一种基于多网融合的物联网管道服务系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多网融合的物联网管道服务系统，包括多个设备、与多个设备相对应设置的适配器、与多个适配器相对应设置的IoTU、物联网关、运营商基站、云服务器、Web、小程序以及手机APP，无线局域网的组网工作由各IoTU与物联网关完成，各IoTU专门负责数据在无线网络的传输;对需要适配的物联网设备，使用适配器与IoTU连接，适配器专门负责与设备直接对接，并将设备的数据进行转换，以匹配IoTU的传输协议，可实现设备、适配器、和IoTU的解耦，对存量设备的上云连接提供便利。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多网融合的物联网管道服务系统
本专利技术涉及一种基于多网融合的物联网管道服务系统。
技术介绍
当前常见的物联网架构如图1-2所示，图1的物联系统中，通过在设备内集成4G或5G通信模块，经过运营商网络，设备可连接到公网，设备数据可与云服务器互通;但此类网络在运营商信号覆盖弱或未覆盖的地方（例如地下室或荒郊野岭等)，设备与云服务器互通效果差，或无法互通。图2的物联系统中，针对图1的系统缺点，增加了无线局域网，可有效解决运营商网络覆盖不理想情况下的问题;但无线局域网通常都为固定频段的无线网络，在无线干扰大的环境下，可能容易受到干扰，使网络稳定性变差。图1和图2的物联系统中，信息的采集（例如温度参数采集等）和无线传输处理都集成在同一设备内，若要变更无线通信频段，需要进行硬件的变更和软件的升级，对无线局域网扩展性造成困扰。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于多网融合的物联网管道服务系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于多网融合的物联网管道服务系统，包括多个设备、与多个设备相对应设置的适配器、与多个适配器相对应设置的IoTU、物联网关、运营商基站、云服务器、Web、小程序以及手机APP，多个设备与对应适配器之间分别对应通过网线连接，多个适配器与对应的IoTU之间通过网线连接，多个IoTU与物联网关之间通过无线局域网无线连接，所述物联网关与运营商基站之间无线连接，所述运营商基站与云服务器之间无线连接，所述云服务器与Web、小程序以及手机APP客户端之间无线连接，无线局域网的组网工作由各IoTU与物联网关完成，各IoTU专门负责数据在无线网络的传输；对需要适配的物联网设备，使用适配器与IoTU连接，适配器专门负责与设备直接对接，并将设备的数据进行转换，以匹配IoTU的传输协议，可实现设备、适配器、和IoTU的解耦，对存量设备的上云连接提供便利。进一步的，所述适配器以及IoTU均配备丰富的硬件接口以匹配各类设备，包括USB接口、RJ45网口、HDMI接口、RS232和RS485接口，各接口作为输入或输出口，可灵活通过软件配置。进一步的，IoTU与IoTU之间，以及IoTU与物理网关之间的通信规则为:具有相同信道号和相同通信地址的节点之间可进行无线通信。进一步的，IoTU入网流程如下：S1：按下入网按键，触发入网流程；S2：MSG1:IoTU接入请求Access-Req,携带IoTU当前信道号(默认0)、当前通信地址（默认1)、序列号、IoTU名称等信息；S3：物联网关将IoTU请求接入携带的信息进行入网校验，若与物联网关中保存的IoTU的通信地址不重复，则校验通过，并将上报的IoTU信息进行保存；S4：MSG2:在默认通路（信道0，通信地址1）上，物联网关自动下发配置IoTU的通信地址的指令，携带IoTU的序列号和目标通信地址，IoTU根据指令中的序列号判断是否自身需处理的指令，若是则按序列号后4位数规则更改通信地址；S5：MSG3:通知物联网关IoTU变更通信地址成功，携带IoTU当前通信地址、序列号；S6：物联网关更新保存IoTU信息；S7：MSG4:在新的通路（信道0，变更的通信地址）上，物联网关通知IoTU的接入结果；S8：IoTU根据物联网关通知的接入结果进行入网指示灯控制，成功亮起，失败熄灭。进一步的，MSG1~MSG4的控制协议如下：MSG1：IoTU接入请求：信令类型：0x7301；信令长度：可变字节；信令内容：[0]：IoTU信号道；[1]~[2]：IoTU通信地址；[3]~[6]：IoTU对接设备波特率；[7]~[10]：IoTU序列号；[10~n]：IoTU个性化名称；MSG2：物联网指示IoTU自适应变更通信地址：信令类型：0x8301；信令长度：10字节；信令内容：[0]~[3]：IoTU序列号；[4]~[5]：目标通信地址；[6]~[9]：物联网关序列号；MSG3：IoTU自适应变更通信地址响应：信令类型：0x7302；信令长度：7字节；信令内容：[0]~[1]：IoTU已变更的通信地址；[2]：通信地址变更结果，1-成功，0-失败；[3]~[6]：IoTU序列号；MSG4：物联网关通知IoTU接入结果：信令类型：0x8302；信令长度：9字节；信令内容：[0]~[3]：IoTU序列号；[4]：IoTU接入结果，1-成功，0-失败；[5]~[8]：物联网关序列号。进一步的，loTU与物联网关的两种组网模式:点对点组网模式和并发组网模式，同一时间物联网关仅与一个loTU进行数据传输，此种模式适合应用于对设备的单点远程调试，减小物联网关的数据处理负担，适合单点传输设备的连续数据流。进一步的，该多网融合的物联网管道服务系统为并发组网模式，网络内的所有IoTU可同时向物联网关发送数据，此种模式适合应用于多类传感器数据向云服务器的实时上报，适合小数据量的实时并发场景，例如智慧城市的环境监测、水务监测，以及智慧农业的生长环境监测等。进一步的，两种组网模式之间的切换通过软件控制实现，通过物联网关在广播信道上向IoTU广播进行组网模式的切换，其控制协议如下：信令类型：0x7303；信令长度：6字节；信令内容：[0]：广播信号道；[1]：组网模式，0-并发组网，1-点对点组网；[2]~[5]：物联网关序列号。进一步的，IoTU物联网关支持可变频段组网，硬件上支持433MHZ、915MHZ以及2.4GHZ三种通信频段。进一步的，通过物联网关在广播信道上向各IoTU广播进行通信频段切换，其控制协议如下：信令类型：0x7304；信令长度：6字节；信令内容：[0]：广播信号道；[1]：目标频段，0-433MHZ，1-915MHZ，2-2.4GHZ；[2]~[5]：物联网关序列号。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1.IoTU与各类传感器或工业设备在硬件上解耦合，IoTU在无线网络中作为通用的数据传输单元；2.loTU无线网络支持并发模式和点对点模式，两种模式分别适用传感器数据采集场景和设备远程调测升级场景；3.IoTU无线网络通信频段可切换，且可通过软件方式切换433MHZ/915MHZ/2.4GHZ；4.云平台与场景应用解耦合，云平台在通用管道服务系统中作为通用的大数据存储和分发平台。附图说明图1为本专利技术一种基于多网融合的物联网管道服务系统的设备直连运营商网络的物联系统；图2为本专利技术一种基于多网融合的物联网管道服务系统设备经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多网融合的物联网管道服务系统，包括多个设备、与多个设备相对应设置的适配器、与多个适配器相对应设置的IoTU、物联网关、运营商基站、云服务器、Web、小程序以及手机APP，其特征在于：多个设备与对应适配器之间分别对应通过网线连接，多个适配器与对应的IoTU之间通过网线连接，多个IoTU与物联网关之间通过无线局域网无线连接，所述物联网关与运营商基站之间无线连接，所述运营商基站与云服务器之间无线连接，所述云服务器与Web、小程序以及手机APP客户端之间无线连接，无线局域网的组网工作由各IoTU与物联网关完成，各IoTU专门负责数据在无线网络的传输；对需要适配的物联网设备，使用适配器与IoTU连接，适配器专门负责与设备直接对接，并将设备的数据进行转换，以匹配IoTU的传输协议，可实现设备、适配器、和IoTU的解耦，对存量设备的上云连接提供便利。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多网融合的物联网管道服务系统，包括多个设备、与多个设备相对应设置的适配器、与多个适配器相对应设置的IoTU、物联网关、运营商基站、云服务器、Web、小程序以及手机APP，其特征在于：多个设备与对应适配器之间分别对应通过网线连接，多个适配器与对应的IoTU之间通过网线连接，多个IoTU与物联网关之间通过无线局域网无线连接，所述物联网关与运营商基站之间无线连接，所述运营商基站与云服务器之间无线连接，所述云服务器与Web、小程序以及手机APP客户端之间无线连接，无线局域网的组网工作由各IoTU与物联网关完成，各IoTU专门负责数据在无线网络的传输；对需要适配的物联网设备，使用适配器与IoTU连接，适配器专门负责与设备直接对接，并将设备的数据进行转换，以匹配IoTU的传输协议，可实现设备、适配器、和IoTU的解耦，对存量设备的上云连接提供便利。


2.根据权利要求1所述的一种基于多网融合的物联网管道服务系统，其特征在于：所述适配器以及IoTU均配备丰富的硬件接口以匹配各类设备，包括USB接口、RJ45网口、HDMI接口、RS232和RS485接口，各接口作为输入或输出口，可灵活通过软件配置。


3.根据权利要求1所述的一种基于多网融合的物联网管道服务系统，其特征在于：IoTU与IoTU之间，以及IoTU与物理网关之间的通信规则为:具有相同信道号和相同通信地址的节点之间可进行无线通信。


4.根据权利要求1所述的一种基于多网融合的物联网管道服务系统，其特征在于，IoTU入网流程如下：
S1：按下入网按键，触发入网流程；
S2：MSG1:IoTU接入请求Access-Req,携带IoTU当前信道号(默认0)、当前通信地址（默认1)、序列号、IoTU名称等信息；
S3：物联网关将IoTU请求接入携带的信息进行入网校验，若与物联网关中保存的IoTU的通信地址不重复，则校验通过，并将上报的IoTU信息进行保存；
S4：MSG2:在默认通路（信道0，通信地址1）上，物联网关自动下发配置IoTU的通信地址的指令，携带IoTU的序列号和目标通信地址，IoTU根据指令中的序列号判断是否自身需处理的指令，若是则按序列号后4位数规则更改通信地址；
S5：MSG3:通知物联网关IoTU变更通信地址成功，携带IoTU当前通信地址、序列号；
S6：物联网关更新保存IoTU信息；
S7：MSG4:在新的通路（信道0，变更的通信地址）上，物联网关通知IoTU的接入结果；
S8：IoTU根据物联网关通知的接入结果进行入网指示灯控制，成功亮起，失败熄灭。


5.根据权利要求4所述的一种基于多网融合的物联网管道服务系统，其特征在于，MSG1~MSG4的控制协议如下：
MSG1：IoTU接入请求：
信令类型：0x7301；
信令长度：可变字节；
信令内容：
[0]：IoTU信号道；
[1]~[2]：Io...

【专利技术属性】
技术研发人员：冼南宝，李力，
申请(专利权)人：广州鲲鹏物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44