物聯網傳感網絡平臺的製作方法
2023-06-21 23:52:02 2
本發明涉及一種物聯網體系的功能平臺，具體涉及一種物聯網傳感網絡平臺，屬於物聯網技術領域。
背景技術：
物聯網被預言為繼網際網路之後全球信息產業的又一次科技與經濟浪潮，受到各國政府、企業和學術界的重視，美國、歐盟、日本等甚至將其納入國家和區域信息化戰略。
在科學技術的發展下，國外科研機構在物聯網領域開展了大量研究工作，工作重心由早期的行業物聯網應用逐漸向物聯網通用平臺轉移。其核心在於，圍繞通用平臺的建設，歐盟、美國、日本和韓國在體系架構、接入網關、物體命名解析、感知技術等方面進行了研究，提出了物聯網體系結構參考模型、M2M網關、物體編碼方法、傳感器網絡的感知方法等技術方案。
通過對國內外主要的物聯網結構的研究現狀進行分析，可以發現世界各國的研究組織、研究人員對物聯網結構的研究，主要存在如下的一些問題：
1、更多的是從物聯網的局部進行研究，比如有些主要研究的是通信功能，有的主要研究的是感知功能等等，沒有對物聯網體系進行一個完整的、全面的、清晰的描述和說明；
2、現有的對物聯網整體架構的研究，更多的是集中在研究物聯網的物理結構，沒有明確闡述清楚功能、信息和物理結構三者之間的關係，沒有充分說明物聯網體系運轉所必須的條件，存在很多缺陷；
綜合看來，目前對於物聯網的研究，沒有從事物的本質出發，沒有形成功能清楚、物理結構明確、信息流轉通暢的物聯網體系結構。
目前，發明人已經對物聯網體系進行了大量研究，根據研究成果，確定可以將物聯網按照功能體系劃分為五大平臺，包括對象平臺、傳感網絡平臺、服務平臺、管理平臺和用戶平臺。但是需要對每個平臺的具體結構和功能進行深入研究。
技術實現要素：
本發明的目的在於解決現有對於物聯網體系結構中按照功能體系劃分的五大平臺不清楚的缺陷，提供一種結構清晰合理，具有推廣應用示範價值的物聯網功能平臺之一，物聯網傳感網絡平臺。
本發明是這樣實現的：
一種物聯網傳感網絡平臺，是由信息和物理部分組成，所述信息部分包括感知通信信息和控制通信信息；所述物理部分包括感知設備的通信模塊和控制設備的通信模塊、物聯網智能網關、公共網絡和運營商的通信伺服器；
感知設備的通信模塊將感知設備獲得的感知信息發送到物聯網智能網關，物聯網智能網關再通過公共網絡將感知信息傳輸至運營商通信伺服器，從而完成感知信息在傳感網絡平臺中的通信；
運營商通信伺服器通過公共網絡發送控制信息到物聯網智能網關，物聯網智能網關再將控制信息發送到控制設備的通信模塊，完成控制信息在傳感網絡平臺中的通信。
更進一步的方案是：
所述物聯網智能網關包括本地通信模塊和遠程通信模塊，本地通信模塊和感知設備的通信模塊以及控制設備的通信模塊通信，遠程通信模塊通過公共網絡與運營商通信伺服器進行通信。
更進一步的方案是：
所述感知設備的通信模塊和控制設備的通信模塊安裝在感知設備和控制設備上，用於傳送感知設備獲得的感知信息和接收物聯網智能網關傳來的控制信息。
更進一步的方案是：
所述感知設備和控制設備可以是共同完成感知和控制的同一設備，也可以是分別完成感知和控制的不同的兩種設備。
更進一步的方案是：
所述公共網絡是指網際網路，移動通信網，衛星通信網，PSTN，IP網絡中的一種或幾種。
更進一步的方案是：
所述運營商的通信伺服器，接收物聯網智能網關通過公共網絡傳輸過來的感知信息，並通過公共網絡向物聯網智能網關發送控制信息。
更進一步的方案是：
所述物聯網智能網關通過採集適配器接收感知信息，通過本地通信模塊和遠程通信模塊傳輸感知信息和控制信息。
更進一步的方案是：
所述物聯網智能網關具有如下至少一種功能：
具有數據存儲功能，能夠存儲感知信息和控制信息；
具有協議轉換功能，根據數據傳輸要求進行協議轉換；
具有數據加密的功能，實現對物聯網數據傳輸的數據加密，保障數據安全；
具有包括數據處理的數據管理功能；
具有對應感知設備和控制設備的通信信息列表，並隨著管理平臺相關信息更新而更新，能下載或接收管理平臺的感知設備和控制設備信息；
物聯網智能網關的軟體具有升級功能；
物聯網智能網關應具有故障指示功能，應能通過光或聲音等方式報警，並能將故障信息實時上傳。
更進一步的方案是：
所述控制設備的控制單元與控制設備的通信模塊之間具有通信能力。
本發明從物理結構、信息結構上論述了物聯網傳感網絡平臺的具體實現方式，體現了物聯網傳感網絡平臺在整個物聯網體系中的地位和作用，對於物聯網標準制定、工作開展都具有極大的促進和指導意義。
附圖說明
圖1為物聯網傳感網絡平臺結構示意圖。
圖2為物聯網體系結構示意圖。
圖3為燃氣物聯網傳感網絡平臺的示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步的說明。
如附圖1所示，一種物聯網傳感網絡平臺，是由信息和物理部分組成，所述信息部分包括感知通信信息和控制通信信息；所述物理部分包括感知設備的通信模塊和控制設備的通信模塊、物聯網智能網關、公共網絡和運營商的通信伺服器；
感知設備的通信模塊將感知設備獲得的感知信息發送到物聯網智能網關，物聯網智能網關再通過公共網絡將感知信息傳輸至運營商通信伺服器，從而完成感知信息在傳感網絡平臺中的通信；
運營商通信伺服器通過公共網絡發送控制信息到物聯網智能網關，物聯網智能網關再將控制信息發送到控制設備的通信模塊，完成控制信息在傳感網絡平臺中的通信。
所述物聯網智能網關包括本地通信模塊和遠程通信模塊，本地通信模塊和感知設備的通信模塊以及控制設備的通信模塊通信，遠程通信模塊通過公共網絡與運營商通信伺服器進行通信。
所述感知設備的通信模塊和控制設備的通信模塊安裝在感知設備和控制設備上，用於傳送感知設備獲得的感知信息和接收物聯網智能網關傳來的控制信息。
所述感知設備和控制設備可以是共同完成感知和控制的同一設備，也可以是分別完成感知和控制的不同的兩種設備。
所述公共網絡是指網際網路，移動通信網，衛星通信網，PSTN，IP網絡中的一種或幾種。
所述運營商的通信伺服器，接收物聯網智能網關通過公共網絡傳輸過來的感知信息，並通過公共網絡向物聯網智能網關發送控制信息。
所述物聯網智能網關通過採集適配器接收感知信息，通過本地通信模塊和遠程通信模塊傳輸感知信息和控制信息。
所述物聯網智能網關具有如下至少一種功能：
所述物聯網智能網關具有如下至少一種功能：
具有數據存儲功能，能夠存儲感知信息和控制信息；
具有協議轉換功能，根據數據傳輸要求進行協議轉換；
具有數據加密的功能，實現對物聯網數據傳輸的數據加密，保障數據安全；
具有包括數據處理的數據管理功能；
具有對應感知設備和控制設備的通信信息列表，並隨著管理平臺相關信息更新而更新，能下載或接收管理平臺的感知設備和控制設備信息；
物聯網智能網關的軟體具有升級功能；
物聯網智能網關應具有故障指示功能，應能通過光或聲音等方式報警，並能將故障信息實時上傳。
更進一步的方案是：
所述控制設備的控制單元與控制設備的通信模塊之間具有通信能力。
為了對本發明的物聯網對象平臺做更詳細的進一步說明，需要我們對物聯網體系進行闡述，具體如下：
如附圖2所示，一種物聯網體系，包括：
功能體系，物理體系和信息體系；
功能體系是功能表現的形式，信息體系是功能實現的方式，物理體系是為功能實現提供物理支撐的載體；
所述的功能體系是五平臺結構，分別是：對象平臺、傳感網絡平臺、管理平臺、服務平臺和用戶平臺；所述的物理體系是五層結構，分別是：對象層、傳感網絡層、管理層、服務層和用戶層；所述的信息體系是五域結構，分別是：對象域、傳感域、管理域、服務域和用戶域；
功能體系中每一平臺功能的實現都有對應的物理體系中物理實體的支撐和信息體系中信息的運行；
功能體系的對象平臺對應物理體系中的對象層，對應信息體系中的對象域；功能體系的傳感網絡平臺對應物理體系中的傳感網絡層，對應信息體系中的傳感域；功能體系的管理平臺對應物理體系中的管理層，對應信息體系中的管理域；功能體系的服務平臺對應物理體系中的服務層，對應信息體系中的服務域；功能體系的用戶平臺對應物理體系中的用戶層，對應信息體系中的用戶域。
對象平臺的功能是實現感知和控制，由感知設備的感知單元感知到感知信息，實現感知功能，通過物聯網體系的運行，經傳感網絡平臺、管理平臺和服務平臺傳輸至用戶，用戶將感知信息轉換為控制信息後，再經服務平臺、管理平臺、傳感網絡平臺傳輸至對象平臺的控制設備，由控制設備的控制單元執行控制，形成閉環的信息結構。
所述傳感網絡平臺的功能是實現對象平臺和管理平臺之間的相互通信。
所述管理平臺對物聯網體系中的信息進行處理、存儲、分類、標識解析，實現管理功能，為服務系統提供支撐服務，是整個物聯網體系的綜合管理平臺。
所述服務平臺是向用戶提供服務，實現服務功能的平臺，包括政府公共服務平臺、社會公共網絡服務平臺、運營商服務平臺，其服務內容包括公共服務和運營商服務；
物聯網服務平臺在信息結構中對應服務域，在物理結構中對應三個部分的內容，一是社會公共網絡伺服器，二是政府伺服器，三是運營商服務平臺伺服器。
所述用戶平臺的功能是實現用戶享受物聯網體系服務的平臺，用戶利用各種用戶端，通過人機互動，實現自身需求的輸出並享受整個物聯網體系的服務。
所述物理體系包括對象層、傳感網絡層、管理層、服務層和用戶層，通過各物理層之間的相互連接，形成物聯網完整的物理體系結構，從而支撐了物聯網信息的完整運行，最終實現物聯網的功能；
所述對象層是物聯網中所有對象信息承載實體所在的層，指各種感知設備的感知單元和控制設備的控制單元，具有感知功能和控制功能。
所述傳感網絡層包括感知設備的通信模塊和控制設備的通信模塊、物聯網智能網關、公用網絡以及運營商的通信伺服器，通過感知設備和控制設備上的通信模塊與物聯網智能網關、公用網絡、運營商通信伺服器組成的傳感網絡實現與運營商管理伺服器的相互通信；
所述管理層的核心是伺服器，包括運營商管理伺服器及其它相關設施；
所述服務層包括政府伺服器、社會公共網絡伺服器和運營商服務平臺伺服器；
用戶層是為用戶平臺的功能提供物理支撐的設施，主要包括各種終端設施，如移動通信終端、專用終端、網際網路終端或無線區域網終端。
所述信息體系的功能是實現物聯網體系中信息的運行；
所述對象域中的信息包括感知信息和控制信息，感知信息是源自於信息源，控制信息是經過物聯網體系後，下發的控制信息；
所述傳感域是物聯網中各種通信信息的集合，包括感知通信信息和控制通信信息，感知通信信息是對對象域上傳的感知信息進行通信的信息，控制通信信息是對經過物聯網體系後，下發的控制信息進行通信的信息；
所述管理域是物聯網中運營商綜合管理系統，管理域是物聯網有序運行的信息保障；
所述服務域是物聯網中各種公共服務信息的集合，包括感知服務信息和控制服務信息；
所述用戶域包括各種相關的用戶信息。
為了更進一步的說明物聯網傳感網絡平臺，下面以燃氣物聯網體系作為一個具體實施例進行說明。如附圖3所示，在燃氣物聯網體系中，感知信息主要是物聯網智能燃氣表端的感知單元感知的各種信息，比如表端用氣量信息、氣價信息、餘額信息等，感知單元在從燃氣表端獲得感知信息之後，感知信息會通過表端無線通信模塊將感知信息發送到物聯網智能網關的本地通信模塊。物聯網智能網關的本地通信模塊，能與一個或多個表端無線通信模塊實現無線雙向通信。物聯網智能網關再利用GPRS遠程通信模塊將感知信息發送到移動基站，移動基站通過GPRS骨幹網將感知信息傳輸到Internet網絡，最終傳輸到燃氣公司通信伺服器，完成感知信息在傳感網絡平臺中的通信。燃氣公司通信伺服器通過Internet網絡發送控制信息到GPRS骨幹網，經過移動基站發送到物聯網智能網關的GPRS遠程通信模塊，物聯網智能網關再利用本地通信模塊將控制信息發送到燃氣表端無線通信模塊，燃氣表端無線通信模塊將控制信息傳輸到物聯網智能燃氣表的控制單元，對物聯網智能燃氣表實施控制，從而完成控制信息在傳感網絡平臺中的通信。需要說明的是，物聯網智能燃氣表的控制單元與表端無線通信模塊之間應具有雙向通信能力，通信穩定可靠。
作為本發明的另一個具體實施例，如附圖3所示，在物聯網智能網關獲得感知信息之後，直接連接到Internet向燃氣公司發送感知信息。燃氣公司通信伺服器的控制信息也通過Internet直接發送到物聯網智能網關，由物聯網智能網關再發送到智能燃氣表。
除上述以外，還需要說明的是在本說明書中所談到的「一個實施例」、「另一個實施例」、「實施例」等，指的是結合該實施例描述的具體特徵、結構或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現同種表述不是一定指的是同一個實施例。進一步來說，結合任一實施例描述一個具體特徵、結構或者特點時，所要主張的是結合其他實施例來實現這種特徵、結構或者特點也落在本發明的範圍內。
儘管這裡參照本發明的多個解釋性實施例對本發明進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則範圍和精神之內。更具體地說，在本申請公開、附圖和權利要求的範圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對於本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。