[发明专利]一种工业物联网智能云网关及其通信方法

说明书

本发明实施例提供一种工业物联网智能云网关及其通信方法该网关包括数据采集模块，具体用于获取异构网络中的网络设备采集的工业数据；协议解析与转换模块，具体用于对所述工业数据进行协议解析，并将具备不同通信协议的所述工业数据转换为OPC UA标准数据；并进一步将得到的所述OPC UA标准数据转换为MQTT协议数据；云端传输模块，具体用于将所述MQTT协议数据发送给云平台。本发明实施例通过单一网关实现了不同协议的工业数据的上云服务，提供了不同网络的设备接入方案，解决了异构网络中多协议工业数据上云的难题；同时从网络层、传输层、应用层三个层面全方位的解决了数据传输的安全性问题，形成了完整的安全保障体系。

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，具体涉及一种工业物联网智能云网关及其通信方法。

背景技术

工业数据通信已被广泛用在工业生产的各个环节，通过工业通信系统来对工业生产的各环节进行监控。目前，对工业数据的访问主要有两种方式，一种是通过串口或总线传送到本地计算机进行控制，另一种是通过网络上传到云服务器，利用远程终端进行数据访问。尽管目前物联网在各领域的应用广泛，但没有物联网数据接入的统一接口，目前传感网络，特别是传统工业传感网络数据采集协议繁多，协议标准不统一，各行业根据应用需求，独自建立自己的系统及终端，采用不同的协议进行数据传输。传统网关只支持某两种协议之间的转换，不能实现异构网络多协议转换，无法通过单一网关解决异构网络多协议转换及数据上云的问题。

发明内容

为解决现有技术无法通过单一网关解决异构网络多协议转换及数据上云的问题，本发明实施例提供一种工业物联网智能云网关及其通信方法。

第一方面，本发明实施例提供一种工业物联网智能云网关，该智能云网关包括数据采集模块，具体用于获取异构网络中的网络设备采集的工业数据；协议解析与转换模块，具体用于对所述工业数据进行协议解析，并将具备不同通信协议的所述工业数据转换为OPC UA标准数据；并进一步将得到的所述OPC UA标准数据转换为MQTT协议数据；云端传输模块，具体用于将所述MQTT协议数据发送给云平台。

可选地，所述云端传输模块还用于接收所述云平台发送的控制指令，所述控制指令为MQTT协议格式；所述协议解析与转换模块还用于将所述控制指令转换为OPC UA标准数据，并进一步转换为符合目标网络设备协议格式的指令数据；所述数据采集模块还用于将所述指令数据发送给所述目标网络设备。

可选地，所述智能云网关还包括加密模块；所述加密模块用于通过加密隧道技术实现所述云端传输模块与所述云平台数据传输的安全性。

可选地，所述加密模块还用于采用非对称加密技术实现所述云端传输模块与所述云平台的握手认证。

可选地，所述加密模块还用于采用通用唯一识别码配合实现所述云平台对所述云端传输模块的权限校验。

可选地，所述加密模块还用于使用对称算法生成对称密钥，并利用所述对称密钥加密所述MQTT协议数据，用非对称公钥对所述对称密钥进行非对称加密；将加密后的所述MQTT协议数据和所述对称密钥通过所述云端传输模块传送至所述云平台，以供所述云平台利用非对称私钥解密得到所述对称密钥，并利用所述对称密钥对所述MQTT协议数据进行解密从而获取明文数据。

可选地，所述云端传输模块还用于向所述云平台发送心跳信号，若在预设的心跳间隔内未接收到所述云平台的响应消息，则获知连接中断，从而触发所述云端传输模块与所述云平台重新建立连接；并同时采取断点续传，即将数据包进行临时本地存储，待通信恢复后再将所述数据包上传给所述云平台。

可选地，所述网络设备与所述云端传输模块之间的通信以及所述云端传输模块与所述云平台之间的通信通过在预设多类通信方式中进行选择实现；所述预设多类通信方式包括WiFi、以太网、3G、4G以及GSM/GPRS通信。