下一代物联网体系架构设计方法与应用系统技术方案

本发明专利技术公开了一种下一代物联网体系架构设计方法与应用系统包括多模异构无线网络方法和系统。该多模异构无线网络融合了多种通信网络例如LTE、WiFi和IoT网络等，并且被配置为能够根据通信要求在多种通信网络之间进行动态地切换，使数据传输单元和基站通过被选择的通信网络进行通信，从而同时满足不同终端设备的通信要求。的通信要求。的通信要求。

【技术实现步骤摘要】
下一代物联网体系架构设计方法与应用系统


[0001]本专利技术涉及通信和物联网
，具体涉及一种多模异构无线网络和方法。

技术介绍

[0002]随着物联网(Internet of thing，IoT)的蓬勃发展，其所连接的终端设备的类型也越来越丰富，例如包括车辆(vehicles)、船舶(ships)、飞机(airplanes)、卫星(satellites)、智能家居产品(smart home products)、气象设备(meteorologicaldevices)、环保设备(environmental protection devices)、传感器(sensors)、消防设备(fire
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fighting devices)、手机(cell phones)、医疗器械(medical instruments) 等。
[0003]与此同时，不同的类型的终端设备对IoT网络提出了不同的通信要求，例如，延迟时间、数据维度(2D,3D等)、功耗等，但是，传统意义上的IoT网络却无法同时满足这些不同终端设备的通信要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种下一代物联网体系架构设计方法与应用系统包括多模异构无线网络(Multimode Heterogeneous Wireless Network,MHWN)和方法，旨在解决传统的IoT网络难以满足多种不同类型终端的通信要求的技术问题。
[0005]本专利技术第一方面，提供一种多模异构无线网络，该网络包括接入网和核心网，接入网包括基站和数据传输单元(Data Transfer Unit，数据传输单元)，基站用于连接核心网与数据传输单元，数据传输单元用于连接基站与终端，核心网用于与云端连接；该网络融合多种通信网络，数据传输单元和基站能够通过所述多种通信网络中的一种或多种通信；该网络被配置为根据通信要求在所述多种通信网络之间进行动态的选择和切换，使数据传输单元和基站通过被选择的通信网络进行通信。
[0006]所述多种通信网络包括宽带网络和窄带网络，所述宽带网络包括公用移动通信网络和/或无线局域网络，所述公用移动通信网络包括3G、4G和5G网络乃至6G网络中的至少一种，所述无线局域网络包括WiFi网络，所述窄带网络包括NB
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IoT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)网络、LTE
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M(LTE
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Machineto Machine，LTE机器对机器)网络、LoRa(Long Range Radio，远距离无线电) 网络中的至少一种。需要理解，这里所说的多种网络仅为举例，而不构成限制。
[0007]一种可行的实现方式中，终端用于将数据发送到相应的数据传输单元；数据传输单元用于获取终端的数据，通过所述多种通信网络中的至少一种进行数据传输，将终端的数据上传至相应的基站；基站用于将终端的数据通过核心网上传至云端；云端用于对终端的数据进行数据分析和处理，和/或将处理的数据和/或指令通过所述多种通信网络中的至少一种返回终端。
[0008]一种可行的实现方式中，云端对终端的数据进行数据分析和处理包括：根据应用需求和/或用户请求，进行2D的数据分析和处理；和/或，在2D数据分析的基础上进行3D的数
据分析和处理，包括进行3D的VR建模，与用户进行VR动态交互；和/或，基于终端的数据进行数据建模，所述数据建模包括2D建模和/ 或基于VR(Virtual Reality，虚拟现实)技术的3D建模。
[0009]一种可行的实现方式中，云端还用于通过该多模异构无线网络向终端发送下行指令，所述下行指令用于对传感器进行纠偏，和/或调节分析粒度，和/或升级固件。
[0010]一种可行的实现方式中，该网络还包括边缘计算单元，用于对来自终端的信号和/或数据进行本地处理，并将处理结果实时和/或动态地返回给终端和/或云端；所述边缘计算单元被集成在终端和/或数据传输单元，或者，采用分布式方式配置于终端和/或数据传输单元。
[0011]一种可行的实现方式中，所述终端包括传感器，一个或多个传感器能够被集成于一个所述数据传输单元，集成有传感器的所述数据传输单元上部署有边缘计算单元，该边缘计算单元用于根据所述一个或多个传感器采集的数据进行边缘计算，边缘计算的结果被用于触发所述数据传输单元执行相应的操作。
[0012]一种可行的实现方式中，在应用于消防的场景，所述传感器包括烟雾传感器和温度传感器，所述边缘计算单元用于在进行火警决策计算时综合考虑所述烟雾传感器检测的烟雾浓度和所述温度传感器检测的温度，当烟雾浓度超过浓度阈值且温度超过温度阈值时，所述边缘计算单元发出报警指示，触发所述数据传输单元执行报警操作。
[0013]一种可行的实现方式中，所述传感器能够被部署于大楼的各个楼层，同一楼层的多个传感器检测到的环境数据传输至数据传输单元或云端，当发生火灾时，该环境数据被数据传输单元或云端用来计算火灾趋势并预测逃生路线，所述环境数据包括烟雾浓度和/或温度。
[0014]一种可行的实现方式中，所述传感器检测到的环境数据还包括每个传感器检测数据的单位增量，该单位增量包括单位时间内的温度增加值和/或单位时间内的烟雾浓度增加值。
[0015]一种可行的实现方式中，所述边缘计算单元，还用于在进行本地处理时，计算来自不同终端的至少两种数据的关联性，且处理结果反映该关联性。
[0016]一种可行的实现方式中，该网络还包括雾计算单元，用于为相应的终端提供动态、实时的信号和/或指令和/或数据；所述雾计算单元部署于终端、数据传输单元、基站、核心网或云端。
[0017]一种可行的实现方式中，当该网络应用于物联网，所述终端包括感知设备，所述感知设备包括传感器和/或执行器；基站为网关或者基站集成有网关，网关包括公用移动通信网络网关和/或无线局域网络网关和/或窄带网络网关；数据传输单元和终端相互独立，或者，数据传输单元和终端集成于一体；数据传输单元包括通信模块和处理模块。
[0018]一种可行的实现方式中，网关为宽带和窄带融合的双模网关，且多个网关被配置成网状网，窄带网络在多个网关之间实现基于区块链技术的网状网；用于加密通信数据的密钥被配置为由基于区块链技术的该网状网生成；终端的用户面数据被配置为：通过分散、分块，整形后分成两部分数据，其中低数据量的部分通过窄带网络传输，高数据量的部分通过宽带网络传输，在云端实现两部分数据的重构、聚合，恢复为原始数据。
[0019]一种可行的实现方式中，数据传输单元还用于向网状网请求并获取用于加密通信
数据的密钥；根据网状网返回的密钥对终端的数据进行加密。
[0020]一种可行的实现方式中，数据传输单元对终端的数据进行加密包括：对来自不同终端的至少两种数据进行哈希运算，通过哈希运算实现数据加密，同时实现对至少两种数据的关联性计算。
[0021]一种可行的实现方式中，数据传输单元还用于：将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IOT网络的网络节点中的数据传输单元，包括：通信模块；处理模块；其中所述处理模块包括计算单元；所述计算单元包括边缘计算单元和/或雾计算单元；其中所述计算单元对来自一个或多个传感器的传感器数据进行计算，所述计算的结果被用于触发相应的警报；其中所述计算关于所述传感器数据的变化和/或阈值；其中所述通信模块被配置传送所述传感器数据；以及其中所述传感器数据通过基站传送并用于所述IOT网络的云端应用。2.一种IOT网络的网络节点中的数据传输单元，包括：通信模块；处理模块；其中所述处理模块包括计算单元；所述计算单元包括边缘计算单元和/或雾计算单元；其中所述计算单元对来自一个或多个传感器的传感器数据进行计算，所述计算的结果被用于触发相应的警报；其中，所述计算的结果基于来自不同传感器的至少两种数据的关联性，所述通信模块被配置传送所述传感器数据；以及其中所述传感器数据通过基站传送并用于所述IOT网络的云端应用。3.一种IOT网络的网络节点中的数据传输单元（DTU），包括：通信模块；处理模块；所述通信模块包括至少两种收发器；其中所述处理模块包括计算单元；所述计算单元包括边缘计算单元和/或雾计算单元；其中所述计算单元对来自一个或多个传感器的传感器数据进行计算，所述计算的结果被用于触发所述DTU执行相应的操作；其中所述处理模块耦合所述通信模块根据所述传感器数据通信的相关要求通过相应的收发器传送所述传感器数据；其中所述感器数据通信的相关要求基于以下一种或多种：所述传感器的标识符，数据类型，预先设置，技术规范，实时性；其中所述 至少两种收发器与不同的无线通信网关通信；其中所述无线通信网关包括LoRa网关；以及所述传感器数据通过基站传送并用于所述IOT网络的云端应用。4.一种应用于多模异构无线网络的方法，包括：数据传输单元获取终端的数据，通过多种通信网络中的至少一种进行数据传输， 将终端的数据上传至相应的基站; 以及所述网络被根据通信要求在多种通信网络之间进行选择和切换， 使数据传输单元和
基站通过被选择的通信网络进行通信;其中所述多种通信网络包括宽带网络 和窄带网络；其 中 ，基 站 为 网 关 或 者 基 站 集 成 有 网 关 ，网 关 包 括 公 用 移 动 通 信 网 络 网 关 和 / 或 无 线 局 域 网 络 网 关 和 / 或 窄 带 网 络 网 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王铁军，
申请(专利权)人：汉熵通信有限公司，
类型：发明
国别省市：