物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的設計與研究
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1 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )架構
物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)采用分層的通信系統架構，包括感知延伸系統、傳輸系統、業(yè)務(wù)運營(yíng)管理系統和各種應用，在不同的層次上支持不同的通信協(xié)議，如圖1所示。 感知延伸系統包括感知和控制技術(shù)，由感知延伸層設備以及網(wǎng)關(guān)組成，支持包括Lonworks、UPnP、Zigbee等通信協(xié)議在內的多種感知延伸網(wǎng)絡(luò )。感知設備可以通過(guò)多種接入技術(shù)連接到核心網(wǎng)，實(shí)現數據的遠程傳輸。業(yè)務(wù)運營(yíng)管理系統面向物聯(lián)網(wǎng)范圍內的耗能設施，包括了應用系統和業(yè)務(wù)管理支撐系統。應用系統為最終用戶(hù)提供計量統計、遠程測控、智能聯(lián)動(dòng)以及其他的擴展類(lèi)型業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)管理支撐系統實(shí)現用戶(hù)管理、安全、認證、授權、計費等功能。
2 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)層次結構
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)支持感知延伸設備之間的多種通信協(xié)議和數據類(lèi)型，實(shí)現多種感知延伸設備之間數據通信格式的轉換，對上傳的數據格式進(jìn)行統一，同時(shí)對下達到感知延伸網(wǎng)絡(luò )的采集或控制命令進(jìn)行映射，產(chǎn)生符合具體設備通信協(xié)議的消息。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)對感知延伸設備進(jìn)行統一控制與管理，向上層屏蔽底層感知延伸網(wǎng)絡(luò )的異構性，共分為四層，分別為業(yè)務(wù)服務(wù)層，標準消息構成層，協(xié)議適配層和感知延伸層，如圖2所示。
2.1 業(yè)務(wù)服務(wù)層
由消息接收模塊和消息發(fā)送模塊組成。消息接收模塊負責接收來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)運營(yíng)管理系統的標準消息，將消息傳遞給標準消息構成層。消息發(fā)送模塊負責向業(yè)務(wù)運營(yíng)管理系統可靠地傳送感知延伸網(wǎng)絡(luò )所采集的數據信息。該層接收與發(fā)送的消息必須符合標準的消息格式。
2.2 標準消息構成層
由消息解析模塊和消息轉換模塊組成。消息解析模塊解析來(lái)自業(yè)務(wù)服務(wù)層的標準消息，調用消息轉換模塊將標準消息轉換為底層感知延伸設備能夠理解的依賴(lài)于具體設備通信協(xié)議的數據格式。當感知延伸層上傳數據時(shí)，該層的消息解析模塊則解析依賴(lài)于具體設備通信協(xié)議的消息，調用消息轉換模塊將其轉換為業(yè)務(wù)服務(wù)層能夠接收的標準格式的消息。消息構成層是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的核心，完成對標準消息以及依賴(lài)于特定感知延伸網(wǎng)絡(luò )的消息的解析，并實(shí)現兩者之間的相互轉換，達到統一控制和管理底層感知延伸網(wǎng)絡(luò )，向上屏蔽底層網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議異構性的目的。
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