[发明专利]一种物联网网关系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种网关系统，尤其涉及一种物联网网关系统。

背景技术

物联网是基于互联网发展起来的，是互联网的延伸与拓展。具体来说，物联网就是“物物相连的网络”。其组成架构主要分为三层：

传感层，也称为感知层。属于整个体系架构中的最底层。用于采集各种类型物理量数据，例如：RFID，红外感应等数据。将这些数据经过简单变换处理然后传给上层处理。经过这几年的物联网发展。目前最底层已经不单单只是传感数据上报，还有许多控制网络用于响应上层发回来的数据。

网络层，这一层主要是将传感层的数据经过相应的处理，然后按照一定的网络通信协议，通过相应的通信接口，如：以太网、GPRS、WiFi等方式将数据发送到指定的终端上面进行处理。

应用层，属于整个体系架构中的最上层，这一层主要是相应的应用软件，用于进行数据分析，操作与存储等功能。

在物联网整个体系架构中，无论是传感层，网络层还是应用层，都已经发展多年，技术都已经比较成熟。但是要想将这三层贯穿起来形成一个网络。必须在传感层与网络层之间存在一个“物联网关“，来进行数据的传递。这个物联网关向下连接错综复杂的传感网络或控制网络。向上连接技术比较成熟的通信网络。这样便能建立起一道完善的物联网。

由于物联网在国内的发展刚刚起步，加上组成传感层的传感器错综复杂，没有统一的通信接口与通信协议，市场上很难寻找到一个单独的产品来满足各种应用的需求。目前，市场上解决此问题的方法大致分为以下两种：

采用专用的物联网终端设备，通过改变传感器的传输方式来达到应用需求。比如：一个具备zigbee或蓝牙无线通信的终端，要想使传感层接入网络层，必须将传感器改制成具备zigbee或蓝牙的传输方式。

采用集成的方式来满足应用需求。这种方式在目前市场上应用最广。也就是用各种类型的采集或控制终端，来连接相应的传感设备或控制设备，最后经过一个中心处理单元将这些采集数据与控制数据连接到网络层。比如：用一个硬盘录像机进行视频数据采集，用一个模拟信号采集终端进行模拟传感器的数据采集，再加上一个数字信号采集终端进行数字信号数据的采集等，最终将这些终端采集过来的数据，转发给中心处理单元，由它进行数据处理然后传递给网络层。

然而，目前市场上所采用的解决方案存在以下几个缺点：

灵活性差，主要表现在相应的解决方案专用性太强，这样便限制了以后的升级和改造；

扩展性差，由于物联网最底层的感知层种类繁多，也没有统一的接口与协议，这就要求上层的采集单元与控制单元能够灵活扩展，能适应各种类型的底层设备；

组网能力差，目前市场上大部分解决方案组网方式都属于简单的应答式组网，有的甚至不具备组网能力，这就造成了假如一个单元出问题就能导致系统故障，对于以后的网络维护带来许多不便；

稳定性差，稳定性差主要体现在集成式方案中，因为集成式方案中各个单元的发生故障的概率都是相对同等的，这就造成整个系统的整体故障率增大；另外，在有的专用设备中，都是一个处理器进行整体系统的运行，这也造成了处理器发生故障时系统停止运行的状况。

安全性差，由于物联网的网络层属于外网，假如通信链路没有进行加密处理，就会造成数据外漏和非法入侵，降低了整个系统的安全度，以及自升级与自维护能力差。

综上所述，现有技术已经不能满足人们的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灵活性强、扩展性好、组网能力高且稳定性强的物联网网关系统。

本发明采用如下技术方案实现：

一种物联网网关系统，包括主控模块、数据保护模块、电源管理模块、音视频采集模块、人机操作接口模块、通讯接口模块、存储接口模块，各个模块之间通过系统总线相连，所述系统总线用于传输感知层发来的数据信号给主控模块，并将经由主控模块处理过的指令信号送出，其特征在于：

所述主控模块由ASIC处理器和FPGA软核处理器通过总线连接构成，用于接收其他模块传输来的数据并在进行处理后发出指令数据；

所述数据保护模块，用于对系统运行进行时时记录存储并提供掉电保护功能；

所述扩展模块用于扩展系统接口；

所述音视频采集模块用于采集音视频信号并进行模数-数模转换，然后将数字信号传送至主控模块进行压缩处理。

所述人机操作接口模块：用于将人机操作界面发送来指令传输给主控模块进行处理；

所述通讯接口模块用于提供通讯数据和主控模块之间的双向传输功能；