个具有可重配置特点的外设。通过采用ARM和FPGA组成主从机结构的网关控制器110，功能性强。具体地，ARM和FPGA通过总线连接。
可选地，网关控制器110可以采用具有ARM和FPGA的独立芯片，如ZYNQ 7000系列芯片、Straitx 10系列芯片；网关控制器110也可以是采用ARM和FPGA两种芯片组合的形式。参考图2，为一具体实施例中物联网网关装置的结构示意图，网关控制器110内嵌有ARM和FPGA，网关控制器110的复位引脚RST和启动模式配置引脚BOOT连接无线模块120的GPIO引脚。
在一实施例中，无线模块120为低功耗蓝牙模块。
一方面，采用低功耗蓝牙模块，外部设备200只要开启蓝牙功能即可，无需连网，提高了无线操作复位重启的便利性。另一方面，BLE(Bluetooth Low Energy低功耗蓝牙)技术是低成本、短距离、可互操作的无线技术，工作在免许可的2.4GHz(吉赫)的ISM射频频段。BLE从一开始就设计为ULP(Ultra-Low Power超低功耗)无线技术，利用了许多智能手段最大限度地降低功耗，最大化的待机时间、快速连接和低峰值的发送/接收功耗三大特性成就了BLE的ULP性能。同时BLE技术采用可变连接时间间隔，这个间隔根据具体应用可以设置为几毫秒到几秒不等。另外，因为BLE技术采用非常快速的连接方式，因此平时可以处于“非连接”状态(节省能源)，此时链路两端相互间只是知晓对方，只有在必要时才开启链路，然后在尽可能短的时间内关闭链路。BLE技术的工作模式非常适合用于从微型无线传感器(每半秒交换一次数据)或使用完全异步通信的遥控器等其它外设传送数据。这些设备发送的数据量非常少(通常几个字节)，而且发送次数也很少(例如每秒几次到每分钟一次，甚至更少)。因此，通过采用低功耗蓝牙模块，可提高物联网网关装置的工作性能，且降低功耗。可以理解，在其他实施例中，无线模块120还可以为其他类型的模块，如WIFI模块。
进一步地，低功耗蓝牙模块有两种信道类型：广播信道3个，数据信道37个，共40个信道。由于蓝牙和WiFi都工作在2.4GHz频段，在同一使用环境下可能产生相互的影响，为此低功耗蓝牙做了系统共容性的考虑，在设计低功耗蓝牙模块的信道表时尽量避开了WiFi的工作信道，低功耗蓝牙模块的3个广播信道均在WiFi信道表之外，除了重叠的数据信道部分，仍有9个数据信道在WiFi信道之外，确保了低功耗蓝牙模块的可靠性及与WiFi系统的共容性，增强了应用时的抗干扰特性。
在一实施例中，上述物联网网关装置还包括WiFi模块、Zigbee模块、GSM模块中的任意一种，WiFi模块、Zigbee模块和GSM模块与网关控制器110通信连接。
WiFi模块、Zigbee模块、GSM模块相当于网关控制器110的数据传输通道，用于与网关核心控制器110连接以实现不同的功能，提高物联网网关装置的功能多样性。例如，通过WiFi模块连接网关控制器110，则将物联网网关装置配置为一个路由器，提供外网连接或者其他的数据传输；通过Zigbee模块连接网关控制器110，则将物联网网关装置配置为协调器，去接收其他Zigbee发送过来的数据；通过GSM模块连接网关控制器110，则将物联网网关装置配置为一个小型的手机基站。可以理解，在其他实施例中，物联网网关装置还可以包括其他功能模块，以实现其他功能。
具体地，WIFI模块和Zigbee模块通过USB接口连接网关控制器110。进一步地，WiFi模块、Zigbee模块、GSM模块均与网关控制器110的ARM连接。
在一实施例中，上述物联网网关装置还包括移动终端，移动终端与无线模块120无线连接，用于发送配置指令至无线模块120。移动终端便于用户随身携带，提高无线控制复位重启的便利性。
在一实施例中，无线模块120与外部设备200建立无线连接，包括：无线模块120上电后发送广播信号，检测是否接收到外部设备200根据广播信号发送的连接请求，若是，则根据连接请求与外部设备200建立无线连接。
无线模块120发送广播信号，从而外部设备200可根据广播信号搜索到无线模块120，以便向无线模块120发送连接请求。例如，低功耗蓝牙模块上电后发送广播信号，用户通过在蓝牙可搜索范围内使用外部设备200进行蓝牙搜索即可搜索到低功耗模块。
在一实施例中，无线模块120根据连接请求与外部设备200建立无线连接之前，还用于控制网关控制器110处于待启动状态或者初始化启动状态。通过控制网关控制器110处于待启动状态或初始化启动状态，以对网关控制器110初始化。
待启动状态指还未启动的准备状态，对应为网关控制器110上电后待启动；初始化启动状态指经过初始化并添加启动方式的配置、进行启动的状态，对应为网关控制器110上电后启动。可选地，无线模块120具体控制网关控制器110为哪种状态，由实际需要设置。比如需要网关控制器110一上电后不工作，等需要的再启动，则通过无线模块120初始化网关控制器为待启动状态；如果需要网关控制器110一上电就能开始工作，则通过无线模块120初始化网关控制器为初始化启动状态。
具体地，无线模块120可以通过控制复位引脚和启动模式配置引脚的电平状态来设置网关控制器110为待启动状态或者初始化启动状态。比如，初始化的时候无线模块120不对启动模式配置引脚进行配置，则网关控制器110就会进入待启动状态；若无线模块120预先存储有初始化启动方式，则初始化的时候无线模块120输出初始化启动方式对应的电平信号至启动模式配置引脚进行配置，网关控制器110进入初始化启动状态，采用初始化启动方式进行启动。
进一步地，无线模块120和网关控制器110由同一电源装置进行供电，无线模块120上电的同时，网关控制器110也上电；无线模块120可以是在上电后发送广播信号的同时控制网关控制器110处于待启动状态或者初始化启动状态。
在一实施例中，启动模式配置引脚有多个，无线模块120根据配置指令输出对应的电平信号至复位引脚和启动模式配置引脚，控制网关控制器110复位重启，包括：无线模块120输出复位电平至复位引脚；无线模块120获取与配置指令对应的启动配置信息，根据配置信息输出对应的电平信号至各启动模式配置引脚，使网关控制器110按照启动配置信息对应的启动方式进行启动。
无线模块120输出复位电平至复位引脚，从而控制网关控制器110进行复位；无线模块120通过输出电平信号至启动模式配置引脚，从而控制网关控制器110进行重启。多个启动模式配置引脚的电平状态有多种组合方式。通过设置多个启动模式配置引脚，支持设置多种启动方式，提高功能多样性。
可选地，可以采用低电平作为复位电平，也可以采用高电平作为复位电平。具体地，无线模块120可预先存储配置指令与启动配置信息的对应关系表，解析配置指令后通过查表可得到对应的配置信息；配置信息用于指示各个启动模式配置引脚的电平状态，例如启动模式配置引脚有4个，配置信息包括1000、1010、1011等，1000对应的启动方式为从SD卡启动，1010对应的启动方式为从NAND Flash启动。
在一实施例中，无线模块120根据配置指令输出对应的电平信号至复位引脚和启动模式配置引脚，控制网关控制器110复位重启之后，还用于检测是否与外部设备200断开连接，无线模块120在与外部设备200断开连接时，重复发送广播信号；无线模块120在与外部设备200保持连接时，重复检测是否接收到外部设备200发送的配置指令。如此，无线模块120可自动检测与外部设备200的无线连接状态，在断开连接时，继续发送广播信号以便外部设备200再次连接，使用便利。
在一实施例中，无线模块120检测是否接收到外部设备200发送的配置指令之后，还用于在接收到无效指令时，发送提示信息至接收端。提示信息用于指示接收到无效指令、当前无线模块120非正常工作。如此，可以在测试或者维护的时候查询无线模块120是否正常工作，以便用户知晓。
其中，接收端指通过无线模块120的串口与无线模块120连接的计算机。可以理解，在其他实施例中，无线模块120还可以发送提示信息至网关控制器110。
参考图3，一实施例中的物联网网关装置的复位重启方法，包括：
S110：无线模块上电后发送广播信号，并控制网关控制器处于待启动状态或者初始化启动状态。
S120：无线模块判断是否接收到外部设备根据广播信号发送的连接请求。若是，则执行步骤S130。
S130：无线模块根据连接请求与外部设备建立无线连接。
S140：无线模块判断是否接收到外部设备发送的配置指令。
S150：无线模块在接收到配置指令时，根据配置指令输出对应的电平信号至网关控制器的复位引脚和启动模式配置引脚，控制网关控制器复位重启。
S160：无线模块判断是否与外部设备断开连接。
S170：无线模块在与外部设备断开连接时，重复发送广播信号并返回步骤S120。
S180：无线模块在与外部设备保持连接时，返回步骤S140。
具体地，步骤S110中无线模块控制网关控制器处于待启动状态或者初始化启动状态、步骤S150中根据配置指令输出对应的电平信号至网关控制器的复位引脚和启动模式配置引脚，控制网关控制器复位重启的具体实现方式可采用前述提到的方式，在此不做赘述。
上述物联网网关装置的复位重启方法，同理，具备用户操作便利性高、应用范围广且实用性强的特点。
以一具体应用例说明上述物联网网关装置的具体使用。参考图4，网关控制器110采用的是ZYNQ 7000系列芯片，无线模块120采用的是nRF51xxx芯片的低功耗蓝牙模块。ZYNQ 7000系列芯片包含ARM和FPGA两部分，核心工作都在ARM部分运行的Linux系统中完成，该芯片中ARM部分和FPGA部分的复位引脚RST、启动模式配置引脚BOOT均连接至nRF51xxx芯片的GPIO引脚，且低功耗蓝牙模块可以独立进行工作，通过低功耗蓝牙模块可以很方便地控制网关控制器110的复位重启。
1、对低功耗蓝牙模块进行程序设计，首先在nRF51xxx芯片中下载S110Softdevice从机协议栈，然后在应用程序部分开启低功耗蓝牙串口服务，同时在程序中定义好控制网关工作的低功耗蓝牙串口指令。
2、网上下载或根据需要编译一个低功耗蓝牙串口手机软件，如nRF Master Control Panel软件，然后将其安装到智能手机上待用，nRF Master Control Panel软件界面如图5所示。
3、给低功耗蓝牙模块加上天线，然后给整个物联网网关装置上电，低功耗蓝牙模块初始化网关控制器110为初始化启动状态，故网关控制器110初始化后开始正常工作，而低功耗蓝牙模块也处于正常工作状态，并开始广播，等待智能手机连接。接下来就可以使用智能手机来进行操作了，具体操作如下。
1)开启手机蓝牙，打开nRF Master Control Panel软件，搜索低功耗蓝牙模块的设备名称，如R7_UART，并进行连接。
2)智能手机上的nRF Master Control Panel软件连接上低功耗蓝牙模块后，再通过该软件向低功耗蓝牙模块发送配置指令。
3)低功耗蓝牙模块接收到正确的配置指令后，便会对网关控制器110进行复位重启。待复位重启工作结束后，低功耗蓝牙模块将恢复到连接状态，等待接收智能手机发送指令。
4)若低功耗蓝牙模块与智能手机断开连接，则低功耗蓝牙模块将恢复到广播状态发送广播信号，等待下一次连接。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。