一种多协议网关设备制造技术

本发明专利技术涉及一种多协议网关设备，用于对接收的IP网络信息或家电设备信息进行协议转换，使其与目的设备端口所采用的协议一致，然后进行信息发送，包括IP网络功能模块、网关设备控制器和异构网络协议转换模块。本发明专利技术提供的多协议网关设备能够解决不同通信介质、不同通信协议的设备之间消息传递难的问题，同时解决随着家庭设备的更新换代而其功能增加、协议变化而引起网关设备不兼容的问题，通过本发明专利技术网关设备的协议描述配置文件协议转换机制和插件式可扩展机制，解决这个问题。满足人们在智能家居时代提出的智能化和远程管理、控制的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，更具体地，涉及一种多协议网关设备。
技术介绍
随着通信技术的发展和完善，特别是在无线通信技术的发展。越来越多的家电设备进入寻常百姓家中，多种通信技术应用在家电设备的控制与管理当中。现实生活中厂商为了适应家电设备在不同功能、功耗、场景下使用不同的接口标准和协议作为控制和管理家庭设备的方法。例如现在的家电设备使用有线、红外、2.4G短距离无线电波这些不同的通信介质，协议方面有蓝牙协议、zigbee协议、电视红外遥控协议、空调遥控协议等不同协议，另外功能各异的传感器、多媒体设备和移动终端等各种各样的家电设备的功能和操作方式也不同；这些各式各样的家庭设备，使用不同的通信技术具有不同的传输特性和通信协议，它们之间不能够直接进行消息交换，不同标准和协议的家电设备的互连互通及互操作性变得很繁琐，使用起来极不方便。另外随着生活水平的提高，越来越重视家电设备的自动化、智能化管理与控制，使家庭设备更加智能和便捷，而网关设备作为家庭网关设备的核心部分，是智能家庭网络的门户和管理者，需要赋予网关设备更多的功能。现有的家居网关设备在功能、兼容和扩展性上存在不足，具体如下：（1）现有网关设备中是特定的制造商针对特定的协议和通信方式做成的网关设备，功能单一，协议兼容性差；（2）现有网关设备的协议转换只有限定的几种，增加协议和更新换代灵活性底，兼容的协议少，不能随着家电设备的更新换代而改变和升级协议；（3）网关设备在控制方面只能限制在局域网内控制，不具备远程控制、、终端控制与查询的功能；（4）家电设备的操作性差，家电设备的互连互通及互操作性变得很繁琐，使用起来不方便。
技术实现思路
本专利技术为解决以上现有技术的缺陷，提供了一种多协议网关设备，解决不同协议之间兼容性差、相互连接通信难的问题，使不同的协议和操作方式的设备能够实现统一的管理与操作。为实现以上专利技术目的，采用的技术方案是：一种多协议网关设备，用于对接收的IP网络信息或家电设备信息进行协议转换，使其与目的设备端口所采用的协议一致，然后进行信息发送，包括IP网络功能模块、网关设备控制器和异构网络协议转换模块；其中所述IP网络功能模块用于与IP网络进行通信；所述网关设备控制器内保存有路由表，用于确定目的设备端口的地址；所述异构网络协议转换模块包括协议转换控制模块、协议解析模块和硬件接入感知模块，其中所述协议转换控制模块内存储有各种协议的协议描述配置文件；所述硬件接入感知模块用于实现不同感知网络的接入，接收IP网络信息或家电设备信息并将之传输至协议解析模块；协议解析模块用于读取IP网络信息或家电设备信息的协议特征对应的协议描述配置文件，判断IP网络信息或家电设备信息的类型和含义，转换成命令、数据、描述格式的中间文件：IP数据消息格式数据；并将该IP数据消息格式数据传输至网关设备控制器；网关设备控制器确定目的设备端口为以太网接口或非IP网络的协议端口，若为以太网接口则将IP数据消息格式数据直接转发至该接口，若为非IP网络的协议端口将IP数据消息格式数据转发至协议转换控制模块，协议转换控制模块根据目的设备端口的协议信息读取对应的协议描述配置文件，使IP数据消息格式数据依据该协议的描述转换成该协议对应的数据封装帧，并将数据封装帧通过网关设备控制器发送至目的设备端口。优选地，为了使网关设备在不更换主要控制器的前提下能够兼容新协议，所述协议转换控制模块内保存的协议描述配置文件可进行更新，具体如下：硬件接入感知模块提供硬件接入接口，向接入接口内插入对应通信协议的硬件模块，使得硬件接入感知模块读取硬件模块的协议信息，然后通过配置对应协议描述配置文件或通过远程服务器更新的方式获得协议描述配置文件。优选地，所述IP网络功能模块包括TCP/IP网络协议栈和硬件接口，其中硬件接口用于接入IP网络。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的多协议网关设备能够解决不同通信介质、不同通信协议的设备之间消息传递难的问题，同时解决随着家庭设备的更新换代而其功能增加、协议变化而引起网关设备不兼容的问题，通过本专利技术网关设备的协议描述配置文件协议转换机制和插件式可扩展机制，解决这个问题。满足人们在智能家居时代提出的智能化和远程管理、控制的需求。附图说明图1为多协议网关设备的组网结构图。图2为多协议网关设备的结构示意图。图3为协议转换的实施示意图。图4为协议描述配置文件的示例图。图5为路由表的示意图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步的阐述。实施例1如附图1所示，网关设备是整个网络构成的核心和控制传输中枢，一方面，负责与家电设备连接，另一方面，与控制终端和远程服务器连接。其中，所述的家电设备，如蓝牙智能灯、空调等，其连接方式可以针对不同设备可以通过不同介质和协议连接与通信，如智能灯可以通过蓝牙连接与网关设备连接通信；网关设备也可以连接子网关设备，子网关设备再连接家电设备。所述的控制终端是实现与网关设备通信与控制的设备，可以是浏览器或者APP应用，控制终端可以与网关设备连接，连接方式可以通过蓝牙、WIFI等，也可以通过互联网与远程服务器通信，而远程服务器与网关设备连接与通信，从而使用户通过控制终端在远程服务器的协助下实现与家电设备的远程通信与控制。所述的远程服务器，是通过Internet网络与网关设备通信，为用户控制与管理网关设备提供协助。所述的网关设备是整个网络构成的核心和控制传输中枢，网关设备的系统结构，如说明书附图2，网关设备由IP网络功能模块、网关设备控制器和异构网络协议转换模块三个部分组成。其中，所述的IP网络功能模块包括负责与Internet网络消息传递的TCP/IP网络协议栈和WIFI接口、蜂窝网络中的3G/4G数据接口。所述的异构网络协议转换模块包括硬件接入感知模块、协议解析模块和协议转换控制模块。所述硬件接入感知模块实现不同感知网络的协议接入，不同接口硬件驱动加载与管理，可以根据不同的协议网络接口，加载相对应的驱动文件，从而可以接收和发送该网络协议的数据。所述的协议解析模块为了实现从硬件接入感知模块接收的数据解析，使不同的感知层协议转换成中间统一数据格式，保证协议转换控制模块能够识别这些数据并能转换成相对应的通信协议格式。所述的协议转换控制模块提供不同网络协议的转换操作，将协议解析模块解析出来的数据统一封装；同时内建管理协议，负责管理不同协议描述配置文件，实现与管理平台对接，实现管理协议的解析并转换为家电设备可以识别的信号和控制指令。下面结合附图对各功能模块实现过程进行详细的说明：一、协议解析模块与协议转换控制模块协助实现协议转换，其协议转换原理如说明书附图3所示，协议转换流程方向有3种：（1）一种设备协议格式转换成IP网络信息。（2）IP网络信息转换成一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多协议网关设备，用于对接收的IP网络信息或家电设备信息进行协议转换，使其与目的设备端口所采用的协议一致，然后进行信息发送，其特征在于：包括IP网络功能模块、网关设备控制器和异构网络协议转换模块；其中所述IP网络功能模块用于与IP网络进行通信；所述网关设备控制器内保存有路由表，用于确定目的设备端口的地址；所述异构网络协议转换模块包括协议转换控制模块、协议解析模块和硬件接入感知模块，其中所述协议转换控制模块内存储有各种协议的协议描述配置文件；所述硬件接入感知模块用于实现不同感知网络的接入，接收IP网络信息或家电设备信息并将之传输至协议解析模块；协议解析模块用于读取IP网络信息或家电设备信息的协议特征对应的协议描述配置文件，判断IP网络信息或家电设备信息的类型和含义，转换成命令、数据、描述格式的中间文件：IP数据消息格式数据；并将该IP数据消息格式数据传输至网关设备控制器；网关设备控制器确定目的设备端口为以太网接口或非IP网络的协议端口，若为以太网接口则将IP数据消息格式数据直接转发至该接口，若为非IP网络的协议端口将IP数据消息格式数据转发至协议转换控制模块，协议转换控制模块根据目的设备端口的协议信息读取对应的协议描述配置文件，使IP数据消息格式数据依据该协议的描述转换成该协议对应的数据封装帧，并将数据封装帧通过网关设备控制器发送至目的设备端口。...

【技术特征摘要】
1.一种多协议网关设备，用于对接收的IP网络信息或家电设备信息进行协议转换，使其与目的设备端口所采用的协议一致，然后进行信息发送，其特征在于：包括IP网络功能模块、网关设备控制器和异构网络协议转换模块；
其中所述IP网络功能模块用于与IP网络进行通信；
所述网关设备控制器内保存有路由表，用于确定目的设备端口的地址；
所述异构网络协议转换模块包括协议转换控制模块、协议解析模块和硬件接入感知模块，其中所述协议转换控制模块内存储有各种协议的协议描述配置文件；
所述硬件接入感知模块用于实现不同感知网络的接入，接收IP网络信息或家电设备信息并将之传输至协议解析模块；
协议解析模块用于读取IP网络信息或家电设备信息的协议特征对应的协议描述配置文件，判断IP网络信息或家电设备信息的类型和含义，转换成命令、数据、描述格式的中间文件：IP数据消息格式数据；并将该IP数据消息格式数据传输至网关设备控制器；
网关设备控制器确定目的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永键，陆许明，谭洪舟，吴顺意，
申请(专利权)人：广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院，中山大学花都产业科技研究院，中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44