一种物联网网络穿透系统的制作方法

1.本技术涉及物联网技术领域，尤其是一种物联网网络穿透系统。


背景技术：

2.生产生活过程中，各类商品产品会在广泛市场范围内销往各地。有一些产品是需要安装调试之后才能够应用，这就对消费者提出了过高的技术能力要求，或者需要销售方到产品安装现场进行调试。这种传统的调试方式成本高昂、操作不便。如图1所示，待调试设备110通过网线和调试用pc120连接，技术人员到达现场后通过pc120对待调试设备进行调试。
3.随着互联网通讯及网络技术的不断发展，尤其是物联网技术的发展，为远程调试提供了可能。越来越多的销售商家利用物联网穿透技术实现对设备的远程调试，为设备的安装、维护提供了极大的方便。但是传统的物联网穿透系统存在成本高、资源浪费等问题。
4.综上，相关技术存在的问题亟需得到解决。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于至少一定程度上解决相关技术中存在的技术问题之一。
6.为此，本技术实施例的一个目的在于提供一种物联网网络穿透系统，用于达成降低成本、维护方便等效果的至少之一。
7.为了达到上述技术目的，本技术实施例所采取的技术方案包括：
8.一方面，本技术实施例提供了一种物联网网络穿透系统，所述系统包括待调试设备、网络穿透器、运营商基站、云平台和电脑终端，所述待调试设备、所述网络穿透器、所述运营商基站、所述云平台和所述电脑终端依次通信连接；
9.所述电脑终端，用于向所述云平台发送请求内网穿透信息；
10.所述云平台，接收该请求信息，并分配公网端口，将分配的端口号信息发送给所述电脑终端；通过mqtt下发内网穿透指令，通过所述运营商基站将指令传输至所述网络穿透器；
11.所述电脑终端，接收所述端口号信息，根据所述端口号信息分配的端口号tcp与所述云平台连接；
12.所述网络穿透器，根据内网穿透指令建立与待调试设备通信的内网tcp，实现网络穿透器和待调试设备之间的通信连接；还通过所述运营商基站与所述云平台建立tcp连接、并建立映射进行数据转发；
13.其中，所述云平台还用于接收到所述网络穿透器的tcp连接后，将分配的公网端口跟内网tcp建立映射，实现数据转发。
14.另外，根据本技术上述实施例的一种物联网网络穿透系统，还可以具有以下附加的技术特征：
15.进一步地，在本技术的一个实施例中，所述网络穿透器的通信方式支持有线通信
和无线通信，无线通信兼容wifi、4g和5g通信。
16.进一步地，在本技术的一个实施例中，所述无线通信还兼容自组网通信。
17.进一步地，在本技术的一个实施例中，网络穿透器设置有mini-pcie座子以实现无线通信。
18.本技术的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到：
19.本技术实施例所公开的一种物联网网络穿透系统，包括待调试设备、网络穿透器、运营商基站、云平台和电脑终端，所述待调试设备、所述网络穿透器、所述运营商基站、所述云平台和所述电脑终端依次通信连接，并通过网络建设实现待调试设备和电脑终端的远程通信连接，完成信号传输。该系统具有成本低、或维护方便等效果。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或者现有技术中的技术方案，下面对本技术实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本实用新型的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员来说，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。
21.图1为一种传统设备调试系统；
22.图2为一种重穿透调试模式的设备调试系统；
23.图3为本技术实施例中提供的一种物联网网络穿透系统；
24.图4为本技术实施例所示系统中网络穿透器的端口设置框图；
25.图5为本技术实施例所示系统中网络穿透器的另一端口设置框图；
26.图6为本技术实施例所示系统中网络穿透器的端口设置电路图；
27.图7为本技术实施例所示系统中网络穿透器的另一端口设置电路图。
具体实施方式
28.下面结合说明书附图和具体的实施例对本技术进行进一步的说明。所描述的实施例不应视为对本技术的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
30.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本技术实施例的目的，不是旨在限制本技术。
31.图1所示为一种传统设备调试系统，待调试设备110通过网线和调试用pc120连接，技术人员到达现场后通过pc120对待调试设备进行调试，人工维护成本高，且处理设备问题的响应速度不及时，处理效率低。通过在电脑主机pc2上部署网络穿透软件，对设备进行远程调试和维护；该系统体积大，功耗大，户外部署不灵活，不节能，需长期占用端口号浪费资源。
32.图2所示为一种重穿透调试模式的设备调试系统，在设备所在的本地服务器3上部署现成通用的网络穿透软件(如lanproxy软件等)，用于将待调试设备1与云服务器4实现连接互通，最后通过pc2远程对待调试设备1进行调试维护。该方式的本地服务器往往是x86服务器，成本一般较高；且采用现成通用的网络穿透软件需要长期占用分配好的网络端口号不能释放，造成网络资源浪费，若设备数量庞大的情况下，会造成网络端口资源匮乏，该方式属于一种比较重量级的穿透调试模式，不符合物联网万物互联的场景。
33.图3是本技术实施例提供的一种物联网网络穿透系统。该系统中的网络穿透器7为一种轻量级的网络穿透器，待调试设备1、网络穿透器7、运营商基站8、云平台5和电脑pc2依次通信连接，待调试设备1只需要与该网络穿透器7连接，即可实现对设备的远程调试维护。其中，所述电脑终端，用于向所述云平台发送请求内网穿透信息。所述云平台，接收该请求信息，并分配公网端口，将分配的端口号信息发送给所述电脑终端；通过mqtt下发内网穿透指令，通过所述运营商基站将指令传输至所述网络穿透器。所述电脑终端，接收所述端口号信息，根据所述端口号信息分配的端口号tcp与所述云平台连接。所述网络穿透器，根据内网穿透指令建立与待调试设备通信的内网tcp，实现网络穿透器和待调试设备之间的通信连接；还通过所述运营商基站与所述云平台建立tcp连接、并建立映射进行数据转发。其中，所述云平台还用于接收到所述网络穿透器的tcp连接后，将分配的公网端口跟内网tcp建立映射，实现数据转发。该方案实现成本低，部署处理效率高。
34.图3所示系统的信息传递关系如下。
35.用户利用电脑终端pc2端向云平台发送请求内网穿透信息，云平台5接收该请求信息，并分配公网端口，将分配的端口号信息发送给pc2；
36.pc2接收该端口号信息，根据该端口号信息分配的端口号tcp与云平台5连接；
37.云平台5接收该请求信息后，还通过mqtt下发内网穿透指令，通过运营商基站6将指令传输至网络穿透器7；
38.网络穿透器7根据内网穿透指令建立与待调试设备1通信的内网tcp，实现网络穿透器7和待调试设备1之间的通信连接，网络穿透器7还通过运营商基站6与云平台5建立tcp连接、并建立映射进行数据转发；
39.云平台5接收到网络穿透器7的tcp连接后，将分配的公网端口跟内网tcp建立映射，实现数据转发。
40.上述系统配置，无需长期固定占用一个端口号，可实现端口资源的重复使用，支撑海量级别终端数量的网络穿透。
41.在实际应用时，用户利用电脑终端pc2向云平台5分配的端口建立tcp连接，并发起业务调用，云平台5转发业务数据给到网络穿透器7；网络穿透器7将数据转发给待调试设备1，实现待调试设备1与外网用户的数据打通。
42.在一些实施例中，网络穿透器7通信方式可支持有线和无线，无线通信可兼容wifi、4g/5g和自组网，支持不同场景下的通信方式。
43.在一些实施例中，在有固定宽带网络且接线方便的条件下，可以采用有线方式通信，通过标准的rj45接口实现有线网络通信，电路如图6所示。
44.图6中j3元件是rj45座子，型号为5ja-1x1-8p8c-s；u2元件为esd保护电路，型号为slvu2.8-4。j3的第4脚和第5脚接了电源v12v_out，可以对外供电。二极管d5用于防止电源
反接。该第4-5脚可用于给待调试设备，比如摄像头等供电。j3的第6脚和u2的第4脚连接，j3的第3脚与u2的第3脚连接，j3的第2脚与u2的第2脚连接，j3的第1脚与u2的第1脚连接。上述连接关系图6中没有示出，从图中各个信号名称的对应关系也可以得出。u2的第5-8脚与网络穿透器7的处理器(图中未示出)连接。j3的第6脚和第3脚之间、第2脚和第1脚之间连接有浪涌防护电路，浪涌防护电路如图6中所示，包括电阻元件和气体放电管。j3的第12脚和13脚分别连接link_led信号和spd_led信号，用于驱动显示输出，如果网络连接成功则link_led输出信号驱动相应信号灯常亮，如果有数据收发，则spd_led输出信号驱动相应信号灯闪烁。图6中j3的右端用于连接网线。处理器(图中未示出)对接收到的信号进行处理，比如，对接收到的视频流进行编码或转码，处理后的信号用于传输至云端。
45.在一些实施例中，在有线网络覆盖或拉线不方便的条件下，可采用无线方式通信，采用标准的mini-pcie座子，通过接插入不同的通信模块，实现wifi或4g或5g或自组网通信，方式灵活，兼容性强，电路如图7所示。j9元件的型号为xdmp-067-a01，其第36、38脚用于接收wifi或4g或5g信号；第8、10、12、14、16、44可用于插入sim卡；脚23、31可作为自主网络通信的两个串口；第11脚对外供电，给外部指示灯和/或信号灯供电，比如用于指示模块正常通信；第46脚为预留管脚；第20脚是4g、5g或自组网使能管脚，第22脚连接复位信号；第33脚为上电使能管脚；第17脚所连接的电阻r86、第19脚连接的电阻r92可插拔，方便硬件调试。
46.图3中的网络穿透器7可有2种网络角色：无线路由模式和网络兼容模式。无线路由模式指其他设备插入穿透器的rj45网口即可通过无线网络上网，如图4所示。网络兼容模式指，在某些场景下，需要通过穿透器网口外接固网的方式来实现上网，优先走固定宽带上网，若固定宽带无法上网则自动切换成通过无线网络上网，如图5所示。
47.综上所述，本技术实施例所提供的物联网穿透系统具有以下至少之一的优点：可支持有线和无线通信，无线通信可兼容wifi、4g/5g和自组网，支持不同场景下的通信方式；网络模式可切换，穿透器的网络角色可灵活变换；可实现对第三方网络设备进行远程穿透，支撑第三方网络设备的远程调试和维护，降低维护成本；无需长期固定占用一个端口号，可实现端口资源的重复使用，支撑海量级别终端数量的网络穿透。
48.在本技术实施例中，虽然在功能性模块的背景下描述了本技术，但应当理解的是，除非另有相反说明，功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本技术是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本技术。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本技术的范围，本技术的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
49.在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或
者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
50.尽管已经示出和描述了本技术的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。
51.以上是对本技术的较佳实施进行了具体说明，但本技术并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本技术精神的前提下可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。
52.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“另一实施方式”或“某些实施方式”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
53.尽管已经示出和描述了本技术的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。