[发明专利]实现多协议及网络自适应的虚拟物联网网关系统

说明书

技术领域

本发明属于网络技术领域，特别涉及一种采用虚拟机原理实现物联网感知网与现有基础网络之间互联通的虚拟物联网网关及技术。

背景技术

随着信息通信技术的不断进步，通信网络作为信息通信技术的重要基础，已经从人到人的通信发展到人与物以及物与物，并逐渐趋向于从纵向的局部物物相连过渡到横向的跨应用、跨地域的物联网。物联网的概念是在1999年提出的.它的定义很简单，即把所有物品通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网连接起来，进行信息交换和通信，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。

要实现物联网，离不开网关；目前随着各种网络的增多出现了各种各样的网关；为了满足不同功能需求，网关的内部电路结构经常需要重新设计。应用于物联网的网关因其需要适应的网络具有多样性，所以其如果仅通过电路结构或增加各式各样的芯片来满足不同功能需求和网络交互需求，那将需要付出巨大的成本。目前，感知类网络技术一般都应用在局部区域内，网与网之间无法通信.这样就构成了一个个信息的孤岛，离真正实现全面互联互通、协同感知还有一定距离。比如现有的传感器网络技术.由于节点一般采用电池供电，导致功耗必须非常低.计算及存储资源必须受限，通信带宽、传输距离、覆盖范围都必须减小等一系列特性。此外，各类感知技术种类繁多，且采用不同的通信协议.根本无法实现互联互通。

参考图1，为目前JAVA编程技术里面常见的JAVA虚拟机体系结构。虚拟机作为一个虚构出来的计算机，它有自己完善的硬件架构，如处理器、堆栈、寄存器等，还具有相应的指令系统，通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能模拟来实现的跨平台应用。

发明内容

本发明的目的是公开一种虚拟物联网网关系统，通过虚拟机原理在网关系统系统的应用，实现在不改变已有普通网关电路结构的基础上实现物联网网关功能，解决已有普通网关对未来物联网兼容问题，使安装有该虚拟网关系统的网关具有广泛的网络适用性。

本发明采用如下方案实现：

一种实现多协议及网络自适应的虚拟物联网网关系统，为通过虚拟物联网网关实现感知网络与传统通信网络连接，实现不同类型感知网络之间的协议转换、设备局域互联和远程控制的网关系统，其特征在于：所述虚拟物联网网关包括位于感知接入层的感知接入模块、位于协议适配层的协议适配模块和网元服务模块、位于控制层的物联业务控制模块、位于广域接入层的异构网络接入模块；

感知接入模块：用于不同应用场景的感知网络的一种或一种以上协议接入和解析，为协议适配层提供互动业务数据输入；

协议适配模块：用于定义标准的感知层接入标准接口，保证不同的感知层协议能够通过适配层变成格式统一的数据和信令，同时实现感知网络到核心网络的协议转换，将协议适配层上传的标准格式的数据统一封装；

网元服务模块：实现对是感知网络中不同的物理域的管理者，完成系统内资源分布、资源配置和资源状态信息的收集、转发和事件报告，并接收控制层发布的策略信息和控制信息；

物联业务控制模块：内建管理协议，实现与远程核心网络管理平台的协议对接，实现管理协议的解析并转换为感知层协议可以识别的信号和控制指令并经由协议适配层传输至感知接入层；管理和控制下层的网元服务模块；提供API和资源服务，为远方应用系统提供支持；通过API与应用程序进行交互，完成资源状态更新和信息查询；

异构网络接入模块：提供一种或一种以上基础网络的通道接口，实现广域接入层与控制层之间数据交互。

进一步，上所述的虚拟物联网网关系统物联业务控制模块与网元服务模块建立有一种服务代理关系；物联业务控制模块内设资源数据库和应用服务组件库，应用服务组件库内每个组件管理一个服务。

更进一步，所述的异构网络接入模块：提供包括电信网通道接口、广电网通道接口、互联网通道接口；所述感知接入模块接入和解析协议包括ZigBee、Z-Wave、RFID、WirelessHART、Bluetooth。

综上所述的实现多协议及网络自适应的虚拟物联网网关系统具有如下特点和显著效果：

(1)采用虚拟网关的方法，部署有该虚拟物联网网关系统的网关设备，只需要增加若干物理接口，而不需要对内部电路结构做很大改变即可以满足未来多变网络需求，满足未来物联网发展需要；有效解决已有普通网关对未来物联网兼容问题，使安装有该虚拟网关系统的网关具有广泛的网络适用性