一种物联网智能网关的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种网络传输处理装置，尤其涉及一种物联网智能网关。
【背景技术】
[0002]物联网系统中需要接入大量传感器，一个大型综合的物联网系统的感知层往往由许多个感知设备(包括RFID、条码、各类传感器、GPS、视频采集设备等)组成，同时可能部署有多种有线和无线通讯器模块，这些由感知设备和通讯器模块组成的数据采集单元就是物联网的前端节点，众多的物联网前端节点需要将信息统一传输到后台应用服务器，应用服务器通过数据中间件对采集的海量数据进行预先处理和规划，然后再导入到应用系统，从而实现物联网系统的服务功能。而来自众多物联网前端节点的数据信息不可能都直接接入到后台应用服务器，而是通过物联网网关这个通讯枢纽来统一调度传输任务和分配信道资源。传统的网关只具备接入功能、网关管理功能、通讯协议转换功能，这些网关适应于通用的信息系统。而针对物联网系统的特殊性(多节点、多协议、海量数据等)，传统的网关显得力不从心，现有技术用于传统的网关中央处理器有很多种，大致采用的中央处理器在ARM9以下，时钟频率在200至400MHZ之间。存储器最大也不过256M。网关数据处理能力较低，数据缓存能力有限，基本上只能承担传感器数据接入及输出功能，大量的数据预处理及数据解码依赖服务器端的数据中间件，这样大大增加了网络的负担，降低了网络传输效率，同时也增加后台服务器的负担。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种物联网智能网关，该网关可通过对应的数据规则预处理前端输入的数据，可存储经过预处理的中间数据及结果，同时还为等待通讯信道分配的数据提供缓存，可进行大量的数据预处理及数据解码，大大降低了网络的负担，提高了网络传输效率，同时也大大减小了后台服务器的负担。
[0004]本技术方案针对大型物联网系统前端数据采集节点众多、感知设备种类复杂、通讯方式及协议千变万化、海量数据信息接入与通讯资源分配矛盾突出、前端设备管理及诊断困难等物联网系统数据通讯的瓶颈问题，研宄设计一种“多协议与中间件相融合的物联网智能网关”，将前端的感知设备器模块和通讯器模块的协议后移至网关的协议解释器中统一管理，将服务器应用系统之前的物联网中间件的部分功能前移至网关内的前置中间件处理单元，再配合传统网关的广泛接入能力、网关管理能力、协议转换能力，融合形成一种新型的专门针对大型物联网应用系统的智能网关产品，以期通过标准化的手段解决物联网系统网关的通讯难题。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的物联网智能网关，包括中央处理器，所述中央处理器与数据预处理单元的内部接口电连接，所述数据预处理单元包括数据预处理器模块和数据缓存器模块，所述数据预处理器模块和数据缓存器模块电连接。
[0006]所述中央处理器与中间件处理单元的内部接口电连接，所述中间件处理单元包括设备管理器模块和事件触发器模块，所述设备管理器模块和事件触发器模块电连接。
所述中央处理器与多协议处理单元的内部接口电连接，所述多协议处理单元包括协议解释器模块和协议转换器模块，所述协议解释器模块和协议转换器模块电连接。
[0007]所述协议转换器模块中设置有中介对象子模块，所述中介对象子模块统一对不同协议进行访问和处理，该中介对象子模块包含一种协议中间件，协议中间件内定义了一种协议自适应的匹配模型，其输入接口接收各种传感器数据，从协议库中搜索类型的定义，通过匹配模型转变成一种标准的数据输出，并从协议中间件输出接口输出转换后的数据。
[0008]所述中央处理器与初始化接口电连接；所述数据预处理单元包括数据规则注册器模块，所述数据规则注册器模块与所述中央处理器电连接，所述数据规则注册器模块与所述数据预处理器模块电连接；所述中间件处理单元包括节点注册器模块，所述节点注册器模块与所述中央处理器电连接，所述节点注册器模块与所述设备管理器模块电连接；所述多协议处理单元包括协议存储器模块，所述协议存储器模块与所述中央处理器电连接，所述协议存储器模块与所述协议解释器模块电连接。
[0009]所述中间件处理单元的节点注册器模块中设置有设备注册器子模块，所述设备注册器子模块对前端设备进行注册、分配设备标识ID、存储设备辅助信息、建立并管理设备运行日志、对故障设备反馈给后台服务器；所述设备注册器子模块对不同的感知设备类型设计统一的设备镜像模型，模型除对设备的常规信息进行定义外，还需要对设备的访问方式和故障类型进行定义。
[0010]所述中央处理器与通讯处理单元的内部接口电连接，所述通讯处理单元包括输入输出接口管理器模块和信道分配协调器模块，所述输入输出接口管理器模块和信道分配协调器模块电连接；所述通讯处理单元的外部接口与所述数据预处理单元的外部接口电连接；所述通讯处理单元的外部接口与所述中间件处理单元的外部接口电连接；所述通讯处理单元的外部接口与所述多协议处理单元的外部接口电连接。
[0011]所述中央处理器与输入接口电连接，所述中央处理器与输出接口电连接。
[0012]所述中央处理器与电源系统器模块电连接。
[0013]所述中央处理器采用TI ARM1156T2-S内核，时钟频率400?500MHZ，所述中央处理器的存储空间为512M，可扩充至1G，所述中央处理器3具有128个传感节点。
[0014]本发明的物联网智能网关与现有技术相比具有以下有益效果。
[0015]1、本技术方案由于采用了所述中央处理器与数据预处理单元的内部接口电连接，所述数据预处理单元包括数据预处理器模块和数据缓存器模块，所述数据预处理器模块和数据缓存器模块电连接的技术手段，所以，可通过对应的数据规则预处理前端输入的数据，可存储经过预处理的中间数据及结果，同时还为等待通讯信道分配的数据提供缓存，可进行大量的数据预处理及数据解码，大大降低了网络的负担，提高了网络传输效率，同时也大大减小了后台服务器的负担。
[0016]2、本技术方案由于采用了所述中央处理器与中间件处理单元的内部接口电连接，所述中间件处理单元包括设备管理器模块和事件触发器模块，所述设备管理器模块和事件触发器模块电连接的技术手段，所以，解决了由于前端设备众多而导致的设备管理和故障诊断困难的问题，提高前端感知设备和通讯设备管理的有效性和精准性，增强系统的可维护性；通过中间件部分功能前移，减轻后台的应用服务器的资源配置负担，提高应用服务器的资源使用率，最大限度地增强系统提供应用服务的能力。
3、本技术方案由于采用了所述中央处理器与多协议处理单元的内部接口电连接，所述多协议处理单元包括协议解释器模块和协议转换器模块，所述协议解释器模块和协议转换器模块电连接的技术手段，所以，解决前端种类繁多、协议复杂的感知设备通讯协议解释和自适应问题，使得用