[发明专利]支持多协议的时空信息网络适配器

说明书

公开了一种支持多协议的时空信息网络适配器，包括目前广泛使用的十种物联网接口协议(ZigBee,LoRA,Bluetooth,RFID，NB‑IoT，4G/5G，WLAN/LAN,ModBUS,RTP/RTSP/RTCP和Mavlink)，实现了不同协议传感器统一接入的问题，从而避免了多种异构的感知设备需要对应部署多种接入设备导致网络复杂度上升，成本过大的问题。适配器在协议解析部分，传输方式为物理空口传输的ZigBee,LoRA,Bluetooth通信协议统一采用国际上广泛使用的ModBus现场总线协议接入适配器中。而采用了物理空口传输和通信运营商网络服务的混合组网传输模式的NB‑IoT、RFID协议，RTP/RTSP/RTCP协议以及通过配备了4/5G通信的小型无人航空器中接入的Mavlink协议，是将数据传输到适配器中的感知综合管理系统进行解析。4G/5G，WLAN/LAN这类通信协议是用于适配器和服务器之间建立网络连接。

技术领域

本发明属于地球空间观测与物联网领域，具体涉及支持多协议的时空信息网络适配器。

背景技术

目前数字城市和智慧城市的建设过程中，为了准确获取城市的运行状态。城市中部署了大量的感知设备(传感器)，例如视频传感器、温度传感器、土壤湿度传感器、风速传感器、风向传感器、降水传感器、气敏传感器、力敏传感器、声敏传感器、位移传感器等。这些传感器接口协议是异构的，为了接入它们，一般采用基于互联网的观测模式，实现对地观测的集成管理以及统一接口，数据可以实现在线处理。但是这种方式大多都采取的是“端对端”的通信模式，也就是，大量观测的传感器在采集数据后，都直接将数据发送到服务器。服务器都与数据源(传感器)直接建立通信的优点就是容易，可轻松地部署各种感知设备，并可以在一个平台上完成传感器观测结果的获取，传感器观测状态的规划，以及传感器信息的预警。但是，在智慧城市中，即便是一个街区，都会部署数以万计的异构传感器，如果继续采用这种传统的观测方式，必然会导致服务器的数据量增大，导致服务器出现不稳定的因素。同时，大量的感知数据传入服务器，也会受限于网络传输的质量。最严重的后果就是服务器会经常的出现宕机现象。传统的“端对端”的通信技术将不再能满足今天的这种物联感知协议的接入。

发明内容

因此，本发明提出一种支持多协议的时空信息网络适配器，依区域布设该适配器，解决不同协议传感器统一接入的问题，避免了感知设备和采集设备的过度分散的问题。同时可以对采集的数据进行初步的分析处理，并通过OGC(Open Geospatial Consortium)接口规范统一上传到服务端，从而降低了发送到服务端的数据包的数量，确保了网络系统的稳定性。

根据本发明实施例的一方面，一种支持多协议的网络适配器，包括：

硬件模块，其包括电源；作为ZigBee、LoRA、Bluetooth、RFID及NB-IoT接收基站的无线电收发器；PC；主控模块；储存阵列；人机交互模块和与外部服务器通讯的通讯模块；

软件接入模块，其包括：

感知综合管理系统，用于接入和聚合物联接口协议向适配器传输的数据，数据可视化展示，传感器设备及历史传输数据的查询，各协议传感器的在线注册服务及通过RTP/RTSP/RTCP协议传输的视频传感器控制服务，向服务端(SOS,SAS)上传数据和信息，接收来自于服务端(SPS)的传感器规划信息；和

数据流解析模块，用于将接收到的数据根据数据传输协议进行解析，建立数据库，并且将数据保存在储存阵列中。

在一些示例中，感知综合管理系统采用云部署结合本地部署的模式，系统中的数据库部署在云服务器上。

在一些示例中，对于采用纯物理空口传输的ZigBee，LoRA，Bluetooth通信协议，直接与主控模块进行数据交互；