CN106657364B - 物联网装置及网关装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种物联网装置及网关装置，该物联网装置包括数据采集器、通信电路以及处理器，其中，数据采集器，采集或接收物联网数据；通信电路与网关装置通信；处理器分别耦合数据采集器和通信电路，处理器和/或通信电路通过网路服务质量规则处理物联网数据而得到是否发送或如何发送物联网数据的结果，依据结果进一步处理物联网数据。该物联网装置由于设有处理器和通信电路，处理器可以设定网路服务质量规则或者处理器通过通信电路接收网路服务质量规则，并依据网路服务质量规则处理物联网数据，因此，不需要将物联网数据发送到网关一侧后再判断要不要进一步上传，而是在发送之前就根据网路服务质量规则处理，能有效提高传输效率，节约成本。

Description

物联网装置及网关装置

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体是指一种物联网装置及网关装置。

背景技术

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。物联网装置(Internet of Things)越来越普及，部署好的物联网装置，却可以伴随着数年的使用时间，与传统的电子装置不同，许多物联网装置不需要传输大量的数据。但有些物联网装置还是会传输比较多的数据量，其传输的特性跟传统设计中用来跟人互动的电子装置还是有相当的不同的。

随着物联网时代的到来，物联网的通信技术也在发展，在物联网的通信技术中，对于物联网装置的节点的数据包发送的周期、字节数，通常在物联网的服务器后端有一定的限制，主要是为了针对不同的服务提供不同的服务质量，如流量的大小限制、发送周期快慢的限制等。一般来说，通常的服务质量(QoS)控制方式是在物联网基站(网关)或后台服务器上对物联网装置进行QoS控制。这种方式的主要过程通常是：当物联网装置的数据包已经通过无线通信发送至基站(网关)或后台服务器后，再由基站(网关)或后台服务器根据物联网装置对应的QoS策略进行QoS控制。如果该终端的数据包无法通过QoS策略时，说明这个数据包就是无效的数据包或非法的数据包，但是在物联网装置发送无线通信数据包至基站(网关)的时候，这个数据包已经占用了无线通信带宽(信道)资源，从而降低信道资源的有效利用率。除此之外，物联网装置的部署往往也是成本的一个重要部分。如何能够让物联网装置与对应的网关装置更智能，在传输数据更有效率，都是有待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种物联网装置及网关装置，以解决现有技术中物联网系统中物联网装置与对应的网关装置传输数据效率低，成本高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种物联网装置，包括：数据采集器、通信电路以及处理器；其中，数据采集器采集或接收物联网数据；通信电路与网关装置通信；处理器分别耦合所述数据采集器和所述通信电路，所述处理器和/或所述通信电路通过网路服务质量规则处理所述物联网数据而得到是否发送或如何发送所述物联网数据的结果，依据所述结果进一步处理所述物联网数据。

根据本发明一实施例，所述网路服务质量规则预先存储于本地。

根据本发明一实施例，进一步包括：存储器，耦合所述处理器，存放所述网路服务质量规则；或网路服务质量控制器，耦合所述处理器、或与所述处理器集成于一体、或与所述通信电路集成于一体，内置所述网路服务质量规则。

根据本发明一实施例，所述网路服务质量规则由所述网关装置下发给所述通信电路而得到。

根据本发明一实施例，所述网路服务质量规则具体由所述网关装置根据其管辖下的多个物联网装置的各自当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生，并下发给所述通信电路而得到；或

所述网路服务质量规则具体由所述网关装置根据其自身、或所属的伺服器当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生，并下发给所述通信电路而得到。

根据本发明一实施例，所述网路服务质量规则由所述网关装置定时或不定时通过所述通信电路下发，更新本地的原网路服务质量规则而得到。

根据本发明一实施例，所述根据所述网关装置管辖下的多个物联网装置的各自当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生，包括：根据所述多个所述物联网装置的优先顺序而产生，优先级高的所述物联网装置优先通信。

根据本发明一实施例，所述根据所述网关装置管辖下的多个物联网装置的各自当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生，包括：所述处理器在传送所述物联网数据前，先传送预告到所述网关装置，所述网关装置根据来自管辖下的多个物联网装置的传送预告，指定各个所述物联网装置设定对应的网路服务质量设定。

根据本发明一实施例，所述通过网路服务质量规则处理所述物联网数据而得到是否发送或如何发送所述物联网数据的结果，依据所述结果进一步处理所述物联网数据包括：

依据所述网路服务质量规则判断是否传送所述物联网数据，如果目前传送情况不符合所述网路服务质量规则，停止、暂停或压缩传送所述物联网数据；或

所述网路服务质量规则判断是否不够资源传送所述物联网数据，如果不够资源传送所述物联网数据，从高到低传送所述物联网数据中优先级别排在前面的数据。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种网关装置，包括：通信电路和处理器；其中，通信电路与物联网装置通信；处理器耦合所述通信电路，通过所述通信电路向至少一个物联网装置下发网路服务质量规则，使得所述物联网装置依据所述网路服务质量规则处理物联网数据而得到是否发送或如何发送所述物联网数据的结果，依据所述结果进一步处理所述物联网数据。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供的物联网装置由于设有处理器和通信电路，处理器可以设定网路服务质量规则或者处理器通过通信电路接收网路服务质量规则，并依据网路服务质量规则处理物联网数据，因此，不需要将物联网数据发送到网关一侧后再判断要不要进一步上传，而是在发送之前就根据网路服务质量规则处理，能有效提高传输效率，节约成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本发明提供的物联网系统第一实施例的结构示意图；

图2是本发明提供的网关装置第一实施例的结构示意图；

图3是本发明提供的物联网装置第一实施例的结构示意图；

图4是本发明提供的物联网装置第二实施例的结构示意图；

图5是本发明提供的物联网装置第三实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请一并参阅图1至图3，图1、图2、图3分别是本发明提供的物联网系统、网关装置以及物联网装置第一实施例的结构示意图。

如图1所示，该物联网系统1包括伺服器2、网关装置10以及物联网装置100。物联网装置100与网关装置10进行通信连接，网关装置10与伺服器2进行通信连接。网关装置10可以作为基地台，为多个物联网装置 100提供通信服务。其中，一个伺服器2可以与多个网关装置10进行通信连接，一个网关装置10可以与多个物联网装置100进行通信连接，数量在此不做限制。具体的，多个网关装置10可以进一步跟伺服器2之间进行通信，从而汇整成统一管理相关的信息，以达成需要完成的物联网任务。在此说明，本实施例提供的物联网系统1只是用来说明和解释本发明，并不用来限制本发明。例如，伺服器2还可以与多个其他伺服器及网关装置相对应，再或者，网关装置之间可以互相通信合作，组成分散式系统，将原本伺服器的工作分散到一个或多个网关装置直接加以处理。

如图2所示，该网关装置10包括：通信电路12和处理器13。其中，通信电路12与物联网装置100通信；处理器13耦合通信电路12，通过通信电路12向至少一个物联网装置100下发网路服务质量规则，使得物联网装置100依据网路服务质量规则处理物联网数据而得到是否发送或如何发送物联网数据的结果，依据结果进一步处理物联网数据。

其中，网路服务质量规则具体根据至少一个物联网装置100的各自当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生；或网路服务质量规则具体由网关装置10根据其自身、或所属的伺服器当前或历史条件、通信质量和 /或要求评估而产生。网路服务质量规则定时或不定时通过通信电路12下发。

根据至少一个物联网装置的各自当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生的步骤中具体包括：根据至少一个物联网装置的优先顺序而产生，优先级高的物联网装置优先通信。后文将详细介绍，此处不再赘述。

根据至少一个物联网装置的各自当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生网路服务质量规则的步骤中具体包括：接收来自至少一个物联网装置的传送预告；评估传送预告以设置各个物联网装置对应的网路服务质量规则。后文将详细介绍，此处不再赘述。

如图3所示，该物联网装置100包括数据采集器101、通信电路102 以及处理器103。其中，数据采集器101采集或接收物联网数据；通信电路102与网关装置10通信；处理器103分别耦合数据采集器101和通信电路102，处理器103和/或通信电路102通过网路服务质量规则处理物联网数据而得到是否发送或如何发送物联网数据的结果，依据结果进一步处理物联网数据。

本发明提供的物联网装置100由于设有处理器103和通信电路102，处理器103可以设定网路服务质量规则或者处理器103通过通信电路102 接收网路服务质量规则，并依据网路服务质量规则处理物联网数据，因此，不需要将物联网数据发送到网关一侧后再判断要不要进一步上传，而是在发送之前就根据网路服务质量规则处理，能有效提高传输效率，节约成本。

物联网装置100的数据采集器101包括各种传感器，从而采集或接收终端设备的物联网数据，传感器包括但不限于动作侦测、射频识别(RFID)、流量侦测、位置侦测、重量侦测、信号侦测等传感器，传感器还包括红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备。数据采集器101可以应用于货柜、加油站、建筑物、仓库、摄像头、交通灯、运输工具、购物车、动物追踪、穿戴装置等等各个领域。

物联网装置100的通信电路102与网关装置10的通信电路12进行通信，且均包括有线通信电路和无线通信电路，具体的，有线通信电路包括 USB或其他接口等，无线通信电路进一步包括近距离无线通信电路和远距离无线通信电路，近距离无线通信电路包括蓝牙、Wi-Fi、Zigbee、NFC等，远距离无线通信电路包括IP网路等。其中，物联网装置100的通信电路102 和网关装置10的通信电路12使用的通信协议一致。

本实施例中，网路服务质量规则由网关装置10下发给通信电路102而得到。具体的，网路服务质量规则具体由网关装置10根据其管辖下的多个物联网装置100的各自当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生，并下发给通信电路102而得到；或网路服务质量规则具体由网关装置10根据其自身、或所属的伺服器2当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生，并下发给通信电路102而得到。

网关装置10可以将物联网数据传给所属的伺服器2，但网关 装置10 负责计算并设定所服务的多个物联网装置100的网路服务质量规则。换言之，即使物联网装置100的物联网数据会传送到伺服器2，仍然可以只透过网关装置10，而不一定要使用伺服器2，来设定网路服务质量规则。

具体来讲，有些物联网装置在部署完成后，会长期保持不动；然而有些物联网装置，例如货柜、动物追踪器、车辆追踪器，其位置会不断变化；亦或者物联网装置本身位置不变动，但空间中的干扰讯号是否会干扰，是否有其他物联网装置也需要同时跟同一网关装置进行通信，物联网装置当前需要传输的数据量，物联网装置当前需要传输的紧急程度，例如要求最久必须在多少时间内完成数据传输等，或者物联网装置的终端设备电池剩下多少使用量，是否进入省电模式，都有可能造成物联网装置目前状态的改变。或是远端伺服器发现特定物联网装置在特定时间有特别重要的数据传输需求，也可以指定这些物联网装置调整网路服务质量规则。

其中，网路服务质量规则由网关装置10定时或不定时通过通信电路 102下发，从而更新本地的原网路服务质量规则而得到。网路服务质量规则的设定可以是一次性的，也可以是动态调整的；网路服务质量规则还可以设定不同的权限，例如有些网路服务质量规则可以自由让使用者或部署人员随时设定，有些网路服务质量规则必须在工厂或通过身份确认机制才能进行设定。

网路服务质量规则根据网关装置10管辖下的多个物联网装置100的各自当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生，具体包括：根据多个物联网装置100的优先顺序而产生，优先级高的物联网装置100优先通信。具体的，物联网系统1中可以有成千上万个物联网装置100，在这些物联网装置100之间可以设定优先顺序，并根据这些优先顺序来设定各个物联网装置100的网路服务质量规则。进一步的，在根据网路服务质量规则无法传送全部物联网数据时，网关装置10的处理器13还可以将物联网装置 100的物联网数据区分重要等级，并将物联网数据中比较重要的数据优先传送。举例来说，将物联网数据区分成紧急数据和非紧急数据，或是分成重要数据和非重要数据；并且在无法进行全部传输时，优先输送紧急数据或重要数据。

网路服务质量规则根据网关装置10管辖下的多个物联网装置100的各自当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生，进一步包括：物联网装置100的处理器103在传送物联网数据前，先传送预告到网关装置10，网关装置10根据来自管辖下的多个物联网装置100的传送预告，指定各个物联网装置100设定对应的网路服务质量设定。具体的，物联网装置100 可以在传输物联网数据前，定期或不定期先传送一个传送预告给网关装置 10。网关装置10统一整理来自多个物联网装置100的传送预告，并且进行估计判断后，指定各个物联网装置100设定适合的网路服务质量规则。

为了方便理解，将物联网装置100和网关装置10之间进行通信，设定用于物联网的网路服务质量规则的方法流程如下：

步骤A：物联网装置采集或接收物联网数据，以执行物联网工作。

步骤B：物联网装置设定或者接收网路服务质量规则。

步骤C：物联网装置判断物联网数据是否符合网路服务质量规则。

如果符合网路服务质量规则，则进行步骤D：向网关装置传输物联网数据。

如果不符合网路服务质量规则，则进行步骤E：暂停传输物联网数据。

步骤F：物联网装置或者网关装置根据要求调整或不调整步骤B中的网路服务质量规则。

其中，网路服务质量规则的产生参见上下文，此处不再赘述。

请参阅图4，图4是本发明提供的物联网装置第二实施例的结构示意图。

如图4所示，该物联网装置200进一步包括存储器204，存储器204 耦合处理器203，存放网路服务质量规则。其中，网路服务质量规则还可以预先存储于本地，或者预先存储于存储器204中。

网路服务质量规则可以由物联网装置200的处理器203自行设定，处理器203统计历史传输记录，并依据历史传输记录自行计算且动态调整网路服务质量规则。物联网装置200的处理器203还可以参照来自网关装置 10的指令，来设定网路服务质量规则，或者直接接收网关装置10的设定的网路服务质量规则程序码，然后调整设定成新的网路服务质量规则与网关装置10进行通信。其中，网路服务质量规则的设定包括单位时间能够上传的数据量、以及在不同状况、不同时间、不同条件下的其他网路服务质量相关参数。具体举例说明，物联网装置可能会有突发的重要信息，例如原本是负责监控森林的含氧量或温度的物联网装置，在测得类似火灾的信息时，可根据预设规则，自动调增网路服务质量设定。

物联网装置200本身可以根据网路服务质量规则，自行过滤不符合网路服务质量规则的数据。由此，不会造成不应该传送的数据占用宝贵的频段空间，造成数据之间的干扰，可以增加整体的传输效能，提高传输效率，节约成本。

请参阅图5，图5是本发明提供的物联网装置第三实施例的结构示意图。

如图5所示，物联网装置300还包括网路服务质量控制器305，网路服务质量控制器305耦合在处理器303中、或与处理器303集成于一体、或与通信电路302集成于一体，且内置网路服务质量规则。即网路服务质量控制器305可以是一个独立的电路，也可以与处理器303，或通信电路 302整合在一起。本实施例以网路服务质量控制器305耦合在处理器303中为例说明。

网路服务质量控制器305可以是通过硬件、软件或软件、硬件组合的方式来实现设定或者调整网路服务质量规则。网路服务质量规则的设定，一般在部署物联网装置时就加以选择并初步设定，网路服务质量规则的设定可以是一次性的，也可以是动态调整的。网路服务质量规则的设定还可以设定不同的权限，让有些网路服务质量规则可以自由让使用者或部署人员随时设定，有些网路服务质量规则必须在工厂或通过身份确认机制才能设定。

此外，网路服务质量规则可以整理成几个不同的选项包，针对比较常见的几种使用特性与类别，让使用者直接挑选。网路服务质量规则也可以提供多个选项界面，让使用者可以进行微调，用以达成更优化的调整。

在初步设定网路服务质量规则以后，或者在部署物联网装置300完成后，通过处理器303的一个指令来选择设定好的网路服务质量规则，以告知网路服务质量控制器305去应用所选择的网路服务质量规则。

如图5所示，物联网装置300还包括人机接口电路306，人机接口电路306接收用户指令以进行规制设置，进而得到网路服务质量规则。上述的网路服务质量规则可以是用户通过人机接口电路306进行输入设置的。

处理器303进一步判断当前是否满足预先设置的规制修改条件，在判断满足时，修改网路服务质量规则；在判断不满足时，保持原有的网路服务质量规则。

其中，预先设置的规制修改条件包括不同时间段需要对应不同的通信费率，或依据历史通信情况得出的通信策略。在某些情况下，物联网装置跟网关装置属于不同的单位所有，并且由物联网装置的所有者根据一个预定的费率支付给网关装置的所有者；在一些实际的操作中，这个预定的费率可以设定成单位时间所能传输的最大数据量，或在不同情况不同时段所分别能传输的最大数据量，或是所能传输数据的优先权限。

通过网路服务质量规则处理物联网数据而得到是否发送或如何发送物联网数据的结果，依据结果进一步处理物联网数据的步骤进一步包括：依据网路服务质量规则判断是否传送物联网数据，如果目前传送情况不符合网路服务质量规则，停止、暂停或压缩传送物联网数据；或网路服务质量规则判断是否不够资源传送物联网数据，如果不够资源传送物联网数据，从高到低传送物联网数据中优先级别排在前面的数据。其中，压缩包括无失真压缩或有失真压缩。

具体来说，假如所要传输的物联网数据是影像或是声音数据，此类数据可以用多种不同的压缩方式加以压缩，再进行传输；假如根据当时网路服务质量规则，无法按照原先的压缩方式传输数据，可以调整不同的压缩方式来压缩数据再加以传输。由于不同的压缩方式可能涉及不同程度的处理能量，甚至进而影响终端设备耗电的程度。因此，能提供最大压缩比的方法并不一定就是最好的压缩方式，甚至，在无法进行无失真压缩的时候，可以采用失真的压缩方式。

综上所述，本领域技术人员容易理解，本发明提供的物联网装置由于设有处理器和通信电路，处理器可以设定网路服务质量规则或者处理器通过通信电路接收网路服务质量规则，并依据网路服务质量规则处理物联网数据，因此，不需要将物联网数据发送到网关一侧后再判断要不要进一步上传，而是在发送之前就根据网路服务质量规则处理，能有效提高传输效率，节约成本。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种物联网装置，其特征在于，包括：

数据采集器，采集或接收物联网数据；

通信电路，与网关装置通信；

处理器，分别耦合所述数据采集器和所述通信电路，所述处理器和/或所述通信电路通过网路服务质量规则处理所述物联网数据而得到是否发送或如何发送所述物联网数据的结果，无需将所述物联网数据发送到所述网关装置一侧后再判断是否进一步上传，而是在发送之前就根据所述网路服务质量规则处理；

所述网路服务质量规则具体由所述网关装置根据其管辖下的多个所述物联网装置的各自当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生，并下发给所述通信电路而得到；或

所述网路服务质量规则具体由所述网关装置根据其自身、或所属的伺服器当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生，并下发给所述通信电路而得到；

其中，所述根据所述网关装置管辖下的多个所述物联网装置的各自当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生，包括：所述处理器在传送所述物联网数据前，先传送预告到所述网关装置，所述网关装置根据来自管辖下的多个所述物联网装置的传送预告，指定各个所述物联网装置设定对应的网路服务质量规则。

2.根据权利要求1所述的物联网装置，其特征在于，

所述网路服务质量规则预先存储于本地。

3.根据权利要求2所述的物联网装置，其特征在于，进一步包括：

存储器，耦合所述处理器，存放所述网路服务质量规则；或

网路服务质量控制器，耦合所述处理器、或与所述处理器集成于一体、或与所述通信电路集成于一体，内置所述网路服务质量规则。

4.根据权利要求1所述的物联网装置，其特征在于，

所述网路服务质量规则由所述网关装置定时或不定时通过所述通信电路下发，更新本地的原网路服务质量规则而得到。

5.根据权利要求1所述的物联网装置，其特征在于，

所述根据所述网关装置管辖下的多个物联网装置的各自当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生，包括：根据所述多个所述物联网装置的优先顺序而产生，优先级高的所述物联网装置优先通信。

6.根据权利要求1至5任一项所述的物联网装置，其特征在于，

所述通过网路服务质量规则处理所述物联网数据而得到是否发送或如何发送所述物联网数据的结果，依据所述结果进一步处理所述物联网数据包括：

依据所述网路服务质量规则判断是否传送所述物联网数据，如果目前传送情况不符合所述网路服务质量规则，停止、暂停或压缩传送所述物联网数据；或

所述网路服务质量规则判断是否不够资源传送所述物联网数据，如果不够资源传送所述物联网数据，从高到低传送所述物联网数据中优先级别排在前面的数据。

7.一种网关装置，其特征在于，包括：

通信电路，与物联网装置通信；

处理器，耦合所述通信电路，通过所述通信电路向至少一个物联网装置下发网路服务质量规则，使得所述物联网装置依据所述网路服务质量规则处理物联网数据而得到是否发送或如何发送所述物联网数据的结果，并使得所述物联网装置无需将所述物联网数据发送至所述网关装置一侧后再由所述处理器判断是否进一步上传，而是在所述物联网装置发送数据之前就根据所述网路服务质量规则处理；

所述网路服务质量规则具体由所述网关装置根据其管辖下的多个所述物联网装置的各自当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生；或

所述网路服务质量规则具体由所述网关装置根据其自身、或所属的伺服器当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生；

其中，所述根据所述网关装置管辖下的多个所述物联网装置的各自当前或历史条件、通信质量和/或要求评估而产生，包括：所述处理器在接收所述物联网数据之前，先接收所述物联网装置发送的传送预告，所述网关装置根据来自管辖下的多个所述物联网装置的传送预告，指定各个所述物联网装置设定对应的网路服务质量规则。

Images