【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的网络基础设施的布置结构以及根据权利要求7的前序部分的用于运行网络基础设施的方法，本专利技术还涉及根据权利要求12的前序部分的用于运行网关的方法以及根据权利要求21的网关。本专利技术还涉及根据权利要求22的能共同使用的第三级基础设施以及根据权利要求23的用于应用程序逻辑的方法。
技术介绍
1、测量单元如传感器、耗量表或者说耗量计或智能家居控制装置的部件的数据传输在日常使用中变得越来越重要。测量单元的一个重要应用领域是智能耗量数据记录设备、即所谓的智能表计的使用。智能表计通常是集成在供应网络中的例如用于能源、电力、燃气或水的耗量表，它们向相应的连接用户显示实际耗量并且使用通信网络用来将耗量数据传输给供应商。智能耗量表的优点在于无需人工抄表并且在供应商侧可以根据实际耗量更快地开具账单。
2、此类耗量数据记录设备通常将积累的测量数据以数据包或数据电报的形式通过无线电例如在srd(短程设备)或ism(工业、科学、医疗)频率范围内传输到上级的数据收集器(例如集中器、网络节点或供应商的控制中心)。在智能耗量数据记录设备中，一方面能耗至关重要，因为这些设备通常是电池供电的并且应具有尽可能长的维护间隔，并且另一方面运行安全性至关重要。
3、正越来越多地使用智能测量基础设施来记录耗量数据。在这些测量基础设施(耗量数据记录系统)中，耗量表构成网络节点或终端设备，通过它们在消耗点处记录测量数据。测量数据数字地由耗量表传输到上级的管理系统或者说头端系统。头端系统管理耗量数据并且与耗量表通信。
4、在网关和网络节点(例如耗量表)之间的通信路径通常被称为第一级通信()，而在网关和头端系统之间的通信路径被称为第三级通信()。从网络节点到网关的第一级通信与从网关到头端系统的第三级通信通常使用不同的传输路径，因为例如对系统的传输带宽、能耗、传输质量、有效范围以及冗余有不同的要求。
5、问题在于，在具有竞争连接的已设有的网络节点中建立新的传输技术构成挑战。因此，需要竞争性的迁移场景，在其中可以与已设有的网络节点并行地使用新的传输技术。有利的是，作为针对已设有的或新的网络节点的传输技术可以安装或设置来自低功率广域网(lpwan)类别的任何传输技术。
6、迄今为止，通过如下方式解决该问题，即，运营商必须再建立一个并行的基础设施，因此必须为每个现有网关安装一个支持新传输技术的另外的新网关。这给运营商带来了额外的成本和费用、例如用于桅杆场地或lte合同的额外的成本和费用。安装和维护需要额外的费用。此外，由于两个网关的连接相互干扰，因此可以对通信连接产生不利影响。因此，例如需要在天线的每个所在地处安装用于无线m总线连接的代傲表计“izar rdc-premium”、lorawan基站、用于mioty的“mioty premium网关”。对于第三级通信例如可能需要安装lte路由器。
7、在us2013/0275736a1中描述了一种由头端、数据收集器和耗量表组成的耗量表基础设施，其中数据收集器从每个耗量表接收数据、存储数据并将其周期性地发送到中心站。
8、ep2671052b1公开了一种公用事业表计，用于测量至少一种公用事业耗量并且用于优化与多个远程公用事业中心交换的消息的数据传输。
9、us2014/0361906a1公开了一种用于通过标签进行通信的方法，该方法包括从至少一个传感器接收传感器数据、生成传感器数据以及传输传感器数据。
技术实现思路
1、本专利技术的任务在于提供一种新颖的方法以及网络基础设施，在其中可以在有利的成本效率下同时实现在提高的互操作性下增加的运行灵活性。
2、上述任务通过权利要求1的全部教导以及通过根据权利要求7所述的用于运行网络基础设施的方法来解决。此外，该任务通过根据权利要求12所述的用于运行网关的方法以及通过根据权利要求21所述的网关来解决。本专利技术还涉及根据权利要求22所述的能共同使用的第三级基础设施以及根据权利要求23所述的用于应用程序逻辑的方法。
3、本专利技术描述了一种网络基础设施的布置结构，该网络基础设施包括至少一个网络节点，尤其是传感器、耗量表和/或终端设备，一个具有至少一个收发器的网关，所述至少一个网络节点与所述网关通过第一级通信路径通信并且所述至少一个收发器设计用于借助由所述至少一个网络节点使用的传输技术进行通信，以及至少一个头端系统，所述网关与所述至少一个头端系统通过第三级通信路径通信，其特征在于，针对第三级通信路径设置一个能共同使用的第三级基础设施，所述第三级基础设施设置用于提供中央网络服务，所述能共同使用的第三级基础设施针对在第一级通信路径中使用的传输技术提供特定网络服务。
4、现有技术中已知的用于将物联网(iot)技术集成到耗量表中的方法使得能够在现有网络中简单地提供耗量表，这对于现有或公共网络是有利的。但如果应运行专有基础设施，则这需要选择特定的网络技术。本专利技术有利地提供了更多的灵活性，因为多种不同的连接可以并行运行。这些连接并非必须同时被安装，因此它们可以在较长的时间段上被建立。为此在网关和回传之间划分网络技术和传输技术的现有功能，以便能继续实现所有现有应用情况。网关为此在上行链路中执行对各个连接的抽象并且在下行链路的连接中针对传输技术执行单独的过程。此外，网关构成与回传中的各个特定网络服务的接口，以便在网络中针对传输技术提供特定功能。常见的用于传输的基础设施将不同传输技术的每种特定网络服务与用于头端系统的统一接口连接起来，以实现便捷的网络集成。
5、基于灵活的网关平台以硬件和软件的形式集成多种不同的传输技术。网关的硬件集成不同的收发器并且软件包允许处理不同的传输协议。不同的传输协议包括针对lorawan和mioty的网络密钥管理、针对有线m总线连接的数据传输速率(波特率)的处理、不同寻址(例如ieee eui64或m总线地址(主地址和辅助地址))的处理，以及与网络节点、尤其是与耗量表进行双向传输的时间控制。建立辅助性的、能共同使用的第三级基础设施，以便实现中央网络服务。这种网络服务(例如以lorawan加入服务器和mioty服务中心的形式)例如可以包括根据标准的定义联结设备以及提供针对网络的密钥。
6、特别有利的是，基础设施不再决定针对网络节点的兼容性的条件，而是确保与所有网络节点的兼容性。因此，传输技术由网络节点预定或可以这样本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.网络基础设施(1)的布置结构，所述布置结构包括：
2.根据权利要求1所述的布置结构，其特征在于，所述网关(2)包括用于处理由所述至少一个网络节点(10)使用的传输技术(5)的软件(200)。
3.根据权利要求1或2所述的布置结构，其特征在于，所述至少一个网络节点(10)使用来自低功率广域网(LPWAN)类别的技术作为传输技术(5)，并且所述第三级基础设施(3)的特定网络服务(6)相应地提供LPWAN协议的特定网络服务。
4.根据前述权利要求中的至少一项所述的布置结构，其特征在于，包括至少两个网络节点(11、12)，所述网关(2)具有至少两个收发器(21、22)，第一收发器(21)设计用于借助由第一网络节点(11)使用的传输技术(51)进行通信并且第二收发器(22)设计用于借助由第二网络节点(12)使用的传输技术(52)进行通信，其中，所述能共同使用的第三级基础设施(3)针对第一传输技术(51)提供第一特定网络服务(61)并且针对第二传输技术(52)提供第二特定网络服务(62)。
5.根据前述权利要求中的至少一项所述的布置结构，其
6.根据前述权利要求中的至少一项所述的布置结构，其特征在于，所述网关(2)具有至少两个收发器(21、22)，其中包括至少一个网络节点(19)，所述至少一个网络节点具有至少两种传输技术(51、52)，使得所述至少一个网络节点(19)与第一收发器(21)通过第一传输技术(51)通信并且与第二收发器(22)通过第二传输技术(52)通信，所述能共同使用的第三级基础设施(3)针对所述至少一个网络节点(19)提供针对第一传输技术(51)的第一特定网络服务(61)和针对第二传输技术(52)的第二特定网络服务(62)。
7.用于运行——尤其是根据权利要求1至6中任一项所述的——网络基础设施(1)的方法，所述网络基础设施包括至少一个网络节点(10)、一个网关(2)和至少一个头端系统(4)，其特征在于，设置一个能共同使用的第三级基础设施(3)，使得所述网关(2)从至少一个网络节点(10)接收数据电报、检查发送方的身份、确定数据类型并且将数据传输到预定的头端系统(4)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述网关(2)附加地选择性地收集传入的数据、记录连接特性并执行数据操作、尤其是数据缩减和数据分类，其中，根据规定的数据准则向预定的头端系统(4)进行传输。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述能共同使用的第三级基础设施(3)在连接的网络设备和网络服务之间转接传输，使得数据传输从发送方被转发到预定的接收方，并且保证相互间的信任、尤其是通过使用证书保证相互间的信任。
10.根据前述权利要求7至9中至少一项所述的方法，其特征在于，所述能共同使用的第三级基础设施(3)针对所使用的传输技术(5)提供特定网络服务(6)，以便联结各设备并提供针对网络的密钥。
11.根据前述权利要求7至10中至少一项所述的方法，其特征在于，第三级通信路径(300)通过能共同使用的第三级基础设施(3)来确保，所述第三级基础设施(3)设置用于提供中央网络服务，尤其是LoRa加入服务器或MIOTY服务中心，优选用于标准中定义的整合或用于密钥分配过程。
12.根据前述权利要求中任一项所述的用于运行网关(2)的方法，所述网关具有包括三级层级结构的网关软件(200)，该三级层级结构包括作为最高层级的应用逻辑(210)、作为中间层级的抽象层(220)以及作为最低层级的针对所使用的传输技术(5)的至少一个特定管理程序(230)，其中，
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述应用逻辑(210)包括将各个传入的数据归入被管理的网络节点(10)、尤其是传感器或耗量表的列表。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述应用逻辑包括根据数据类型和相关传输准则来监控数据传输。
15.根据前述权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述应用逻辑(210)包括在第三级通信路径(300)中执行优先级排序和重传机制。
16.根据前述权利要求12至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述应用逻辑(210)包括管理运行信息、协议和诊断数据。
17.根据前述权利要求12至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述应用逻辑(210)包括监控安全信息和安全过程。
18.根据前述权利要求12至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述抽象层(...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.网络基础设施(1)的布置结构，所述布置结构包括：
2.根据权利要求1所述的布置结构，其特征在于，所述网关(2)包括用于处理由所述至少一个网络节点(10)使用的传输技术(5)的软件(200)。
3.根据权利要求1或2所述的布置结构，其特征在于，所述至少一个网络节点(10)使用来自低功率广域网(lpwan)类别的技术作为传输技术(5)，并且所述第三级基础设施(3)的特定网络服务(6)相应地提供lpwan协议的特定网络服务。
4.根据前述权利要求中的至少一项所述的布置结构，其特征在于，包括至少两个网络节点(11、12)，所述网关(2)具有至少两个收发器(21、22)，第一收发器(21)设计用于借助由第一网络节点(11)使用的传输技术(51)进行通信并且第二收发器(22)设计用于借助由第二网络节点(12)使用的传输技术(52)进行通信，其中，所述能共同使用的第三级基础设施(3)针对第一传输技术(51)提供第一特定网络服务(61)并且针对第二传输技术(52)提供第二特定网络服务(62)。
5.根据前述权利要求中的至少一项所述的布置结构，其特征在于，所述第一级通信路径(100)中的传输技术(5)包括有线技术和借助于无线电传输的无线技术。
6.根据前述权利要求中的至少一项所述的布置结构，其特征在于，所述网关(2)具有至少两个收发器(21、22)，其中包括至少一个网络节点(19)，所述至少一个网络节点具有至少两种传输技术(51、52)，使得所述至少一个网络节点(19)与第一收发器(21)通过第一传输技术(51)通信并且与第二收发器(22)通过第二传输技术(52)通信，所述能共同使用的第三级基础设施(3)针对所述至少一个网络节点(19)提供针对第一传输技术(51)的第一特定网络服务(61)和针对第二传输技术(52)的第二特定网络服务(62)。
7.用于运行——尤其是根据权利要求1至6中任一项所述的——网络基础设施(1)的方法，所述网络基础设施包括至少一个网络节点(10)、一个网关(2)和至少一个头端系统(4)，其特征在于，设置一个能共同使用的第三级基础设施(3)，使得所述网关(2)从至少一个网络节点(10)接收数据电报、检查发送方的身份、确定数据类型并且将数据传输到预定的头端系统(4)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述网关(2)附加地选择性地收集传入的数据、记录连接特性并执行数据操作、尤其是数据缩减和数据分类，其中，根据规定的数据准则向预定的头端系统(4)进行传输。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述能共同使用的第三级基础设施(3)在连接的网络设备和网络服务之间转接传输，使得数据传输从发送方被转发到预定的接收方，并且保证相互间的信任、尤其是通过使用证书保证相互间的信任。
10.根据前述权利要求7至9中至少一项所述的方法，其特征在于，所述能共同使用的第三级基础设施(3)针对所使用...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·芬特，A·施密特，
申请(专利权)人：代傲表计系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。