专利名称：结合网络、处理wsn终端处理数据的方法及wsn网关的制作方法
技术领域：
本发明涉及结合网络技术，尤其涉及一种结合网络、处理WSN终端处理数据的方法及WSN网关。
背景技术：
无线传感器网络作为计算、通信和传感器三项技术相结合的产物，是一种全新的信息获取和处理技术。由于近来微型制造技术、通讯技术及电池技术的改进，促使微小的传感器终端可具有感应、无线通讯及处理信息的能力。此类传感器终端不但能够感应及侦测环境的目标物及其改变，并且可处理收集到的数据，并将处理过后的资料以无线传输的方式送到数据收集中心。这些传感器终端通常由电源、感知部件、嵌入式处理器、存储器、通信部件和执行软件这几部分构成。其中，电源为传感器节点提供正常工作所必需的能源。感知部件用于感知、获取外界的信息，并将其转换为数字信号。嵌入式处理器负责协调节点各部分的工作，如对感知部件获取的信息进行必要的处理、保存，控制感知部件和电源的工作模式等。通信部件负责与其他传感器或观察者进行通信。执行软件则为传感器终端提供必要的软件支持，如嵌入式操作系统、嵌入式数据库系统等。借助于传感器终端中内置的形式多样的感知部件来测量该传感器终端所在周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号， 从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等众多信息。传感器终端一般通过自组织或预配置的方式构成网络。在通信方式上，虽然可以采用有线、无线、红外和光等多种形式，但一般认为短距离的无线低功率通信技术最适合传感器网络的使用，一般称作无线传感器网络(WSN，Wireless Sensor Network)。目前使用比较广泛的无线低功率通信技术包括IEEEanstitute of Electrical and Electronics Engineers) 802. 15. 4 禾口 Zigbee 技术。IEEE 802. 15. 4 是由 IEEE 开发的低速无线个域网(WPAN，Wireless PersonalArea Network)标准。IEEE 802. 15. 4规定了物理层和介质访问控制层(MAC, Media Access Control)标准。符合IEEE 802. 15. 4标准的通信模块具备低成本、低耗电、小尺寸的特点。Zigbee联盟是一个致力于在开放的全球标准的基础上，开发可靠的、低成本、低耗电、无线网络连接的监测和控制产品的组织。Zigbee标准的物理层和MAC层采用IEEE 802. 15. 4技术，网络层、安全管理、应用层规范以及互通性由Zigbee联盟开发。Zigbee 标准中的Zigbee智能能源公共应用规范(Zigbeesmart energy public applications profile)禾口 Zigbee 家庭自动化应用规范(Zigbeehome automation public applications profile)分别针对商业环境应用和家庭应用。WSN终端的微处理能力和无线通信能力使无线传感器网络有广阔的应用前景，其应用包括军事应用、生物和环境监测、健康应用、家庭应用、工业控制和监测等。无线传感器网络和电信网结合，如第二代QG，2nd Generation)移动通信、第三代 (3G, 3rd Generation)移动通信、xDSL(x Digital Subscriber Line)、FTTx (Fiber To The x，χ为home、building、node、premises)、宽带无线接入、卫星/微波等，可以使无线传感器网络作为现有网络的延伸，扩展通信网络的能力，使通信对象从人扩展到物理世界，具有良好的发展前景。无线传感器网络与现有的电信网络结合后，可以使无线传感器网络感知的数据有效地传递到数据中心，通过对数据的整理和分析，可以极大程度地改变人类获取自然世界的数据的方式，同时也能够对无线传感器网络进行集中的管理，解决目前分散在各处的无线传感器网络难以管理的问题。无线传感器网络与电信网络结合，是指将无线传感器网络与电信网络相连接，利用电信网络对无线传感器网络及其提供的业务进行监控、管理及完成业务的承载与合作实施，并通过电信网络扩展无线传感器网络所提供的业务。无线传感器网络和电信网的结合一般是无线传感器网络通过网关设备连接至电信网平台。WSN终端为构成无线传感器网络的传感器节点，通过一跳或多跳与网关连接。WSN 终端负责采集并上传数据，以及接收并执行命令。组成无线传感器网络的设备少则几个多则几百个，设备间可根据需要以星形、树形或网状(MESH)等方式组网，其中某些设备或具有较强的组网和数据转发能力。无线传感器网络和电信网络结合后，无线传感器网络中的WSN终端通过网关将数据上报给电信网络侧的有关网络单元实体，上报的数据包括正常业务数据、WSN终端故障信息、报警信息(例如WSN终端检测到的感应数据超过设定的门限值时，WSN终端需要上报告警信息)等。在无线传感器网络内的WSN终端的数量比较多的情况下，网关需要处理大量的上报数据，这时WSN终端的数据一般不能立即上传给电信网络侧的有关网络单元实体。但WSN终端上报的数据为紧急的消息例如报警信息和故障信息时，如果不能及时的将信息上报和处理，会影响有关业务的正常运作或者无线传感器网络的正常工作。目前针对该问题和需求，还没有对应的技术方案。因此在无线传感器网络和电信网络的结合时，需要考虑WSN终端上报的数据上传给电信网络侧的有关网络单元实体时的管理问题，从而保证无线传感器网络以及有关业务的正常运作。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种结合网络、处理WSN终端处理数据的方法及WSN网关，能在接收到结合网络中的WSN终端上报数据后，按相关策略进行处理并及时通知给处理网元，实现对WSN终端更佳地管理。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种处理WSN终端处理数据的方法，应用于包含无线传感器网络和电信网络的结合网络中，所述无线传感器网络中设有WSN终端和WSN网关；所述电信网络中设置有WSN管理平台和业务平台；所述方法还包括WSN终端通过网关上报数据时，WSN网关按WSN终端上报数据的类型采用对应的处理策略。优选地，WSN终端上报数据时，携带所上报数据的类型信息。优选地，WSN网关接收到WSN终端上报数据后，识别出所述数据的类型信息，并根据所述数据类型对应的处理策略处理所述数据。优选地，所述数据包括正常业务数据、故障数据、报警数据。优选地，所述WSN管理平台设置各类型数据的处理策略，并下发给所述WSN网关。
优选地，所述按WSN终端上报数据的类型分别设置处理策略具体为对于正常业务数据，进行数据汇聚后，再上报给所述业务平台；对于故障数据和/或报警数据，接收后立即上报给所述WSN管理平台；对于未能识别类型的数据，进行数据汇聚后，再上报给所述业务平台。优选地，所述WSN管理平台接收到所述WSN网关上报的故障数据和/或报警数据后，立即进行故障排除处理或生成提示信息进行提示。一种结合网络，包括无线传感器网络和电信网络，所述无线传感器网络WSN中设有WSN终端和WSN网关；所述电信网络中设置有WSN管理平台和业务平台；WSN终端，用于向所述WSN网关上报数据时，携带所上报数据的类型信息；WSN管理平台，用于按WSN终端上报数据的类型分别设置处理策略，并下发给所述 WSN网关；WSN网关，用于接收到WSN终端上报数据后，识别出所述数据的类型信息，并根据所述数据类型对应的处理策略处理所述数据。优选地，所述数据包括正常业务数据、故障数据、报警数据。优选地，所述处理策略具体为对于正常业务数据，进行数据汇聚后，再上报给所述业务平台；对于故障数据和/或报警数据，接收后立即上报给所述WSN管理平台；对于未能识别类型的数据，进行数据汇聚后，再上报给所述业务平台。优选地，所述WSN管理平台，进一步在接收到所述WSN网关上报的故障数据和/或报警数据后，立即进行故障排除处理或生成提示信息进行提示。一种WSN网关，应用于包含无线传感器网络和电信网络的结合网络中，所述WSN网关包括接收单元、识别单元和处理单元，其中，接收单元，用于接收无线传感器网络中WSN终端上报的数据；识别单元，用于识别WSN终端上报数据的类型；处理单元，用于根据所述识别单元识别出的数据类型，并按数据类型执行对应的处理策略，处理所述数据。优选地，所述数据包括正常业务数据、故障数据、报警数据。优选地，所述处理策略具体为对于正常业务数据，进行数据汇聚后，再上报给所述电信网络的业务平台；对于故障数据和/或报警数据，接收后立即上报给所述WSN管理平台；对于未能识别类型的数据，进行数据汇聚后，再上报给所述电信网络的业务平台；所述WSN网关还包括上报单元，用于向所述WSN管理平台和/或所述业务平台上报数据。本发明中，首先对WSN终端上报数据进行分类，对WSN终端正常的监控数据如测量数据等，按正常数据处理，而对于其中的告警或故障数据，则优选进行上报，以及时通知给网络管理人员或WSN管理平台，以由WSN管理平台进行相应的故障或告警排除处理，或由管理人员进行故障或告警排除处理，以保证结合网络的正常运行。本发明的WSN终端能对上报的数据标识类别，并由WSN网关根据上报数据的类别分别采用不同的上报策略，使紧急类的上报数据可以及时地上报给电信网络侧的有关网络单元实体，便于电信网络侧的有关网络单元实体采取有关处理措施，而正常的上报数据可以采取优化的上报措施提高数据上传效率。从而保证无线传感器网络以及有关业务的正常运作。
图1为本发明结合网络结构的示意图；图2为本发明处理WSN终端处理数据的方法的流程图；图3为本发明WSN网关的功能方框图。
具体实施例方式本发明的基本思想是首先对WSN终端上报数据进行分类，对WSN终端正常的监控数据如测量数据等，按正常数据处理，而对于其中的告警或故障数据，则优选进行上报，以及时通知给网络管理人员或WSN管理平台，以由WSN管理平台进行相应的故障或告警排除处理，或由管理人员进行故障或告警排除处理，以保证结合网络的正常运行。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。本发明中，为了实现无线传感器网络和电信网络的连接，无线传感器网络通过网关接入电信网络并经由电信网络与WSN业务平台、与WSN管理平台相连。WSN终端为构成无线传感器网络的传感器节点，通过一跳或多跳与网关连接。WSN终端设备负责采集并上传数据，以及接收并执行命令。组成WSN的设备少则几个多则几百个，设备间可根据需要以星形、树形或MESH方式组网，其中某些设备或具有较强的组网和数据转发能力。本发明中， WSN终端可以是各种传感器如温度传感器、湿度传感器、视频监测器、音频监测器等设备。本发明中，网关负责连接无线传感器网络和电信网络，主要完成协议转换、地址解析及映射，以及数据转发等功能，网关也可以集成安全和计费等功能。网关可以支持的功能可以包括支持传感器网络内部数据协同和汇聚；支持以2G移动通信、3G移动通信、xDSL、 FTTx、宽带无线加入、卫星/微波等远距离通信加入方式的一种或多种，将汇聚的数据传输到通信对端；支持业务平台和远程管理服务器对网关设备认证和用户认证；支持业务平台和远程管理服务器对网关的参数和软件配置；支持用户认证和业务安全、设备管理安全机制。业务平台是电信网络中运行和管理与无线传感器网络相结合的业务的功能实体， 负责整合各个服务提供商提供的业务，并将其提供给终端用户，同时对用户使用业务的情况进行管理。业务平台会根据不同业务的需要，协同电信网络中其他功能实体完成整个业务流程，例如认证授权计费(AAA, AuthenticationAuthorization and Accounting)月艮务器。业务平台还可能与远程服务器连接，网络管理人员通过该远程服务器，能直接对业务进行更新。无线传感器网络管理平台是对无线传感器网络实施管理功能的实体。无线传感器网络管理平台可以由管理服务器组成，该管理服务器通过电信网络对无线传感器网络实施基本的管理功能。本发明中，无线传感器网络可以基于ZigBee技术组建的。WSN网关负责无线传感器网络的创建，WSN终端作为无线传感器网络中的节点加入到无线传感器网络。WSN管理平台记录无线传感器网络和WSN终端的相关信息，执行对无线传感器网络的管理功能；WSN业务平台配置WSN网关和WSN终端的有关业务参数，管理无线传感器网络所支持的有关业务。WSN终端加入到无线传感器网络后，通过WSN网关将相关数据上报给电信网络侧的网络单元实体。WSN上报的数据一般包括1、正常的业务数据。这种数据一般为WSN终端通过感知和测量获得的数据。2、故障数据。WSN终端检测出自身或者网络路由方面的故障时，需要将故障信息上报，使相关故障能够及时得到解决。3、报警数据。WSN终端为报警器类型的设备时，其检测到的数据超过规定的门限时，需要发出告警信息。这种信息需要及时得到处理。WSN终端上报的数据有多类别，而且每种类别对数据上报的需求不同，因此，在 WSN网关转发WSN终端上报的数据时，可以采用不同的上报策略(处理策略)。为了便于识别出每种类别的上报数据，需要预先定义每种上报数据类别的标识， WSN终端、WSN网关和电信网络侧的网络单元实体按照预先定义的标识进行上报数据的标识与识别。WSN终端在上报数据时，可以按照预先定义的数据类别的标识在上报数据中填充和上报的数据类别对应的标识。本领域技术人员应当理解，设置数据类别标识是容易实现的，这里不再赘述其实现细节。WSN网关接收到WSN终端上报的数据时，获取上报数据中包括的上报数据类别的标识，从而获得该上报数据的类别；在WSN终端上报的数据中不包括上报数据类别的标识时，WSN网关可以将该上报数据作为正常的上报业务数据。也就是说，当上报数据未携带有数据标识或数据标号无法识别时，即该部分数据作为正常数据进行处理。为了满足每种上报数据类别的上报需求，WSN网关识别出上报的数据类别后，按照该上报数据类别对应的上报策略进行上报数据的转发。上报数据的类别及其对应的上报策略可以由WSN管理平台制定并提供给WSN网关，WSN网关按照该上报策略进行上报数据的转发处理。每种上报类别的上报策略可以为每种数据类别的优先级，转发的目的地址等。可以由管理平台根据需要确定每种上报数据类别的上报策略。本发明给出了下面三种类型数据的上报策略1、报警数据该类别的数据的优先级最高，WSN网关可以立即将该信息上报给WSN 业务平台，由WSN业务平台执行相应的业务处理过程。2、故障数据该类别的数据的优先级低于报警信息；在没有报警信息需要转发的情况下，WSN网关可以立即将该信息上报给WSN管理平台，由WSN管理平台执行相应的处理过程。3、正常的业务数据该类别的数据的优先级最低，WSN网关可以将多条正常的业务数据汇聚后一起发送给业务平台，从而提高数据传输的效率。除了上面的其中数据类别及其对应的上报策略，可以在具体实施中增加新的数据类别及其对应的上报策略，或者确定符合实际需要的上报策略。图2为本发明处理WSN终端处理数据的方法的流程图，如图2所示，本发明处理 WSN终端处理数据的方法具体包括以下步骤
步骤201，WSN终端将上报的数据发送给WSN网关；这里，数据主要是WSN终端执行测量命令或自身故障等生成的告警或故障数据，当然，也可能是用于其他目的的数据，如请求消息等控制命令类型的数据。根据所生成的数据，WSN终端确定出各数据所属的数据类型，并按数据类型进行数据上报处理，在封装上报数据时，设置数据所属类型的标识信息。步骤202，WSN网关对上报数据进行解析，获得上报数据类别的标识；如前所述，数据标识信息已事先通知给WSN网关以及电信网络侧的与数据处理相关的网元，WSN网关等相关网元根据数据标识信息进行相应的数据匹配即可确定出数据类型。步骤203，WSN网关判断上报数据的类别，执行相应的上报策略。如果为报警信息， 执行步骤204中的过程；如果为故障信息，执行步骤205中的过程；如果为正常的业务数据，则执行步骤206中的过程。需要说明的是，WSN网关事先存储有数据处理策略。该数据处理策略，可以是WSN 管理平台制定并提供给WSN网关的，也可以是由网络管理人员制定相应的数据处理策略数据，并配置给WSN网关。总之，WSN网关接收到WSN终端发送的数据后，按所识别出的数据类型执行相应的数据处理策略即可。步骤204，WSN网关可以立即将该数据上报给WSN业务平台，由WSN业务平台执行相应的业务处理过程；步骤205，在没有报警数据需要转发的情况下，WSN网关可以立即将该数据上报给 WSN管理平台，由WSN管理平台执行相应的处理；步骤206，WSN网关可以将多条正常的业务数据汇聚后一起发送给业务平台。本发明中，所谓的汇聚数据即对当前所接收到的正常业务的数据进行存储，并非是接收到正常业务数据即进行上报，而是在存储了一定数量的正常业务数据后，再统一进行封装并上报。 这样处理的优点是，由于正常数据都是监测结果或检测结果，这些数据并非是网络侧所特别急需的数据，因此，考虑到上报的信令开销，不适宜接收数据后即进行上报处理，而是当该部分数据有一定数量后，再统一进行封装并上报。例如，上报的时机可以是当前WSN网关的内存低于一定的使用比例时再进行上报，或者，在设定的时段进行上报，如检测到当前的 WSN网关接收到的上报数据量小于设定阈值时，再上报这部分正常业务数据。而对于告警或故障数据，由于该数据的生成意味着当前的WSN终端出现了某种问题，如不排除故障，可能会影响该WSN终端的正常使用，因此，这部分数据将会优先进行上报，也就是说，这部分数据一般数据量不大，也是较紧急的数据，需要第一时间通知给网络管理人员，以执行相应的排除故障或告警的进一步处理，不必考虑上报这部分数据所占用的WSN处理资源。本发明WSN网关主要是应用于包含无线传感器网络和电信网络的结合网络中，即应用于图1所示的结合网络中，具体应用于无线传感器网络中。图3为本发明WSN网关的功能方框图，如图3所示，本发明的WSN网关包括接收单元30、识别单元31和处理单元32， 其中，接收单元30，用于接收电信网络的WSN管理平台发送的数据处理策略，以及，接收无线传感器网络中WSN终端上报的数据；其中，WSN终端上报数据时携带所上报数据的类型 fn息；识别单元31，用于识别WSN终端上报数据的类型；处理单元32，用于根据识别单元31识别出的数据类型，并按数据类型执行对应的处理策略，处理所述数据。上述数据包括正常业务数据、故障数据、报警数据。上述处理策略具体为对于正常业务数据，进行数据汇聚后，再上报给所述电信网络的业务平台；对于故障数据和/或报警数据，接收后立即上报给所述WSN管理平台；对于未能识别类型的数据，进行数据汇聚后，再上报给所述电信网络的业务平台。在图3所示的WSN网关的基础上，本发明的WSN网关还包括上报单元(图3中未示出)，用于向所述WSN管理平台和/或所述业务平台上报数据。具体的，数据上报给哪个网元，按上述的数据处理策略执行即可。本发明中，上述的数据处理策略仅是为阐明本发明技术方案所例举的具体示例， 并非用于限定本发明的技术方案。本领域技术人员应当理解，本发明图3所示的WSN网关中上述各处理单元的实现功能可参照前述结合网络或处理WSN终端上报数据的方法的相关描述而理解。图中的各处理单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1.一种处理WSN终端处理数据的方法，应用于包含无线传感器网络和电信网络的结合网络中，所述无线传感器网络中设有WSN终端和WSN网关；所述电信网络中设置有WSN管理平台和业务平台；其特征在于，所述方法还包括WSN终端通过WSN网关上报数据时，WSN网关按WSN终端上报数据的类型采用对应的处理策略。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，WSN终端上报数据时，携带所上报数据的类型信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，WSN网关接收到WSN终端上报数据后，识别出所述数据的类型信息，并根据所述数据类型对应的处理策略处理所述数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据包括正常业务数据、故障数据、 报警数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述WSN管理平台设置各类型数据的处理策略，并下发给所述WSN网关。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述按WSN终端上报数据的类型分别设置处理策略具体为对于正常业务数据，进行数据汇聚后，再上报给所述业务平台；对于故障数据和/或报警数据，接收后立即上报给所述WSN管理平台；对于未能识别类型的数据，进行数据汇聚后，再上报给所述业务平台。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述WSN管理平台接收到所述WSN网关上报的故障数据和/或报警数据后，立即进行故障排除处理或生成提示信息进行提示。
8.一种结合网络，包括无线传感器网络和电信网络，所述无线传感器网络WSN中设有 WSN终端和WSN网关；所述电信网络中设置有WSN管理平台和业务平台；其特征在于，WSN终端，用于向所述WSN网关上报数据时，携带所上报数据的类型信息；WSN管理平台，用于按WSN终端上报数据的类型分别设置处理策略，并下发给所述WSN 网关；WSN网关，用于接收到WSN终端上报数据后，识别出所述数据的类型信息，并根据所述数据类型对应的处理策略处理所述数据。
9.根据权利要求8所述的结合网络，其特征在于，所述数据包括正常业务数据、故障数据、报警数据。
10.根据权利要求8所述的结合网络，其特征在于，所述处理策略具体为对于正常业务数据，进行数据汇聚后，再上报给所述业务平台；对于故障数据和/或报警数据，接收后立即上报给所述WSN管理平台；对于未能识别类型的数据，进行数据汇聚后，再上报给所述业务平台。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述WSN管理平台，进一步在接收到所述WSN网关上报的故障数据和/或报警数据后，立即进行故障排除处理或生成提示信息进行提示。
12.—种WSN网关，应用于包含无线传感器网络和电信网络的结合网络中，其特征在于，所述WSN网关包括接收单元、识别单元和处理单元，其中，接收单元，用于接收无线传感器网络中WSN终端上报的数据；识别单元，用于识别WSN终端上报数据的类型；处理单元，用于根据所述识别单元识别出的数据类型，并按数据类型执行对应的处理策略，处理所述数据。
13.根据权利要求12所述的WSN网关，其特征在于，所述数据包括正常业务数据、故障数据、报警数据。
14.根据权利要求13所述的WSN网关，其特征在于，所述处理策略具体为 对于正常业务数据，进行数据汇聚后，再上报给所述电信网络的业务平台； 对于故障数据和/或报警数据，接收后立即上报给所述WSN管理平台；对于未能识别类型的数据，进行数据汇聚后，再上报给所述电信网络的业务平台； 所述WSN网关还包括上报单元，用于向所述WSN管理平台和/或所述业务平台上报数据。
全文摘要
本发明公开了一种处理WSN终端处理数据的方法，应用于包含无线传感器网络和电信网络的结合网络中，所述无线传感器网络中设有WSN终端和WSN网关；所述电信网络中设置有WSN管理平台和业务平台；所述方法还包括WSN终端通过网关上报数据时，WSN网关按WSN终端上报数据的类型采用对应的处理策略。本发明同时公开了一种结合网络及WSN网关。本发明保证了无线传感器网络以及有关业务的正常运作。
文档编号H04W84/18GK102457877SQ201010528140
公开日2012年5月16日 申请日期2010年11月1日 优先权日2010年11月1日
发明者余万涛, 马景旺 申请人:中兴通讯股份有限公司