智能网关系统及其操作方法技术方案

本发明专利技术提供了一种智能网关系统及其操作方法。所述智能网关系统包括现场总线集线装置和智能网关装置。现场总线集线装置包括：至少一个现场总线接口，从至少一个总线设备接收至少一个总线设备专用的类型的数据；数据转换模块，将至少一个总线设备专用的类型的数据转换为第一类型的数据；及第一数据收发模块，将第一类型的数据发送给智能网关装置。并且，智能网关装置包括：第二数据收发模块，从第一数据收发模块接收第一类型的数据；管理模块，对第一类型的数据进行分析和处理，并对至少一个总线设备进行管理；及连接至网络的通信模块，通过网络与远程服务器进行通信。其中，现场总线集线装置与智能网关装置放置在不同的位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能网关领域，更具体地，本专利技术涉及一种智能网关系统及其操作方法。
技术介绍
在当前的数字化时代，各类设备都向智能化发展。例如，智能手机、智能家居领域等的出现。设备之间相互通信的能力，尤其是和因特网通信的能力则是这些智能化的基础。通信行业强调新技术的快速使用，通信技术这几年经历了从DSL(数字用户线路)到光纤、从2G到4G的快速变化，网络设备和结构发生了重大的变化。互联网行业强调用户体验的改善。具体地，人们使用网络的方式发生了重大改变，从最初的浏览静态网页到现在离不开的购物、分享交流、视频、云技术等，改善了用户体验。因此，例如，智能家居领域已经出现了以云端服务为基础、智能路由器为核心，智能手机作为控制设备的解决方案，这也将是未来智能家居领域的发展趋势。自动控制领域也在向智能化方向发展，但目前自动控制领域中使用的网关设备都是简单网关，让它作为智能控制的中心显然力不从心，需要一种智能网关来使自动控制的解决方案更加智能。但是，简单地将智能家居领域中的智能路由产品拿过来是不合适的，因为自动控制领域有其特殊的地方。在自动控制领域中，安全、稳定、可靠才是第一要务，因此所需的网关类产品也需要满足这个要求，但这也意味着网关设备非常容易过时。现有的广泛应用于自动控制系统的网关设备都是一个集成因特网连接、现场总线以及控制逻辑的一体化网关设备，为了尽量兼容现有的现场总线并且向因特网云端服务提供多种服务接口，这种网关设备都非常复杂。首先，网关作为一个和因特网进行通信的产品演化得非常快，一个一体化的网关产品很容易在短时间内过时；其次，硬件方面因为存在多种的总线标准，不同总线接口的电气标准存在区别，这对硬件的设计提出了比较高的要求；再次，现有网关的安全机制较少或者根本没有，这无法应对因特网上现有的以及以后的威胁；另外，添加新功能较为麻烦，而且因为硬件资源的限制，能够增加的功能有限，升级也不太容易；最后，由于应用环境与安装位置的差别，网关需要多种型号，各种各样的认证(比如wifi)将是很大一笔开支。
技术实现思路
有鉴于上述情况，本专利技术提供了一种智能网关系统及其操作方法，其采用分离式网关结构设计，既可以容易地确保现场总线的稳定性，又可以容易地添加新特征、设计新的网络拓扑、以及引入新的通信技术，因此更具灵活性。根据本专利技术的一个方面，提供了一种智能网关系统，包括现场总线集线装置和智能网关装置。所述现场总线集线装置包括：至少一个现场总线接口，与所述至少一个总线设备连接，用于从所述至少一个总线设备接收所述至少一个总线设备专用的类型的数据；数据转换模块，与所述至少一个现场总线接口连接，用于将所述至少一个总线设备专用的类型的数据转换为第一类型的数据；及第一数据收发模块，与所述数据转换模块连接，用于将所述第一类型的数据发送给智能网关装置。并且，所述智能网关装置包括：第二数据收发模块，用于从所述第一数据收发模块接收所述第一类型的数据；管理模块，与所述第二数据收发模块连接，用于对所述第一类型的数据进行分析和处理，并对所述至少一个总线设备进行管理；及通信模块，与所述管理模块连接并且连接至网络，用于通过所述网络与远程服务器进行通信。其中，所述现场总线集线装置与所述智能网关装置放置在不同的位置。根据本专利技术的另一方面，提供了一种智能网关系统的操作方法，其中所述智能网关系统包括现场总线集线装置和智能网关装置，所述现场总线集线装置包括与至少一个总线设备连接的至少一个现场总线接口、与所述至少一个现场总线接口连接的数据转换模块、以及与所述数据转换模块连接的第一数据收发模块，并且所述智能网关装置包括第二数据收发模块、与所述第二数据收发模块连接的管理模块、以及与所述管理模块连接且连接至网络并且用于通过所述网络与远程服务器进行通信的通信模块。所述操作方法包括：所述现场总线集线装置的至少一个现场总线接口从所述至少一个总线设备接收所述至少一个总线设备专用的类型的数据；所述现场总线集线装置的数据转换模块将所述至少一个总线设备专用的类型的数据转换为第一类型的数据；所述现场总线集线装置的第一数据收发模块将所述第一类型的数据发送给所述智能网关装置；所述智能网关装置的第二数据收发模块从所述第一数据收发模块接收所述第一类型的数据；以及所述智能网关装置的管理模块对所述第一类型的数据进行分析和处理，并对所述至少一个总线设备进行管理。其中，所述现场总线集线装置与所述智能网关装置放置在不同的位置。在本专利技术实施例的智能网关系统及其操作方法中，通过采用分离式网关结构设计，既可以容易地确保现场总线的稳定性，又可以容易地添加新特征、设计新的网络拓扑、以及引入新的通信技术，从而具有可扩展性、方便升级和替换。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。下面描述中的附图仅仅是本专利技术的示例性实施例。图1示出了根据本专利技术实施例的智能网关系统的示例框图；图2示出了根据本专利技术实施例的智能网关系统应用于密闭式配电柜的示意图；图3示出了根据本专利技术实施例的智能网关系统中智能网关装置中包含的管理模块的示例框图；图4示出了根据本专利技术实施例的智能网关系统的远距离应用实例的示意图；以及图5示出了根据本专利技术的另一实施例的智能网关系统的操作方法的流程图。具体实施方式在下文中，将参考附图详细描述本专利技术的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，基本上相同的步骤和元素用相同的附图标记来表示，且对这些步骤和元素的重复解释将被省略。首先，参照图1描述根据本专利技术实施例的智能网关系统10。图1示出了根据本专利技术实施例的智能网关系统10的示例框图。如图1中所示，智能网关系统10包括现场总线集线装置110和智能网关装置120。现场总线集线装置110进一步包括现场总线接口1111和1112、数据转换模块1120以及第一数据收发模块1130。智能网关装置120进一步包括第二数据收发模块1210、管理模块1220以及通信模块1230。并且，现场总线集线装置110与所述智能网关装置120可以放置在不同的位置。具体地，在现场总线集线装置110中，现场总线接口1111与总线设备201连接，用于从总线设备201接收总线设备201专用的类型的数据；而现场总线接口1112与总线设备202连接，用于从总线设备202接收总线设备202专用的类型的数据。为了便于理解，总线设备201例如可以为电表，其与现场总线接口1111之间可以采用Modbus协议进行通信，也就是说，现场总线接口1111从电表接收Modbus类型的数据。同样地，总线设备202例如可以为继电器，其与现场总线接口1112之间可以采用Profibus协议进行通信，也就是说，现场总线接口1112从继电器接收Profibus类型的数据。并且，在现场总线集线装置110中，数据转换模块1120与现场总线接口1111和1112连接，用于将总线设备201和202专用的类型的数据转换为第一类型的数据。具体地，例如，当总线设备201为电表并且总线设备202为继电器时，数据转换模块1120可以将通过现场总线接口1111从电表接收的Modbus类型的数据、以及通过现场总线接口1112从继电器接收的Profibus类型的数据均转换为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能网关系统，包括：现场总线集线装置，其包括：至少一个现场总线接口，与所述至少一个总线设备连接，用于从所述至少一个总线设备接收所述至少一个总线设备专用的类型的数据；数据转换模块，与所述至少一个现场总线接口连接，用于将所述至少一个总线设备专用的类型的数据转换为第一类型的数据；及第一数据收发模块，与所述数据转换模块连接，用于将所述第一类型的数据发送给智能网关装置；以及所述智能网关装置，其包括：第二数据收发模块，用于从所述第一数据收发模块接收所述第一类型的数据；管理模块，与所述第二数据收发模块连接，用于对所述第一类型的数据进行分析和处理，并对所述至少一个总线设备进行管理；及通信模块，与所述管理模块连接并且连接至网络，用于通过所述网络与远程服务器进行通信，其中，所述现场总线集线装置与所述智能网关装置放置在不同的位置。

【技术特征摘要】
1.一种智能网关系统，包括：现场总线集线装置，其包括：至少一个现场总线接口，与所述至少一个总线设备连接，用于从所述至少一个总线设备接收所述至少一个总线设备专用的类型的数据；数据转换模块，与所述至少一个现场总线接口连接，用于将所述至少一个总线设备专用的类型的数据转换为第一类型的数据；及第一数据收发模块，与所述数据转换模块连接，用于将所述第一类型的数据发送给智能网关装置；以及所述智能网关装置，其包括：第二数据收发模块，用于从所述第一数据收发模块接收所述第一类型的数据；管理模块，与所述第二数据收发模块连接，用于对所述第一类型的数据进行分析和处理，并对所述至少一个总线设备进行管理；及通信模块，与所述管理模块连接并且连接至网络，用于通过所述网络与远程服务器进行通信，其中，所述现场总线集线装置与所述智能网关装置放置在不同的位置。2.如权利要求1所述的智能网关系统，其中，所述现场总线集线装置采用简化的软件和硬件设计，并且所述智能网关装置基于通用平台开发。3.如权利要求1所述的智能网关系统，其中，所述现场总线集线装置与所述智能网关装置基于通用串行总线协议通过所述第一数据收发模块和所述第二数据收发模块进行双向通信。4.如权利要求3所述的智能网关系统，其中，所述第一数据收发模块实现为第一通用总线串行接口，所述第二数据收发模块实现为第二通用总线串行接口，并且通过通用串行总线将所述第一通用总线串行接口与所述第二通用总线串行接口连接。5.如权利要求3所述的智能网关系统，其中，所述第一数据收发模块实现为第一以太网总线接口，所述第二数据收发模块实现为第二以太网总线接口，并且通过以太网总线将所述第一以太网总线接口与所述第二以太网总线接口连接。6.如权利要求3所述的智能网关系统，其中，所述第一数据收发模块实现为第一无线收发模块，所述第二数据收发模块实现为第二无线收发模块，并且所述智能网关装置与所述现场总线集线装置通过所述第一和第二无线收发模块进行无线通信。7.如权利要求1所述的智能网关系统，其中所述管理模块包括：数据管理子模块，用于对从所述现场总线集线装置接收的所述第一类型的数据进行管理；设备管理子模块，用于基于从所述现场总线集线装置接收的所述第一类型的数据，对所述至少一个总线设备进行管理；以及版本管理子模块，用于对所述至少一个总线设备和所述智能网关装置的版本进行管理。8.如权利要求7所述的智能网关系统，其中，当从所述至少一个总线设备接收的所述至少一个总线设备专用的类型的数据为工作数据时，所述数据管理子模块对从所述现场总线集线装置接收的所述第一类型的数据进行处理；所述通信模块将处理后的数据通过网络发送至所述远程服务器，并且其中，所述现场总线集线装置还包括未连接总线设备的其它现场总线接口，并且当新的总线设备连接至所述其它现场总线接口时，所述其它现场总线接口从所述新的总线设备接收指示接入的所述新的总线设备专用的类型的数据；所述数据转换模块将所述新的总线设备专用的类型的数据转换为所述第一类型的数据；所述第一数据收发模块将所述第一类型的数据发送至所述第二数据收发模块；所述设备管理子模块通过查找设备支持列表判断是否能够支持所述新的总线设备；以及当所述设备管理子模块判断能够支持所述新的总线设备时，将所述新的总线设备加入到设备管理列表中；否则当所述设备管理子模块判断不能支持所述新的总线设备时，通过
\t所述通信模块向所述远程服务器发送设备支持请求，从所述远程服务器接收用于支持所述新的总线设备的驱动程序，安装所述驱动程序，并将所述新的总线设备加入到设备管理列表中，并且其中，当所述远程服务器发现所述智能网关装置的版本需要升级时，所述版本管理子模块通过所述通信模块从所述远程服务器接收用于所述智能网关装置的版本升级程序，并运行用于所述智能网关装置的版本升级程序以升级所述智能网关装置的版本，并且其中，当所述至少一个总线设备支持在线升级并且需要升级时，所述版本管理子模块通过所述通信模块从所述远程服务器接收用于所述至少一个总线设备的版本升级程序，通过所述第二数据收发模块将用于所述至少一个总线设备的版本升级程序发送至所述第一数据收发模块；所述数据转换模块将用于所述至少一个总线设备的版本升级程序转换为所述至少一个总线设备专用的类型的数据，并通过所述至少一个现场总线接口发送至所述至少一个总线设备，以供所述至少一个总线设备进行版本升级。9.如权利要求1所述的智能网关系统，还包括至少一个其它现场总线集线装置，并且其中，所述现场总线集线装置以及所述至少一个其它现场总线集线装置各自的第一数据收发模块均连接至交换机，并且所述交换机连接至所述智能网关装置的第二数据收发模块。10.如权利要求1所述的智能网关系统，其中，所述智能网关系统应用于自动控制系统。...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑明磊，刘焘，程颖，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR