一种异构多模网关设备及其传输方法和应用技术

本发明专利技术提供一种异构多模网关设备及其传输方法和应用，异构多模网关设备包括：通信链路，用于提供实现监控模块与服务器之间数据通信的物理通道；链路检测模块，用于检测链路并遴选最优链路，将最优链路信号传递出去；链路切换模块，与所述链路检测模块相连，用于接收最优链路信号，并根据接收的最优链路信号进行链路切换；策略选择模块，与链路检测模块相连接。本发明专利技术提供多种与服务器通信链路模式，实现网关链路管理切换，策略选择模块为链路检测模块输入相应判断参数，链路检测模块遴选出当前最优链路并告知链路切换模块，链路切换模块根据输入的最优链路进行链路切换，实现网关上行数据链路的最优化，提高网关数据传输的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种异构多模网关设备及其传输方法和应用
本专利技术涉及无线通信
，特别是涉及一种异构多模网关设备及其传输方法和应用。
技术介绍
随着传感网的不断发展，以及其应用技术的不断升级更新，传感网网关扮演着越来越重要的角色。它将传统的通信网络和新兴传感网络紧密联系在一起，一方面可以通过下行网络和各类传感器、节点相互连接，实现局域互联，另一方面能够和服务器、英特网之间建立连接，实现广域互联。同时，网关还能够提供不同网络类型的协议转换，实现多链路信息的融合。传感网的网关用途广泛，可以用于智能交通系统、环境保护系统、公共安全、工业生产监控、水利系统安全监控等。根据网关应用场景的不同，网关的接入方式可能会有多种，例如RFID、Wi-Fi、以太网、光纤网络、蓝牙、红外、ZigBee等方式，使不同的系统之间的互动成为可能。一般地，传统的传感网网关的链路是根据目标的IP地址进行选择的。这种方式在结构简单，链路相对稳定的系统上能够满足要求。但是在传感网急速发展的今天，工程上对网关功能需求呈现多样性。这就要求传感网网关需要提供多个链路的通道，并且根据工程的实际情况，考虑到实际情况中链路资源在极端的情况下会出现短缺，需要对子系统的优先级、多种数据的传输优先级、链路切换的策略进行设置，让对时间敏感的数据和关键数据如告警数据，通过合适的链路优先传送，从而保证系统正常有序运行。现在的传感网网关在大规模系统中应用时候，例如在水利水电系统中，因为缺少能够根据实际需求制定的链路检测机制、链路切换的策略等，应用受到了限制。有文献提出了物联网架构的水利水电工程安全检测数据采集和传输的办法。通过自组织方式构成监测网络覆盖整个监测区域，监测数据沿着传感器节点以逐跳的方式进行传输，在传输过程中监测数据能被多个节点处理，经过多跳后被路由到汇聚节点，但网关发起上行网络链接次数比较多，影响网关工作效率及带宽利用率。有文献提出网关上行通信模式切换方法，网关设备及通信系统，对第一上行模式的网关上行链路进行监听，获取所述第一上行模式的网关上行链路的连接状态，根据状态切换到另外一种上行模式。但是没有考虑到实际应用中链路情况可能不只是简单的通路或者断路，可能会根据链路响应时间、链路负载等信息进行链路的切换，影响网关工作效率及带宽利用率。还有文献提出网关上多业务数据流选路的实现方法，通过构建业务链路和业务类型的绑定关系，当网关接收到数据时候，通过这种绑定关系选择绑定的业务链路。但是没有考虑到如果绑定的链路不能够满足传输要求时候，需要进行的进一步操作，另外，还有文献提出的方案对多个业务数据的消息格式有特定的要求，例如在水利安全系统中，需要对每一种传感器的消息进行设置，并需要绑定业务链路，这样会降低了设备的通用性和工程施工的效率。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种异构多模网关设备及传输方法，本专利技术采用业务数据按优先级需求自适应传输技术，实现网关链路的智能切换，采用外部事件可触发检测各链路状态，实现网关上行数据链路的最优化，并且优先传输对时间敏感的数据和用户关键数据，提高了网关数据传输的稳定性和效率。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种异构多模网关设备，包括：通信链路，用于提供实现监控模块与服务器之间数据通信的物理通道，其包括光纤、Wi-Fi、3G/GPRS、以太网；链路检测模块，用于遴选最优链路，并将最优链路信号传递出去，其包括以太网链路检测单元，光纤链路检测单元，Wi-Fi链路检测单元，3G/GPRS链路检测单元，每个单元均可采用本地链路连接检测，链路质量检测，链路响应时间检测与链路负载检测的四个方法进行检测，遴选出最优链路；链路切换模块，与所述链路检测模块相连，用于接收所述最优链路信号，并根据接收的所述最优链路信号进行链路切换；策略选择模块，与所述链路检测模块相连接，用于设置所述链路检测模块遴选最优链路时所需的判断参数。于本专利技术的一实施方式中，所述策略选择模块包括人工选择单元、优先级选择单元、响应时间选择单元、链路负载选择单元、链路质量选择单元。于本专利技术的一实施方式中，所述异构多模网关设备还包括系统管理模块，用于由终端/界面在屏幕输出指令指示信息，使得用户根据自己需求可做出相应选择，待用户输入完毕后，解析用户指令并根据用户指令进行系统管理，其包括终端/界面输出指示信息单元、用户输入配置指令单元、解析用户输入指令单元；于本专利技术的一实施方式中，所述异构多模网关设备还包括日志管理模块，包括：运行信息日志，用于记录系统运行过程中的关键信息；链路管理日志，用于记录每条链路的在不同时刻的响应时间、链路质量、本地连接等状态信息，以及链路切换的信息；系统管理日志，用于记录用户的输入指令及系统状态信息。本专利技术提供一种异构多模网关设备的输出方法，包括以下步骤：S1，网关系统配置：网关设备启动后，主线程初始化系统参数，注册设备，对设备进行网络配置；S2，链路切换策略选择：依据从多种链路选择策略中选择最符合实际情况的策略进行配置，当链路意外中断或者链路质量、延迟等状态参数达到预设的阈值时，指定网关进行上行链路切换；其中，所述链路选择策略包括手动选择策略、优先级选择策略、链路质量选择策略、链路响应时间选择策略、链路负载选择策略；S3，网关与服务器通信链路检测：将网关与服务器之间的以太网链路、光纤链路、Wi-Fi链路、3G/GPRS链路四个链路分别进行检测，对应每个链路均用本地链路连接检测，链路质量检测，链路响应时间检测与链路负载检测四种方面进行检测；S4，网关执行链路切换：网关接收外部触发事件后进行链路切换；S5，确定传感器业务数据传输的优先级：设置各类监测类传感器的数据的优先级高低排序，优先级高的信息在待发送队列位置靠前。于本专利技术的一实施方式中，所述输出方法还包括：S6，系统管理：系统启动后，由终端/界面在屏幕输出指令指示信息，用户根据自己需求可做出相应选择，待用户输入完毕后，系统解析用户指令并根据用户指令进行系统管理；S7，日志管理：通过运行信息日志记录系统运行过程中的关键信息，通过链路管理日志记录每条链路的在不同时刻的响应时间、链路质量、本地连接的状态信息，以及链路切换的信息，通过系统管理记录用户的输入指令及系统状态信息。于本专利技术的一实施方式中，所述步骤S3中，所述本地链路连接检测判断连接状态是否成功；所述链路质量检测计算链路延迟与链路丢包率的加权值，计算综合的质量表征值；所述链路响应时间检测判断链路的拥堵情况，获得延迟时间；所述链路负载检测判断链路的负荷能力，调节不同链路的数据量实现负载均衡。于本专利技术的一实施方式中，所述步骤S4包括以下两种模式：1)工作在手动选择策略模式时：网关接收外部用户手动输入命令，解析命令并通过链路检测模块获取当前活动链路，按照命令的参数内容切换至用户期望链路，若切换失败，发送错误信息并提示用户选择其他可用链路；或者，若当前链路切断，依照优先级列表轮询切换下一个链路，直到找到畅通的链路；2)工作在非手动选择策略模式时：若链路无法建立网络连接，或网络质量差到无法正常通信时，触发链路检测模块工作，所述链路检测模块将最优链路结果输入链路切换模块，所述链路切换模块执行切换链路动作，所述切换链路动作包括载入相应网络配置参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异构多模网关设备，其特征在于，包括：通信链路，用于提供实现监控模块与服务器之间数据通信的物理通道，其包括光纤、Wi‑Fi、3G/GPRS、以太网；链路检测模块，用于遴选最优链路，并将最优链路信号传递出去，其包括以太网链路检测单元，光纤链路检测单元，Wi‑Fi链路检测单元，3G/GPRS链路检测单元，每个单元均采用本地链路连接检测，链路质量检测，链路响应时间检测与链路负载检测的四个方法进行检测，遴选出最优链路；链路切换模块，与所述链路检测模块相连，用于接收所述最优链路信号，并根据接收的所述最优链路信号进行链路切换；策略选择模块，与所述链路检测模块相连接，用于设置所述链路检测模块遴选最优链路时所需的判断参数。

【技术特征摘要】
1.一种异构多模网关设备，其特征在于，包括：通信链路，用于提供实现监控模块与服务器之间数据通信的物理通道，其包括光纤、Wi-Fi、3G/GPRS、以太网；链路检测模块，用于遴选最优链路，并将最优链路信号传递出去，其包括以太网链路检测单元，光纤链路检测单元，Wi-Fi链路检测单元，3G/GPRS链路检测单元，每个单元均采用本地链路连接检测，链路质量检测，链路响应时间检测与链路负载检测的四个方法进行检测，遴选出最优链路；链路切换模块，与所述链路检测模块相连，用于接收所述最优链路信号，并根据接收的所述最优链路信号进行链路切换；策略选择模块，与所述链路检测模块相连接，用于设置所述链路检测模块遴选最优链路时所需的判断参数。2.根据权利要求1所述的异构多模网关设备，其特征在于，所述策略选择模块包括人工选择单元、优先级选择单元、响应时间选择单元、链路负载选择单元、链路质量选择单元。3.根据权利要求1或2所述的异构多模网关设备，其特征在于：所述异构多模网关设备还包括系统管理模块，用于由终端/界面在屏幕输出指令指示信息，使得用户根据自己需求可做出相应选择，待用户输入完毕后，系统解析用户指令并根据用户指令进行系统管理，其包括终端/界面输出指示信息单元、用户输入配置指令单元、解析用户输入指令单元。4.根据权利要求3所述的异构多模网关设备，其特征在于：所述异构多模网关设备还包括日志管理模块，包括：运行信息日志，用于记录系统运行过程中的关键信息；链路管理日志，用于记录每条链路的在不同时刻的响应时间、链路质量、本地连接等状态信息，以及链路切换的信息；系统管理日志，用于记录用户的输入指令及系统状态信息。5.一种异构多模网关设备的输出方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，网关系统配置：网关设备启动后，主线程初始化系统参数，注册设备，对设备进行网络配置；S2，链路切换策略选择：依据从多种链路选择策略中选择最符合实际情况的策略进行配置，当链路意外中断或者链路质量、延迟等状态参数达到预设的阈值时，指定网关进行上行链路切换；其中，所述链路选择策略包括手动选择策略、优先级选择策略、链路质量选择策略、链路响应时间选择策略、链路负载选择策略；S3，网关与服务器通信链路检测：将网关与服务器之间的以太网链路、光纤链路、Wi-Fi链路、3G/GPRS链路四个链路分别进行检测，对应每个链路均用本地链路连接检测，链路质量检测，链路响应时间检测与链路负载检测四种方法进行检测；S4，网关执行链路切换：网关接收外部触发事件后进行链路切换；S5，确定传感器业务数据传输的优先级：设置各类监测类传感器的数据的优先级高低排序，优先级高的信息在待发送队列位置靠前。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟锋，汪明，刘明智，丁胜建，王育兵，
申请(专利权)人：南水北调中线干线工程建设管理局，上海无线通信研究中心，
类型：发明
国别省市：北京,11