专利名称：一种物联网网关数据适配系统及方法
技术领域：
本发明涉及物联网应用技术领域，尤其涉及一种物联网网关数据适配系统及方法。
背景技术：
物联网是基于互联网发展起来的，是互联网的延伸与拓展，具体是指通过射频识另IJ、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，实现任何时间、任何地点、任何物体进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网被普遍认可的定义是它是一个由感知层、网络层、应用层共同构成的庞大的社会信息系统。感知层负责感知收集信息，而网络层负责将信息传输到应用层，应用层通过对感知和传输来的信息进行处理，实现物与物、人与物之间的感知。 在物联网的整个体系架构中，无论是感知层，网络层还是应用层，都已经发展多年，技术都比较成熟。但是要想将感知层、网络层及应用层整合起来形成一个网络，必须在感知层与网络层之间设置一个物联网网关来进行数据的传递，它向下连感知层网络，向上连接复杂的网络层。处于感知层的无线传感网络通常由大量的传感器节点组成，局域范围内的各节点间采用短距离无线通信方式自组织成多跳的无线传感网络。这些传感器节点采集的信息通过无线传感网络汇集到中心节点，然后通过物联网网关将信息转发至物联网管理平台。由于无线传感网络中使用的无线传输技术非常多例如射频识别(RFID)技术、蓝牙技术等，缺乏统一的标准，而且即使使用同一种传输技术，在实际应用中的标准化程度也不高，很多厂商基于私有协议自己开发传输芯片，从而使得同一传输技术的不同芯片之间仍然无法互通，因此感知层的无线传感网络往往是异构的。传统的物联网网关往往是仅针对特定应用场景进行定制，无法适配这些异构的无线传感网络，无法屏蔽无线传感网络的差异性，最终导致异构的无线传感网之间、无线传感网与物联网管理平台之间无法协同工作。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种物联网网关数据适配系统及方法，其能够将异构的无线传感网络传入的数据转换为统一的数据格式，实现各种应用场景下无线传感网络信息的传输。为达此目的，本发明采用以下技术方案一种物联网网关数据适配系统，其包括感知接入单元，用于接收无线传感网络中传感设备传入的感知数据；协议调用单元，与感知接入单元连接，用于根据所述感知数据调取对应的数据适配协议；适配协议扩展单元，与协议调用单元连接，用于提供数据适配协议的二次开发接口，扩展存储的数据适配协议的类型；
数据适配单元，与协议调用单元连接，用于根据所述数据适配协议对所述感知数据进行解析，并将解析后的内容编码为统一格式的数据；数据缓存单元，与数据适配单元连接，用于在物联网网关与物联网管理平台的连接中断时，存储数据适配单元输出的数据；广域接入单元，与数据适配单元连接，用于选择数据的接入方式，并通过该接入方式将所述统一格式的数据发送给物联网管理平台。
特别地，所述协议调用单元具体包括初步解析单元，与感知接入单元连接，用于对所述感知数据进行解析，获取所述传感设备的标识信息；协议调取单元，与初步解析单元连接，用于根据所述标识信息调取对应的数据适配协议。特别地，所述数据适配单元具体包括上行数据适配单元，与协议调取单元连接，用于在无线传感网络通过物联网网关向物联网管理平台发送感知数据时，根据所述数据适配协议对所述感知数据进行解析，并将解析后的内容编码为统一格式的数据后输入广域接入单元；下行数据适配单元，与广域接入单元连接，用于在物联网管理平台通过物联网网关向无线传感网络中的传感设备发送管理数据时，将所述管理数据编码为所述传感设备识别的格式后输入感知接入单元。特别地，该系统还包括第三方接入单元，与数据适配单元及广域接入单元连接，用于对第三方接入设备输入的数据进行分析，并根据分析结果，当所述第三方接入设备输入的数据的格式与数据适配单元输出的数据的格式相同时，将其输入广域网接入单元，当所述第三方接入设备输入的数据的格式与数据适配单元输出的数据的格式不同时，将其输入数据适配单元处理；日志单元，与数据适配单元及第三接入单元连接，用于记录该物联网网关数据适配系统的运行状态信息。特别地，所述标识信息包括厂商标识号、软硬件版本号及设备序列号的至少一种。本发明还公开了一种物联网网关数据适配方法，包括如下步骤A、感知接入单元接收无线传感网络中传感设备传入的感知数据；B、协议调用单元根据所述感知数据调取对应的数据适配协议；并可根据需要，通过适配协议扩展单元提供的数据适配协议的二次开发接口，扩展存储的数据适配协议的类型；C、数据适配单元根据所述数据适配协议对所述感知数据进行解析，并将解析后的内容编码为统一格式的数据；并在物联网网关与物联网管理平台的连接中断时，通过数据缓存单元存储数据适配单元输出的数据；D、广域接入单元选择数据的接入方式，并通过该接入方式将所述统一格式的数据发送给物联网管理平台。特别地，所述步骤B具体包括BI、初步解析单元对所述感知数据进行解析，获取所述传感设备的标识信息；B2、协议调取单元根据所述标识信息调取对应的数据适配协议；并可根据需要，通过适配协议扩展单元提供的数据适配协议的二次开发接口，扩展存储的数据适配协议的类型。特别地，所述步骤C具体包括在无线传感网络通过物联网网关向物联网管理平台发送感知数据时，上行数据适配单元根据所述数据适配协议对所述感知数据进行解析，并将解析后的内容编码为统一格式的数据后输入广域接入单元；在物联网管理平台通过物联网网关向无线传感网络中的传感设备发送管理数据时，下行数据适配单元将所述管理数据编码为所述传感设备识别的格式后输入感知接入单元。特别地，所述步骤D还包括
当第三方接入设备接入物联网网关时，第三方接入单元对第三方接入设备输入的数据进行分析，并根据分析结果，在所述第三方接入设备输入的数据的格式与数据适配单元输出的数据的格式相同时，将其输入广域网接入单元，在所述第三方接入设备输入的数据的格式与数据适配单元输出的数据的格式不同时，将其输入数据适配单元处理；同时，日志单元记录该物联网网关数据适配系统的运行状态信息。特别地，所述标识信息包括厂商标识号、软硬件版本号及设备序列号的至少一种。本发明通过感知接入单元将异构的无线传感网络接入物联网网关；通过数据适配单元将异构的无线传感网络中各节点输入的感知数据转换为统一格式的数据，屏蔽了无线传感网络的差异性；通过广域网接入单元将所述统一格式的数据发送给物联网管理平台。本发明将各种无线传感网络均归入物联网管理平台管理，使异构的无线传感网络成为物联网可管理、可控制的一部分。
图I为本发明实施例提供的物联网网关数据适配系统框图；图2为本发明实施例提供的物联网网关数据适配方法流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。请参照图I所示，本实施例中物联网网关数据适配系统包括感知接入单元101、协议调用单元102、适配协议扩展单元103、数据适配单元104、数据缓存单元105、广域接入单元106、第三方接入单元107及日志单元108。所述协议调用单元102包括初步解析单元1021和协议调取单元1022。所述数据适配单元104包括上行数据适配单元1041和下行数据适配单元1042。所述感知接入单元101用于接收无线传感网络中传感设备传入的感知数据。异构的无线传感器网络中传感设备的种类很多，各传感设备使用的通信技术的标准也各不相同，感知接入单元101通过一个标准接口连接器与异构的无线传感网络的中心节点连接，一方面负责接收无线传感网络中传感设备传入的感知数据，另一方面接收物联网管理平台通过物联网网关发送给无线传感网络中各传感设备的数据。所述中心节点用于汇聚异构的无线传感网络中各节点采集的数据，以及向各节点发送感知接入单元101输入的数据。所述协议调用单元102与感知接入单元101连接，用于根据所述感知数据调取对应的数据适配协议。其中，初步解析单元1021,与感知接入单元101连接,用于对所述感知数据进行解析，获取所述传感设备的标识信息。协议调取单元1022，与初步解析单元1021连接，用于根据所述标识信息调取对应的数据适配协议。当感知接入单元101将各种感知数据输入协议调用单元102时，初步解析单元1021将对所述感知数据进行初步解析，获得采集所述感知数据的传 感设备的标识信息，并将该标识信息输入协议调取单元1022。所述标识信息包括厂商标识号(ID)、软硬件版本号及设备序列号的至少一种，这些信息都能够唯一确定所述传感设备使用的通信协议类型。协议调取单元1022在收到所述标识信息后，将根据该标识信息，从该物联网网关数据适配系统存储的驱动文件中调取与各种感知数据对应的数据适配协议即各种通信协议，并将所述数据适配协议发送给数据适配单元104。考虑到该物联网网关数据适配系统的扩展性，本发明还设置有适配协议扩展单元103。所述适配协议扩展单元103与协议调用单元102连接，用于提供数据适配协议的二次开发接口，扩展存储的数据适配协议的类型。通过二次开发接口，用户可灵活扩展数据适配协议，并将扩展的数据适配协议存储为动态链接库(DLL)文件，在物联网网关启动时，进行动态加载。所述数据适配单元104与协议调用单元102连接，用于根据所述数据适配协议对所述感知数据进行解析，并将解析后的内容编码为统一格式的数据。上行数据适配单元1041，与协议调取单元1022连接，用于在无线传感网络通过物联网网关向物联网管理平台发送感知数据时，根据所述数据适配协议对所述感知数据进行解析，并将解析后的内容编码为统一格式的数据后输入广域接入单元106。由于根据数据适配协议对感知数据进行解析后，获得的数据格式不统一，若将这些数据直接输入物联网管理平台，物联网管理平台将无法解析这些数据的具体内容，因此必须将各种数据的格式统一化。上行数据适配单元1041在对各种感知数据进行解析后，根据预设的编码规则，将解析后的各种感知数据的内容均编码为统一格式的数据，使得所有感知数据最终输入物联网管理平台的数据格式相同。下行数据适配单元1042，与广域接入单元106连接，用于在物联网管理平台通过物联网网关向无线传感网络中的传感设备发送管理数据时，将所述管理数据编码为所述传感设备识别的格式后输入感知接入单元101。在物联网管理平台通过物联网网关向无线传感网络中的传感设备发送管理数据时，下行数据适配单元1042将根据不同厂商配置的传感设备的类型，将管理数据编码为该传感设备能够识别的数据格式，并根据上行数据适配单元1041接收该传感设备输入的感知数据时解析出的网络之间互联的协议(IP)地址，将编码后的管理数据通过感知接入设备输入对应的传感设备。所述数据缓存单元105与数据适配单元104连接，用于在物联网网关与物联网管理平台的连接中断时，存储数据适配单元104输出的数据。数据缓存单元105主要用于防止数据的丢失。在物联网网关与物联网管理平台的连接中断，也即经过数据适配单元104处理后的感知数据无法发送给物联网管理平台时，数据缓存单元105将对数据适配单元104输出的数据进行存储。在物联网网关与物联网管理平台的重新建立连接后，可根据用户需要，选择将数据缓存单元105缓存的数据通过广域接入单元106直接发送给物联网管理平台，或设定具体的时间区间，在该时间区间内将所述缓存的数据发送给物联网管理平台。所述广域接入单元106与数据适配单元104连接，用于选择数据的接入方式，并通过该接入方式将所述统一格式的数据发送给物联网管理平台。广域接入单元106接入物联网管理平台的接入方式有很多，例如码分多址(CDMA)方式、非对称数字用户环路(ADSL)方式等，根据物联网实际的环境需要，选择合适的数据接入方式。为了完善物联网网关的功能，本发明还设置有第三方接入单元107和日志单元108。 所述第三方接入单元107与数据适配单元104及广域接入单元106连接，用于对第三方接入设备输入的数据进行分析，并根据分析结果，当所述第三方接入设备输入的数据的格式与数据适配单元104输出的数据的格式相同时，将其输入广域网接入单元，当所述第三方接入设备输入的数据的格式与数据适配单元104输出的数据的格式不同时，将其输入数据适配单元104处理，转换为与其它感知数据相同的数据格式。第三方接入设备可以为其它类型的物联网终端系统。所述日志单元108与数据适配单元104及第三接入单元连接，用于记录该物联网网关数据适配系统的运行状态信息。所述状态信息主要包括运行日志、调试日志及故障日志。其中，运行日志包括系统启动、关闭、接收数据、发送数据等运行状态记录。调试日志记录重要过程函数的参数级别。故障日志记录系统出现的故障。需要说明的是，在该物联网网关数据适配系统运行前，首先要对其进行相关的配置，例如该系统占用的端口的配置、数据服务器的地址和端口的配置及厂商标识号与驱动文件对应关系的配置等等。该配置操作可以在物联网网关直接完成，也可由物联网管理平台远程操控。如图2所示，图2为本发明实施例提供的物联网网关数据适配方法流程图。本实施例中物联网网关数据适配方法包括如下步骤步骤S201、感知接入单元101接收无线传感网络中传感设备传入的感知数据。感知接入单元101通过一个标准接口连接器与异构的无线传感网络的中心节点连接，一方面负责接收无线传感网络中传感设备传入的感知数据，另一方面接收物联网管理平台通过物联网网关发送给无线传感网络中各传感设备的数据。步骤S202、协议调用单元102根据所述感知数据调取对应的数据适配协议。初步解析单元1021对所述感知数据进行解析，获取所述传感设备的标识信息。然后，协议调取单元1022根据所述标识信息调取对应的数据适配协议。所述标识信息包括厂商标识号、软硬件版本号及设备序列号的至少一种。另外，通过适配协议扩展单元103提供的二次开发接口，用户可灵活扩展数据适配协议，并将扩展的数据适配协议存储为动态链接库(DLL)文件，在物联网网关启动时，进行动态加载。步骤S203、数据适配单元104根据所述数据适配协议对所述感知数据进行解析，并将解析后的内容编码为统一格式的数据。在无线传感网络通过物联网网关向物联网管理平台发送感知数据时，上行数据适配单元1041根据所述数据适配协议对所述感知数据进行解析，并根据预设的编码规则，将解析后的各种感知数据的内容均编码为统一格式的数据，使得所有感知数据最终输入物联网管理平台的数据格式相同。在物联网管理平台通过物联网网关向无线传感网络中的传感设备发送管理数据时，下行数据适配单元1042将所述管理数据编码为所述传感设备识别的格式后输入感知接入单元101。 为了防止在在物联网网关与物联网管理平台的连接中断时，数据适配单元104输出数据的丢失，数据缓存单元105将对此时数据适配单元104输出的数据进行存储。并在物联网网关与物联网管理平台的重新建立连接后，根据用户需要，选择将数据缓存单元105缓存的数据通过广域接入单元106直接发送给物联网管理平台，或设定具体的时间区间，在该时间区间内将所述缓存的数据发送给物联网管理平台。步骤S204、广域接入单元106选择数据的接入方式，并通过该接入方式将所述统一格式的数据发送给物联网管理平台。并且，当有第三方接入设备接入物联网网关时，第三方接入单元107将对第三方接入设备输入的数据进行分析，并根据分析结果，在所述第三方接入设备输入的数据的格式与数据适配单元104输出的数据的格式相同时，将其输入广域网接入单元，在所述第三方接入设备输入的数据的格式与数据适配单元104输出的数据的格式不同时，将其输入数据适配单元104处理，转换为与其它感知数据相同的数据格式。与此同时，日志单元108也将实时记录物联网网关数据适配系统的运行状态信息。本发明的技术方案将异构的无线传感网络中各节点输入的感知数据转换为统一格式的数据，屏蔽了无线传感网络的差异性，实现了各种应用场景下无线传感网络信息的传输。以上实施例提供的技术方案中的全部或部分内容可以通过软件编程实现，其软件程序存储在可读取的存储介质中，存储介质例如计算机中的硬盘、光盘或软盘。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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
1.一种物联网网关数据适配系统，其特征在于，包括 感知接入单元，用于接收无线传感网络中传感设备传入的感知数据； 协议调用单元，与感知接入单元连接，用于根据所述感知数据调取对应的数据适配协议； 适配协议扩展单元，与协议调用单元连接，用于提供数据适配协议的二次开发接口，扩展存储的数据适配协议的类型； 数据适配单元，与协议调用单元连接，用于根据所述数据适配协议对所述感知数据进行解析，并将解析后的内容编码为统一格式的数据； 数据缓存单元，与数据适配单元连接，用于在物联网网关与物联网管理平台的连接中断时，存储数据适配单元输出的数据； 广域接入单元，与数据适配单元连接，用于选择数据的接入方式，并通过该接入方式将所述统一格式的数据发送给物联网管理平台。
2.根据权利要求I所述的物联网网关数据适配系统，其特征在于，所述协议调用单元具体包括 初步解析单元，与感知接入单元连接，用于对所述感知数据进行解析，获取所述传感设备的标识信息； 协议调取单元，与初步解析单元连接，用于根据所述标识信息调取对应的数据适配协议。
3.根据权利要求2所述的物联网网关数据适配系统，其特征在于，所述数据适配单元具体包括 上行数据适配单元，与协议调取单元连接，用于在无线传感网络通过物联网网关向物联网管理平台发送感知数据时，根据所述数据适配协议对所述感知数据进行解析，并将解析后的内容编码为统一格式的数据后输入广域接入单元； 下行数据适配单元，与广域接入单元连接，用于在物联网管理平台通过物联网网关向无线传感网络中的传感设备发送管理数据时，将所述管理数据编码为所述传感设备识别的格式后输入感知接入单元。
4.根据权利要求3所述的物联网网关数据适配系统，其特征在于，还包括 第三方接入单元，与数据适配单元及广域接入单元连接，用于对第三方接入设备输入的数据进行分析，并根据分析结果，当所述第三方接入设备输入的数据的格式与数据适配单元输出的数据的格式相同时，将其输入广域网接入单元，当所述第三方接入设备输入的数据的格式与数据适配单元输出的数据的格式不同时，将其输入数据适配单元处理； 日志单元，与数据适配单元及第三接入单元连接，用于记录该物联网网关数据适配系统的运行状态信息。
5.根据权利要求2至4之一所述的物联网网关数据适配系统，其特征在于，所述标识信息包括厂商标识号(ID)、软硬件版本号及设备序列号的至少一种。
6.一种物联网网关数据适配方法，其特征在于，包括如下步骤 A、感知接入单元接收无线传感网络中传感设备传入的感知数据； B、协议调用单元根据所述感知数据调取对应的数据适配协议；并可根据需要，通过适配协议扩展单元提供的数据适配协议的二次开发接口，扩展存储的数据适配协议的类型；C、数据适配単元根据所述数据适配协议对所述感知数据进行解析，并将解析后的内容编码为统一格式的数据；在物联网网关与物联网管理平台的连接中断时，通过数据缓存单元存储数据适配单元输出的数据； D、广域接入单元选择数据的接入方式，并通过该接入方式将所述统一格式的数据发送给物联网管理平台。
7.根据权利要求6所述的物联网网关数据适配方法，其特征在干，所述步骤B具体包括 BI、初歩解析単元对所述感知数据进行解析，获取所述传感设备的标识信息； B2、协议调取単元根据所述标识信息调取对应的数据适配协议；并可根据需要，通过适配协议扩展单元提供的数据适配协议的二次开发接ロ，扩展存储的数据适配协议的类型。
8.根据权利要求7所述的物联网网关数据适配方法，其特征在干，所述步骤C具体包括 在无线传感网络通过物联网网关向物联网管理平台发送感知数据时，上行数据适配单元根据所述数据适配协议对所述感知数据进行解析，并将解析后的内容编码为统一格式的数据后输入广域接入単元；在物联网管理平台通过物联网网关向无线传感网络中的传感设备发送管理数据时，下行数据适配単元将所述管理数据编码为所述传感设备识别的格式后输入感知接入单元。
9.根据权利要求8所述的物联网网关数据适配方法，其特征在于，所述步骤D还包括 当第三方接入设备接入物联网网关时，第三方接入单元对第三方接入设备输入的数据进行分析，并根据分析结果，在所述第三方接入设备输入的数据的格式与数据适配单元输出的数据的格式相同吋，将其输入广域网接入単元，在所述第三方接入设备输入的数据的格式与数据适配单元输出的数据的格式不同吋，将其输入数据适配単元处理；同吋，日志单元记录该物联网网关数据适配系统的运行状态信息。
10.根据权利要求7至9之一所述的物联网网关数据适配方法，其特征在于，所述标识信息包括厂商标识号、软硬件版本号及设备序列号的至少ー种。
全文摘要
本发明公开一种物联网网关数据适配系统及方法，其通过感知接入单元将异构的无线传感网络接入物联网网关。通过数据适配单元将异构的无线传感网络中各节点输入的感知数据转换为统一格式的数据。通过广域网接入单元将所述统一格式的数据发送给物联网管理平台。本发明屏蔽了无线传感网络的差异性，将各种无线传感网络均归入物联网管理平台管理，使异构的无线传感网络成为物联网可管理、可控制的一部分。
文档编号H04W4/18GK102802139SQ20121023864
公开日2012年11月28日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者程万鑫, 涂万杰, 王平, 赵永刚 申请人:无锡航天飞邻测控技术有限公司