一種實現各種總線的物品或設備數椐傳輸的協議裝置及方法
2023-06-12 23:51:41
專利名稱：一種實現各種總線的物品或設備數椐傳輸的協議裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種適合多總線的物聯網協議，特別是涉及一種用於實現各總線的物 品或設備數據傳輸的數據結構協議裝置及方法。
背景技術：
當今信息社會由於有了電腦和網際網路，實現了人們在信息世界的交流和溝通。而 對於物品或設備也需要通過相應的網絡連接，才能實現物品間的信息交互，從而實現物品 世界的智能化管理和控制。由於物品或設備數量巨大，直接通過網際網路連接成本高且實施 難度大，所以大部分的物品通過專有的網絡連接，比如藍牙、RS485、RS232、Zigbee, CAN 等總線。這些總線根據設備或應用環境的不同有各自的優勢，形成獨自的網絡。由於硬體 標準不統一，通訊協議不兼容，所以甲公司生產的設備不能在乙公司的系統中使用，通用性 差。若需要對這些總線進行聯網，通常是通過網絡信息轉換器轉換為支持TCP/IP協議的網 絡信息。網絡信息轉換器只是實現了這些總線和網際網路的連接，沒有實現不同總線之間的 設備直接信息的交互。若兩個總線之間需要信息數據傳輸則必須通過網絡上的軟體進行處 理，系統複雜且兼容性差。
發明內容
本發明的目的在於針對上述問題，提供一種用於物聯網中實現各種總線的物品或 設備數據傳輸的協議裝置及方法，通過具有該協議裝置的智能網關可以實現乙太網、CAN總 線、RS485總線、RS232總線、USB、無線網絡等各種總線網絡間的數據傳輸，有效解決物聯網 中各種總線或網絡的物品或設備間的數據傳輸，並且具有該協議裝置的智能網關設計簡單 可靠、性能優越、兼容性強。本發明的目的是通過以下技術方案實現的
本發明所述的一種實現各種總線的物品或設備數據傳輸的協議裝置，其特徵在於包括 一個用於數據傳輸的數據結構協議裝置，該數據結構協議裝置為一個由一個開始碼和一個 結束碼組成的長度不超過256個字節的數據包，且通過具有該協議裝置的智能網關可以實 現乙太網、CAN總線、RS485總線、RS232總線、USB、無線網絡等各種總線網絡間的數據傳輸， 有效解決物聯網中各種總線或網絡的物品或設備間的數據傳輸。其中上述數據包報頭由七個域組成，其具體包括有目的類型域、目的地址域、目的 埠域、源類型域、源地址域、源埠域和長度域；且上述數據包報頭中目的類型和源類型 域中定義有總線類別和IP網絡節點編址，可以表示各種類型的總線和IP網絡節點；
本發明所述的根椐上述數據結構協議裝置實現各種總線的物品或設備數據傳輸的方 法，其特點是包括以下步驟
(1)智能網關初始化後，查詢各總線及總線下的設備狀態，並做好狀態標誌；
(2)智能網關實時接收來自各種總線或網絡的數據，分析數據是否符合數據結構協議的要求，若符合則存入緩衝隊列；
(3)智能網關逐條分析緩衝隊列中的數據，若目的類型數據為零，則為智能網關內部的 數據；若目的類型中的IP網絡節點編址部分不為零，則從智能網關中讀取IP網絡節點編址 對應的IP位址，然後把數據轉發到網際網路該IP位址上；若目的類型中的總線類別部分不為 零，則把數據轉發到總線類別對應的總線上。本發明由於採用帶類型域的數據結構協議裝置，該類型域定義有總線類別和IP 網絡節點編址，通過該類型域知道數據的來源類型，從而可以實現乙太網、CAN總線、RS485 總線、RS232總線、USB、無線網絡等各種總線網絡間的數據傳輸。另外採用IP網絡節點編 址的方式在不增加數據結構協議的複雜性的前提下，解決了下層總線設備訪問網際網路的問 題。協議裝置簡單，實現容易可靠。以下結合附圖詳細描述本發明的基本結構及實現方法。
圖1是本發明所述的物品或設備聯網的示意圖。圖2是本發明所述的數據結構協議裝置組成示意圖。圖3是本發明所述的實現方法的流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明所述的一種實現各種總線的物品或設備聯網的組成包括 多個具有本發明所述數據傳輸協議裝置的智能網關；
多個智能網關和電腦終端、網絡終端、資料庫伺服器等組成乙太網； 智能網關中連接有多種總線，總線又連接有一個或多個設備。通過智能網關可以實現各種網絡下的設備聯網
(1)智能網關同一總線內設備的聯網，比如智能網關內RS485總線下多個設備可以互 相傳輸數據；
(2)智能網關內不同總線設備的聯網，比如智能網關內RS485總線下的設備可以和 CAN總線下的設備互相傳輸數據；
(3)兩個智能網關之間不同設備的聯網，比如A智能網關內RS485總線下的設備可以 和B智能網關內XlO總線下的設備互相傳輸數據；
(4)智能網關和電腦終端、網絡終端等的聯網，比如智能網關內藍牙總線下的設備可 以和電腦終端互相傳輸數據。如圖2所示，本發明所述的一種實現各種總線的物品或設備數據傳輸的協議裝 置，包括一個用於數據傳輸的數據結構協議裝置，該數據結構協議裝置為一個由一個開始 碼和一個結束碼組成的長度不超過256個字節的數據包，且通過具有該協議裝置的智能網 關可以實現乙太網、CAN總線、RS485總線、RS232總線、USB、無線網絡等各種總線網絡間的 數據傳輸，有效解決物聯網中各種總線或網絡的物品或設備間的數據傳輸。其中上述數據 包報頭由七個域組成，其具體包括有目的類型域、目的地址域、目的埠域、源類型域、源地 址域、源埠域和長度域。上述數據包報頭中目的類型域和源類型域中定義有總線類別和 IP網絡節點編址，可以表示各種類型的總線和IP網絡節點。
IP網絡節點編址為類型域中低位的4個BIT表示，最多表示16個不同的IP網絡 節點，另外還可以通過改變編碼表中影射的IP位址實現更多的IP網絡設備間的數據傳輸。 總線號為類型域中高位的3個BIT表示，最多可以表示7種不同類型總線，當然不同的智能 網關總線號的定義可以不同，從而可以連接更多的總線類型。類型域中的BIT為保留位，可 作為廣播數據標誌也可作為傳輸方向控制標誌。如圖3所示，本發明所述的實現各種總線的物品或設備數據傳輸的方法，包括以 下步驟
(1)智能網關初始化後，查詢各總線及總線下的設備狀態，並做好狀態標示；
(2)智能網關實時接收來自各種總線或網絡的數據，分析數據是否符合數據結構協議 的要求，若符合則存入緩衝隊列；
(3)智能網關逐條分析緩衝隊列中的數據，若目的類型數據為零，則為智能網關內部的 數據；若目的類型中的IP網絡節點編址部分不為零，則從智能網關中讀取IP網絡節點編址 對應的IP位址，然後把數據轉發到網際網路該IP位址上；若目的類型中的總線類別部分不為 零，則把數據轉發到總線類別對應的總線上。
權利要求
1.一種實現各種總線的物品或設備數據傳輸的協議裝置，其特徵在於包括一個用於 數據傳輸的數據結構協議裝置，該數據結構協議裝置為一個由一個開始碼和一個結束碼組 成的長度不超過256個字節的數據包，且通過具有該協議裝置的智能網關可以實現以太 網、CAN總線、RS485總線、RS232總線、USB、無線網絡等各種總線網絡間的數據傳輸，有效解 決物聯網中各種總線或網絡的物品或設備間的數據傳輸。
2.根據權利要求1所述的數據結構協議裝置，其特徵在於上述數據包報頭由七個域組 成，其具體包括有目的類型域、目的地址域、目的埠域、源類型域、源地址域、源埠域和 長度域。
3.根據權利要求1所述的協議裝置，其特徵在於上述數據包報頭中目的類型域和源類 型域中定義有總線類別和IP網絡節點編址，可以表示各種類型的總線和IP網絡節點。
4.一種根據上述權利要求所述的數據結構協議裝置實現各種總線的物品或設備數據 傳輸的方法，其特徵在於包括以下步驟(1)智能網關初始化後，查詢各總線及總線下的設備狀態，並做好狀態標示； (2)智能網關實時接收來自各種總線或網絡的數據，分析數據是否符合數椐結構 協議的要求，若符合則存入緩衝隊列；(3)智能網關逐條分析緩衝隊列中的數據，若目的類型數據為零，則為智能網關內 部的數據；若目的類型中的IP網絡節點編址部分不為零，則從智能網關中讀取IP網絡節點 編址對應的IP位址，然後把數據轉發到互從智能網關中讀取IP網絡節點編址對應的IP地 址，然後把數據轉發到網際網路該IP位址上；若目的類型中的總線類別部分不為零，則把數 據轉發到總線類別對應的總線上。
全文摘要
本發明涉及一種用於物聯網中實現各種總線的物品或設備數據傳輸的協議裝置及方法,包括用於數據傳輸的數據結構協議裝置，該數據結構協議裝置為一個由一個開始碼和一個結束碼組成的長度不超過256個字節的數據包。本發明由於採用帶類型域的數據結構協議裝置，通過具有該協議裝置的智能網關可以實現乙太網、CAN總線、RS485總線、RS232總線、USB、無線網絡等各種總線網絡間的數據傳輸，有效解決物聯網中各種總線或網絡的物品或設備間的數據傳輸，並且具有該協議裝置的智能網關設計簡單可靠、性能優越、兼容性強。
文檔編號H04L29/06GK102088464SQ20111003148
公開日2011年6月8日 申請日期2011年1月29日 優先權日2011年1月29日
發明者廖錦新 申請人:廖錦新