一种物联网网关系统及其实现方法技术方案

技术编号:15520581 阅读:41 留言:0更新日期:2017-06-04 10:06
本发明专利技术涉及一种物联网网关系统及其实现方法,包括网关设备,该网关设备包括通信协议插件单元、主控单元,以及与主控单元相连的网关服务器;其中所述通信协议插件单元与物联网设备物理连接,用于对外提供各种物联网设备、第三方系统通讯接口的协议处理插件;所述网关服务器包括数据采集服务模块、数据计算服务模块、数据存储服务模块、数据加密服务模块和数据上传服务模块。本发明专利技术解决了网关系统的设备接入快速、支持多客户端使用以及提高系统安全性的技术问题。

Internet of things gateway system and implementation method thereof

The invention relates to a networking gateway system and its implementation method, including the gateway, the gateway device including a communication protocol plug-in unit, main control unit and main control unit connected to the gateway server; wherein the communication protocol plug-in unit and networking equipment physical connection, to provide a variety of networking equipment, the third party system communication interface protocol processing module; the gateway server includes a data acquisition module, data service computing services module, data storage module, data encryption service service module and data upload service module. The invention solves the technical problems of quick access of the equipment in the gateway system, support of multiple clients and improvement of the security of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种物联网网关系统及其实现方法
本专利技术涉及物联网
,尤其涉及一种物联网网关系统及其实现方法。
技术介绍
物联网网关主要作用是解决感知层与网络层的通信问题。首先整合多种接入方式,统一接入目标网络的关键设备,实现局域及广域互联。其次起到感知网络与通信网络之间数据传输的枢纽作用,实现感知网络与通信网络之间以及不同类型感知网络之间的协议转换。再次具备设备管理功能,用户通过网络平台对网关设备进行配置与管理。最后用户可以获取感知层各节点的实时状态信息,并实现远程控制。随着传感器技术、网络技术、移动互联技术以及云计算技术的发展,物联网在智能建筑、智慧小区、建筑节能、公共安全、智慧城市等各领域都得到了广泛的应用。目前市场上的物联网网关设备存在如下缺点:(1)协议扩展性差:主要表现在设备与应用领域相关性、专用性太强,对行业主流通讯协议和新协议快速接入支持不足;(2)数据可用性差:对接入物联网设备或子系统的原始数据缺少进一步的计算分析和存储处理,不能获取实际需要的整理后数据。(3)适用性差:设备大多仅作为上位机的数据采集单一目的使用,不能适应于小型内网应用、大型分布式应用的多用途组合目的使用;(4)系统安全性差:普遍对数据通讯缺少加密处理和远程控制的授权管理,存在数据泄露和非法控制隐患,降低了整个系统的安全性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种物联网网关系统及其实现方法,以解决设备接入快速、支持多客户端使用以及提高系统安全性的技术问题。为了解决上述技术问题,本专利技术提供了一种物联网网关系统,包括网关设备,该网关设备包括通信协议插件单元、主控单元,以及与主控单元相连的网关服务器;其中所述通信协议插件单元与物联网设备物理连接,用于对外提供各种物联网设备、第三方系统通讯接口的协议处理插件;所述网关服务器包括数据采集服务模块、数据计算服务模块、数据存储服务模块、数据加密服务模块和数据上传服务模块;所述主控单元控制数据采集服务模块根据连接的物联网设备的配置文件,按通信协议进行通信交互和数据解析采集;所述主控单元控制数据计算服务模块、数据存储服务模块对数据采集服务模块获取的数据进行计算和存储处理;所述控制单元控制数据加密服务模块和数据上传服务模块对经计算和存储后的数据进行加密处理后对外进行传输。进一步,所述的物联网网关系统还包括一服务总线,以及通过所述的服务总线与所述网关服务器相连的管理工具单元;所述服务总线采用多种跨平台的服务接口,用于对外提供物联网网关系统的功能服务;所述的管理工工具单元包括配置管理工具模块、Web管理工具模块和开发管理工具模块;其中所述配置管理工具模块,用于用户通过本地或远程方式对物联网网关系统进行参数配置、项目下载的管理;所述Web管理工具模块,用于用户通过HTTPS协议对物联网网关系统进行整体的运行监控;所述开发管理工具模块,用于用户对物联网网关系统进行通信协议插件的模板式开发、组装管理和协议库管理。进一步,所述通信协议插件单元与物联网设备物理连接包括提供RS232/RS485串行接口的各类物联网设备进行连接,以及与提供RJ45以太网接口的各类物联网设备进行连接。进一步,所述的网关服务器还包括一项目配置服务模块,用于提供物联网网关系统的各项参数配置;包括:协议库配置、数据采集配置、数据计算配置、数据存储配置、数据加密配置、数据上传配置和数据库配置。进一步,所述的网关服务器还包括一设备监控模块,用于提供物联网网关系统设备的运行数据参数监视和控制,包括CPU、内存、网络和硬盘使用参数。进一步,所述主控单元包括主控制芯片、嵌入在主控制芯片中的嵌入式系统,以及运行于嵌入式系统的安全无线短程通信模块、应用通信模块以及安全接入客户端模块;其中主控制芯片,用于数据安全处理和存储;嵌入式系统,用于对物联网网关实现系统管理;安全无线短程通信模块,用于实现网关与无线短程通信终端的信息交互;以及应用通信模块,用于实现物联网网关与总线式终端的信息交互;安全接入客户端模块,用于实现物联网网关与接入应用网络的以太网络可信通信功能。应用网络连接部分包括以太网模块、WiFi模块以及移动互联网通信模块。进一步,所述数据加密服务模块采用的加密方法为将KLEIN算法中的移位操作设计为移动随机位r,16≤r≤63。进一步,所述加密方法中,第一个加解密随机数在密钥协商阶段产生,以后加解密的随机数是上次加密产生的密文的第8个字节映射为一个16至63之间的数。又一方面,本专利技术还提供了一种物联网网关系统的实现方法,采用所述的物联网网关系统,包括如下步骤:步骤S1,物联网网关设备通过以太网接口连接到网络交换机;步骤S2,通信协议插件单元与物联网设备物理连接;步骤S3,采集服务模块根据连接的物联网设备的配置文件,按通信协议进行通信交互和数据解析采集;步骤S4,数据计算服务模块、数据存储服务模块对数据采集服务模块获取的数据进行计算和存储处理;步骤S5,数据加密服务模块和数据上传服务模块对经计算和存储后的数据进行加密处理后对外进行传输。本专利技术的一种物联网网关及其实现方法的有益效果是,通过设置的通信协议插件单元,实现内置行业主流通讯协议插件,提供开发管理工具和插件模块化开发包,实现以支持新设备的快速接入。又通过设置的开放的服务总线,服务总线采用多种跨平台的服务接口,支持多客户端使用。再通过设置的数据加密模块,对数据信息进行加密处理,提高了网关系统在局域及广域互联环境的安全性和可靠性。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的物联网网关系统的结构示意图;图2是本专利技术的数据加密服务模块的加密算法中的轮加密改进示意图;图3是本专利技术的数据加密服务模块的加密算法中的轮密钥扩展改进示意图。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本专利技术的基本结构,因此其仅显示与本专利技术有关的构成。实施例1如图1所示,本专利技术提供了一种物联网网关系统,包括网关设备,该网关设备包括通信协议插件单元、主控单元,以及与主控单元相连的网关服务器;其中所述通信协议插件单元与物联网设备物理连接,用于对外提供各种物联网设备、第三方系统通讯接口的协议处理插件;所述网关服务器包括数据采集服务模块、数据计算服务模块、数据存储服务模块、数据加密服务模块和数据上传服务模块;所述主控单元控制数据采集服务模块根据连接的物联网设备的配置文件,按通信协议进行通信交互和数据解析采集;所述主控单元控制数据计算服务模块、数据存储服务模块对数据采集服务模块获取的数据进行计算和存储处理;所述控制单元控制数据加密服务模块和数据上传服务模块对经计算和存储后的数据进行加密处理后对外进行传输。所述的网关服务器选择C++方式设计一种C/C++跨平台的插件架构,以动态库(例如win32DLL)的形式部署。新的通信协议插件,需要按照网关通信插件标准接口定义的方式,完成功能性API的定制开发,包括初始化(Init)、打开(Open)、关闭(Close)、设置活动状态(SetActive)、检测活动状态(IsAlive)、读取数据(Read)、接收下发数据(Write)、接收主动上报数据(OnReceive)等。其中在插件初始化(Init)方法中,需要加载相应的“通道本文档来自技高网...
一种物联网网关系统及其实现方法

【技术保护点】
一种物联网网关系统,其特征在于,包括网关设备,该网关设备包括通信协议插件单元、主控单元,以及与主控单元相连的网关服务器;其中所述通信协议插件单元与物联网设备物理连接,用于对外提供各种物联网设备、第三方系统通讯接口的协议处理插件;所述网关服务器包括数据采集服务模块、数据计算服务模块、数据存储服务模块、数据加密服务模块和数据上传服务模块;所述主控单元控制数据采集服务模块根据连接的物联网设备的配置文件,按通信协议进行通信交互和数据解析采集;所述主控单元控制数据计算服务模块、数据存储服务模块对数据采集服务模块获取的数据进行计算和存储处理;所述控制单元控制数据加密服务模块和数据上传服务模块对经计算和存储后的数据进行加密处理后对外进行传输。

【技术特征摘要】
1.一种物联网网关系统,其特征在于,包括网关设备,该网关设备包括通信协议插件单元、主控单元,以及与主控单元相连的网关服务器;其中所述通信协议插件单元与物联网设备物理连接,用于对外提供各种物联网设备、第三方系统通讯接口的协议处理插件;所述网关服务器包括数据采集服务模块、数据计算服务模块、数据存储服务模块、数据加密服务模块和数据上传服务模块;所述主控单元控制数据采集服务模块根据连接的物联网设备的配置文件,按通信协议进行通信交互和数据解析采集;所述主控单元控制数据计算服务模块、数据存储服务模块对数据采集服务模块获取的数据进行计算和存储处理;所述控制单元控制数据加密服务模块和数据上传服务模块对经计算和存储后的数据进行加密处理后对外进行传输。2.根据权利要求1所述的物联网网关系统,其特征在于,所述的物联网网关系统还包括一服务总线,以及通过所述的服务总线与所述网关服务器相连的管理工具单元;所述服务总线采用多种跨平台的服务接口,用于对外提供物联网网关系统的功能服务;所述的管理工工具单元包括配置管理工具模块、Web管理工具模块和开发管理工具模块;其中所述配置管理工具模块,用于用户通过本地或远程方式对物联网网关系统进行参数配置、项目下载的管理;所述Web管理工具模块,用于用户通过HTTPS协议对物联网网关系统进行整体的运行监控;所述开发管理工具模块,用于用户对物联网网关系统进行通信协议插件的模板式开发、组装管理和协议库管理。3.根据权利要求2所述的物联网网关系统,其特征在于,所述通信协议插件单元与物联网设备物理连接包括提供RS232/RS485串行接口的各类物联网设备进行连接,以及与提供RJ45以太网接口的各类物联网设备进行连接。4.根据权利要求3所述的物联网网关系统,其特征在于,所述的网关服务器还包括一项目配置服务模块,用于提供物联网网关系统的各项参数配置;包括:...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨建军戴斌曾尔阳
申请(专利权)人:深圳新基点智能股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1