用于与配置入网设备通信的网关及其方法技术

一种用于与终端设备(302)和远程服务器(316)通信的网关(300)及其方法。网关(300)包括第一服务器(306)，该第一服务器(306)包括第一管理层(308)。第一服务器(306)被配置为与第一终端设备(302a)通信，与包括第二管理层(320)的远程服务器(316)通信，并且可选择性地在第一管理层(308)控制第一服务器(306)的第一状态或第二管理层(320)控制第一服务器(306)的第二状态中操作。(306)的第二状态中操作。(306)的第二状态中操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于与配置入网设备通信的网关及其方法
[0001]本公开涉及一种网关。特别地，本公开涉及一种用于与终端设备和远程服务器通信的网关。
[0002]本公开涉及一种配置入网(onboarding)设备。特别地，本公开涉及用于将一个或更多个终端设备注册到物联网网络和/或用于从物联网网络移除一个或更多个终端设备的配置入网设备。
[0003]背景
[0004]物联网(IoT)是指连接的IoT设备或“事物(things)”，例如测量其周围环境的特性的传感器。IoT传感器可以用来收集数据，然后可以对这些数据进行分析，以提取有用的信息，这些信息反过来可以实现优化，并且可以为企业提供有意义的见解。IoT设备是一种类型的终端设备。
[0005]图1(a)是典型IoT网络100的示意图。IoT网络100包括IoT设备102、网关104、互联网或云服务106和终端用户108。IoT设备102包括传感器，该传感器可以测量环境的特性，例如温度、湿度或环境光条件。在IoT设备102中的一个使用其传感器之一测量了特性之后，它经由无线连接110将相关联的数据发射到网关104。然后，网关104将数据发射到云服务106，该云服务106可由终端用户108访问。网关104经由连接112连接到云服务106，而云服务106经由连接114连接到终端用户108。连接112、114可以是无线的(例如使用移动/蜂窝连接)或有线的。连接112可以被称为“回程(backhaul)”。
[0006]无线连接110可以使用多种通信协议之一。一个这样的通信协议是低功率广域网(LPWAN)通信协议，例如LoRaWAN。目前用于部署LoRaWAN或其他LPWAN IoT网络以提供IoT通信的实践涉及设置商业网关，例如如图1(a)所示的网关104。
[0007]为了工作，网关104需要电力和数据通信基础设施，这将依赖于部署网关104的地方本地可用的基础设施。数据通信基础设施通常将是有线互联网、3G或4G。
[0008]网关104在两个方向(从IoT设备102到云服务106，以及从云服务106到IoT设备102)上充当数据包转发器，而无需附加的处理或智能来管理或影响数据包转发操作。另外，网关104可以提供关于网关104如何执行的基本遥测信息。网关104以类似于由互联网服务提供商(ISP)提供的用于家庭互联网连接的调制解调器/路由器的方式工作，该调制解调器/路由器只是来回转发互联网流量。传统电信提供商正在部署本地网络网格(通常在城市的城镇)，并且需要IoT连接的客户可以付费使用基于地面的网络。为了连接终端设备，需要在作为云服务106的一部分的云服务器上注册它。
[0009]为了工作，IoT依赖于通信：将数据从IoT设备102移动到需要数据的地方(通常在网上/在云上，如云服务106所示)的能力。然而，目前世界上90％以上的地区缺乏适合的通信基础设施(有线或移动/蜂窝连接)。因此，世界上有许多地方的IoT网络100是不适合的，因为现有基础设施不能提供连接112或电力要求，或者现有基础设施在其它方面不适合于目的。
[0010]图1(b)是IoT网络116的示意图，其中连接112是间歇性的或断开的。IoT网络116与IoT网络100共享特征，因此公共特征由公共参考数字和变量表示。
[0011]每个IoT设备102以不同的时间间隔发送与其测量相关的数据。对于由LoRaWAN进行的通信，可以通过打包数据并以三个稍微不同的频率发射数据来提供数据的发送，其中一个或全部频率可能适合于由网关104接收。如果网关104足够靠近IoT设备102，则它可以接收它们的信号并经由连接112将数据转发到云服务106。然而，在这种情况下，网关104需要到云服务106的“始终开启(always
‑
on)”连接才能工作。
[0012]所谓“始终开启”，意味着在操作期间，网关104以这样的方式连接到云服务106，即：数据可以发射到网关104，从网关104发射到云服务106上的服务器，从云服务106上的服务器发射到网关104，从网关104发射。如果连接112不存在(即使不存在一小段时间)，并且数据无法在云服务106上的服务器和网关104之间发射，则网关104将不会正确地工作。总之，如果连接112是间歇性的或断开的，则网关104将以不可预测的方式工作，并且来自IoT设备102的数据将不会被发射到云服务106上的服务器。
[0013]“始终开启”是LPWAN的一个要求。LPWAN使用集中式网络和协议，其中与节点的通信需要是恒定的，用于包括但不限于路由和认证的目的。被设计成推广到大型集中式网络(包括LoRaWAN、SIGFOX和NB
‑
IoT)的许多商用LPWAN都有“始终开启”的要求。
[0014]图1(c)是卫星通信网络118的示意图，其可用于在世界上没有传统通信的地区提供通信管道。通信网络118是非常小的孔径终端(VSAT)网络的示例。附图之间的公共特征由公共参考数字和变量表示。网关104经由卫星119向云服务106发射数据。
[0015]为了克服如偏远地区可能存在的通信基础设施差的问题，一个解决办法可以是使用卫星通信。然而，由于在网关104和用于LPWAN的云服务106之间需要“始终开启”连接，因此当在网关104和卫星119之间存在间歇性的、有缺陷的或在其它方面不可靠的连接时，诸如图1(a)所示的典型IoT网络不适合于在卫星通信中使用。
[0016]由于卫星119并非总是可用，或者与卫星119的连接并非总是可用，所以不存在始终开启的连接。例如，在操作期间，卫星119可能相对于网关104被定位成使得卫星119在一段时间内不能从网关104接收信号。这种网络的其他问题包括低延迟、有限的带宽、使用成本限制，并且它们可能不是IP兼容的。
[0017]使用带有卫星通信的IoT设备的已知系统使用专用的卫星星座(satellite constellations)来满足远程IoT通信的需要。图1(d)是使用专用卫星星座的IoT网络120的示意图。卫星星座可以被定义为一组卫星。在图1(d)中，示出了单个卫星(由参考数字122标记)。附图之间的公共特征由公共参考数字和变量表示。
[0018]所谓“专用卫星星座”是指该卫星星座已经被专门设计成用于IoT设备102。
[0019]在操作中，当卫星122在给定的IoT设备上方时，IoT设备102直接向卫星122发射数据。卫星122在第一位置122a处位于IoT设备102上方。由于技术和许可问题，这些架构限于单向通信(仅设备到用户)并使用“存储和转发”概念，其中，从卫星122在第一位置122a位于设备上方数据被上传时开始，卫星122物理地携带数据，到达数据可以被下载到地球站、下载到云服务106上的第二位置122b。在图1(d)的IoT网络120中不使用网关。
[0020]IoT网络120使用专用卫星星座，并且通常仅允许从IoT设备102到云服务106的单向通信。由于物理约束和许可限制，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于与终端设备和远程服务器通信的网关，包括：第一服务器，所述第一服务器包括第一管理层，所述第一服务器被配置为：i)与第一终端设备通信；ii)与包括第二管理层的所述远程服务器通信；以及iii)能够选择性地在第一状态或第二状态中操作，在所述第一状态中，所述第一管理层控制所述第一服务器，在所述第二状态中，所述第二管理层控制所述第一服务器。2.根据权利要求1所述的网关，其中，所述第一终端设备是第一IoT设备。3.根据权利要求1或2所述的网关，其中，所述第一服务器和所述远程服务器之间的通信链路是间歇性的。4.根据任一前述权利要求所述的网关，其中，所述第一服务器被配置为经由一个或更多个卫星与所述远程服务器通信。5.根据权利要求4所述的网关，其中，所述卫星或每个卫星是地球同步卫星或低地球轨道卫星。6.根据任一前述权利要求所述的网关，其中：所述第一服务器被配置为将从所述第一终端设备接收的数据发射到所述远程服务器；和/或所述第一服务器被配置为接收从所述远程服务器发射的数据。7.根据任一前述权利要求所述的网关，其中，所述第一管理层被配置为实现对终端设备的配置入网。8.根据任一前述权利要求所述的网关，其中，所述第一终端设备和所述第一服务器使用以下之一进行通信：i)低功率广域网(LPWAN)通信协议；ii)有线连接；以及iii)4G、5G或更高代的移动网络技术。9.根据权利要求8所述的网关，其中，所述LPWAN通信协议是LoRaWAN。10.根据权利要求8或9所述的网关，其中，所述第一服务器被配置为冒充LPWAN后端。11.根据任一前述权利要求所述的网关，其中，所述第二管理层被配置为实现对终端设备的配置入网。12.根据任一前述权利要求所述的网关，其中，所述网关被配置为在时间段的至少一部分内进入节电状态。13.根据权利要求12所述的网关，其中，所述网关被配置为在所述第一终端设备和/或所述远程服务器不与所述网关...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文，
申请(专利权)人：R三物联网有限公司，
类型：发明
国别省市：