專利名稱：：支持UGCCNet和基于IPv6lowpan的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種網(wǎng)關(guān)，尤其涉及一種應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中支持泛在綠色社區(qū)控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(UGCCNet)和基于IPv6的低速率無線個(gè)域網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)。
背景技術(shù)：
：物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上利用射頻識(shí)別技術(shù)、無線通信技術(shù)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、監(jiān)測(cè)和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能建筑群，甚至是應(yīng)用于綠色社區(qū)中，最終形成泛在的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，可以進(jìn)一步提高人類獲取客觀信息的能力。IEEE1888是IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)于2011年3月I日通過的適用于綠色泛在網(wǎng)絡(luò)的控制協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。IEEE1888提出了一種新型的泛在綠色社區(qū)控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議UGCCNet(UbiquitousGreenCommunityControlNetworkProtocol),為使用者、社區(qū)管理者、公共服務(wù)提供商、政府部門和個(gè)人用戶提供統(tǒng)一準(zhǔn)確的遠(yuǎn)程控制和合作管理解決方案，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控、操作、管理和維護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)消耗更少的能源及對(duì)環(huán)境造成更小的影響，為人們提供安全、舒適以及便利的環(huán)境。網(wǎng)關(guān)設(shè)備一般工作在應(yīng)用層，其主要功能是在不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言，甚至是體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)信息交互和網(wǎng)絡(luò)互連互通。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程中，實(shí)現(xiàn)底層延伸網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)一的控制網(wǎng)絡(luò)的互連互通是網(wǎng)關(guān)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。目前存在的網(wǎng)關(guān)設(shè)備主要是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有特定網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換等功能，比如實(shí)現(xiàn)wifi和zigbee無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換、實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)之間的互連互通等。這些網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用場(chǎng)景較為單一，通用性較差，并且在節(jié)能減排方面的效果不如人意。而在IEEE1888成為正式標(biāo)準(zhǔn)之后，UGCCNet將會(huì)成為未來智能建筑、數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的統(tǒng)一規(guī)范。應(yīng)用于UGCCNet中的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將會(huì)是連接底層感知延伸網(wǎng)絡(luò)和上層控制網(wǎng)絡(luò)的核心部件，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)透?jìng)?、解決多種網(wǎng)絡(luò)之間兼容性問題的關(guān)鍵組成部分。針對(duì)上述問題，考慮設(shè)計(jì)一種網(wǎng)關(guān)，在實(shí)現(xiàn)普通底層延伸網(wǎng)絡(luò)和UGCCNet之間協(xié)議格式轉(zhuǎn)換的同時(shí)，引入61owpan技術(shù)，支持IPv6數(shù)據(jù)包的報(bào)頭壓縮、解壓縮、分片和分片重組過程，實(shí)現(xiàn)緊湊、高效的IP數(shù)據(jù)傳輸，從而達(dá)到降低傳輸功耗的效果，有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、綠色環(huán)保的目標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提出一種支持UGCCNet和61owpan的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)底層感知延伸網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)一的控制網(wǎng)絡(luò)UGCCNet之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種支持UGCCNet和基于IPv61owpan的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，用以提供基于IPv61owpan的底層延伸網(wǎng)絡(luò)同基于IEEE1888協(xié)議的泛在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換和協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，其特征在于該網(wǎng)關(guān)包括底層延伸網(wǎng)絡(luò)接口模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊與UGCCNet接口模塊。進(jìn)一步地所述底層延伸網(wǎng)絡(luò)是指可以獲取傳感數(shù)據(jù)和底層設(shè)備信息的網(wǎng)絡(luò)，包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、基于Modbus工業(yè)總線的底層設(shè)備支撐網(wǎng)絡(luò)、Bacnet樓宇自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)之一。所述底層延伸網(wǎng)絡(luò)接口模塊負(fù)責(zé)接收來自底層延伸網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，并將上層服務(wù)器處理好的數(shù)據(jù)和相關(guān)的命令發(fā)向底層延伸網(wǎng)絡(luò)。所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊負(fù)責(zé)將來自底層延伸網(wǎng)絡(luò)和UGCCNet的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式的轉(zhuǎn)換及調(diào)度處理，該協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊包括協(xié)議解析子模塊、數(shù)據(jù)封裝子模塊、緩存、格式轉(zhuǎn)換子模塊以及調(diào)度子模塊。所述UGCCNet接口模塊用于將標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)發(fā)送至UGCCNet中的服務(wù)器端，以及接收服務(wù)器端的標(biāo)準(zhǔn)格式的命令和數(shù)據(jù)。所述協(xié)議解析子模塊負(fù)責(zé)對(duì)底層延伸網(wǎng)絡(luò)上傳的IPv6數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，判斷其分片和報(bào)頭壓縮情況并進(jìn)行下一步處理，若數(shù)據(jù)包為分片數(shù)據(jù)則進(jìn)行分片重組過程，若數(shù)據(jù)包報(bào)頭被壓縮則進(jìn)行報(bào)頭恢復(fù)過程。所述數(shù)據(jù)封裝子模塊負(fù)責(zé)將上層服務(wù)器下發(fā)的命令數(shù)據(jù)封裝為底層延伸網(wǎng)絡(luò)可接收的格式，主要為根據(jù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行報(bào)頭壓縮和報(bào)文分片工作。所述緩存用于存放雙方網(wǎng)絡(luò)的臨時(shí)數(shù)據(jù)，利于服務(wù)器快速查詢，當(dāng)某數(shù)據(jù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未更新則進(jìn)行刪除。所述調(diào)度子模塊用于判斷服務(wù)器下發(fā)的命令類型，若為查詢命令，先檢查緩存區(qū)是否存有被查詢數(shù)據(jù)，有則直接進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換并發(fā)送至服務(wù)器，無則發(fā)向底層延伸網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)或設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢；若為控制命令，直接經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)封裝，發(fā)向底層延伸網(wǎng)絡(luò)中對(duì)相應(yīng)節(jié)點(diǎn)或設(shè)備進(jìn)行控制。所述具有標(biāo)準(zhǔn)格式的命令和數(shù)據(jù)由XML語言進(jìn)行描述，包括數(shù)據(jù)交互消息、注冊(cè)交互消息、告警消息。本發(fā)明的支持UGCCNet和61owpan的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，可以結(jié)合61owpan和UGCCNet在降低傳輸功耗、減少能源浪費(fèi)方面的雙重優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)底層感知延伸網(wǎng)絡(luò)和UGCCNet的互連互通，更加有效和節(jié)能的實(shí)現(xiàn)智能建筑和綠色社區(qū)中的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。本發(fā)明的有益效果在于I、針對(duì)多樣化的底層延伸網(wǎng)絡(luò)，通過在底層感知延伸網(wǎng)絡(luò)和UGCCNet之間設(shè)置協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的控制和管理。2、支持61owpan從而實(shí)現(xiàn)降低傳輸功耗、提高傳輸效率的目標(biāo)。圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的報(bào)文處理流程示意圖；圖3為本發(fā)明的61owpan不分片報(bào)文數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的61owpan第一片分片報(bào)文數(shù)據(jù)格式示意圖；圖5為本發(fā)明的61owpan第二及后續(xù)分片報(bào)文數(shù)據(jù)格式示意圖6為本發(fā)明的IPv6數(shù)據(jù)包壓縮報(bào)頭數(shù)據(jù)格式示意圖；圖7為本發(fā)明的上行鏈路協(xié)議轉(zhuǎn)換流程示意圖；圖8為本發(fā)明的下行鏈路協(xié)議轉(zhuǎn)換流程示意圖；圖9為本發(fā)明的UGCCNet網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)查詢請(qǐng)求及查詢響應(yīng)報(bào)文的數(shù)據(jù)格式示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的支持UGCCNet和61owpan的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)作詳細(xì)說明。如圖I所示為本發(fā)明公開的支持UGCCNet和61owpan的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，它包括底層延伸網(wǎng)絡(luò)接口模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊和UGCCNet接口模塊，其中，底層延伸網(wǎng)絡(luò)接口模塊包括接收模塊和發(fā)送隊(duì)列；UGCCNet接口模塊包括接收模塊和發(fā)送隊(duì)列；協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊包括協(xié)議解析子模塊、數(shù)據(jù)封裝子模塊、緩存、格式轉(zhuǎn)換子模塊以及調(diào)度子模塊。底層延伸網(wǎng)絡(luò)接口模塊負(fù)責(zé)接收來自底層延伸網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，并將上層服務(wù)器處理好的數(shù)據(jù)和相關(guān)的命令發(fā)向底層延伸網(wǎng)絡(luò)。UGCCNet接口模塊負(fù)責(zé)將經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換后的標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器，以及接收服務(wù)器下發(fā)的命令數(shù)據(jù)。協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊是本網(wǎng)關(guān)的核心模塊。協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊由協(xié)議解析子模塊、數(shù)據(jù)封裝子模塊、緩存、格式轉(zhuǎn)換子模塊以及調(diào)度子模塊組成。協(xié)議解析子模塊負(fù)責(zé)對(duì)底層延伸網(wǎng)絡(luò)上傳的IPv6數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，判斷其分片和報(bào)頭壓縮情況并進(jìn)行下一步處理，若數(shù)據(jù)包為分片數(shù)據(jù)則進(jìn)行分片重組過程，若數(shù)據(jù)包報(bào)頭被壓縮則進(jìn)行報(bào)頭恢復(fù)過程。數(shù)據(jù)封裝子模塊負(fù)責(zé)將上層服務(wù)器下發(fā)的命令數(shù)據(jù)封裝為底層延伸網(wǎng)絡(luò)可接收的格式，主要是根據(jù)數(shù)據(jù)信息的內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)要求進(jìn)行報(bào)頭壓縮和報(bào)文分片工作。緩存用于存放雙方網(wǎng)絡(luò)的臨時(shí)數(shù)據(jù)，利于服務(wù)器快速查詢，當(dāng)某數(shù)據(jù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未更新則進(jìn)行刪除。格式轉(zhuǎn)換子模塊主要用于進(jìn)行底層延伸網(wǎng)絡(luò)和UGCCNet的數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換工作。調(diào)度子模塊用于判斷服務(wù)器下發(fā)的命令類型，若為查詢命令，先檢查緩存區(qū)是否存有被查詢數(shù)據(jù)，有則直接進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換并發(fā)送至服務(wù)器，無則發(fā)向底層延伸網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢；若為控制命令，直接經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)封裝，發(fā)向底層延伸網(wǎng)絡(luò)中對(duì)相應(yīng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制。下面首先結(jié)合圖2說明網(wǎng)關(guān)對(duì)接收的61owpan報(bào)文的整個(gè)處理流程，如圖所示，該處理流程包括以下步驟步驟1-1:網(wǎng)關(guān)從底層延伸網(wǎng)絡(luò)接口模塊中的收發(fā)子模塊接收到網(wǎng)絡(luò)中的IPv6數(shù)據(jù)包；步驟1-2:將IPv6數(shù)據(jù)包交由MAC層進(jìn)行處理；步驟1-3=MAC層判斷該數(shù)據(jù)包是否被分片，若分片進(jìn)入步驟1-4進(jìn)行分片重組，若未分片則進(jìn)入步驟1-5；步驟1-4:對(duì)分片數(shù)據(jù)包進(jìn)行分片重組；步驟1-5:將數(shù)據(jù)包交至適配層進(jìn)行處理；步驟1-6:適配層判斷報(bào)頭是否被壓縮。若被壓縮則進(jìn)入步驟1-7進(jìn)行報(bào)頭恢復(fù)，若未被壓縮進(jìn)入步驟1-8;步驟1-7:對(duì)壓縮報(bào)頭進(jìn)行恢復(fù)；步驟1-8:將最終的IPv6數(shù)據(jù)包交至網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行下一步的解析。其中分片重組過程包括以下步驟步驟1-4-1:繼續(xù)掃描底層延伸網(wǎng)絡(luò)接口模塊中的接收端口，接收后續(xù)的分片報(bào)文；步驟1-4-2:判斷后續(xù)報(bào)文是否接收完畢，若接收完畢則進(jìn)入步驟1-4-3進(jìn)行分片重組，若未接收完則返回步驟1-4-1繼續(xù)掃描底層延伸網(wǎng)絡(luò)接口模塊中的接收端口；步驟1-4-3:根據(jù)報(bào)文中的分片標(biāo)識(shí)將屬于同一數(shù)據(jù)包的分片報(bào)文按照分片偏移號(hào)按序重組為完整的IPv6數(shù)據(jù)包。報(bào)頭恢復(fù)過程包括以下步驟步驟1-7-1:根據(jù)IEEE802.15.4地址類型還原接口標(biāo)識(shí)符；步驟1-7-2:解析報(bào)頭中的HCl字段判斷已壓縮和未壓縮的字段，并將已壓縮字段恢復(fù)出來；步驟1-7-3:對(duì)未壓縮字段進(jìn)行處理；步驟1-7-4:將被恢復(fù)的壓縮字段和未壓縮字段進(jìn)行組合處理，還原完整的IPv6報(bào)頭。上述61owpan不分片報(bào)文、分片報(bào)文和IPv6數(shù)據(jù)包壓縮報(bào)頭的數(shù)據(jù)格式如圖3_6所示。圖3為61owpan不分片報(bào)文的數(shù)據(jù)格式。不分片報(bào)文用于負(fù)載小于MAC層MTU(102字節(jié))的報(bào)文。具體的不分片報(bào)文中包括以下4個(gè)字段LF:長(zhǎng)度為2比特，鏈路分片狀態(tài)。為表示該報(bào)文不分片，此處應(yīng)為00。Pr0_type:長(zhǎng)度為8比特，表示緊隨在頭部后的報(bào)文類型。0表示為IPv6，I表示為HCl頭部壓縮編碼字段。rsv:長(zhǎng)度為6比特，保留字段，應(yīng)該全部設(shè)置為O。圖4和圖5所不為61owpan分片報(bào)文的數(shù)據(jù)格式,它用于負(fù)載大于MAC層MTU(102字節(jié))的報(bào)文，其中第一片報(bào)文與后續(xù)報(bào)文的格式并不相同。具體的字段內(nèi)容如下LF:長(zhǎng)度為2比特，鏈路分片狀態(tài)。具體地，00表示不分片；01表示第一片；10表示最后一片；11表示中間分片。Pro_type:長(zhǎng)度為8比特，表示緊隨在頭部后的報(bào)文類型，只在第一個(gè)鏈路分片中出現(xiàn)。Datagram_size:長(zhǎng)度為11比特，負(fù)載報(bào)文的總長(zhǎng)度。該字段支持的最大負(fù)載報(bào)文長(zhǎng)度為2048字節(jié)，可以滿足在IEEE802.15.4傳輸IPv6報(bào)文1280字節(jié)MTU的要求。每個(gè)分片中都需要攜帶該字段，這樣做的目的是能夠使目的節(jié)點(diǎn)能在收到任何一個(gè)分片后(因?yàn)槟康墓?jié)點(diǎn)不一定首先收到第一個(gè)分片)確定重組后報(bào)文的大小而作其他一些處理，如預(yù)先分配緩沖區(qū)或者直接丟棄超過本節(jié)點(diǎn)能處理最大字節(jié)數(shù)的報(bào)文。Datagram_tag:長(zhǎng)度為11比特,分片標(biāo)識(shí)，同一負(fù)載報(bào)文的所有分片的Datagram_tag應(yīng)該相同。初始化時(shí)將該值初始化為一個(gè)隨機(jī)值，每發(fā)送一個(gè)完整的幀(不是一個(gè)分片)該值加1，當(dāng)該值達(dá)到2047時(shí)，向后翻轉(zhuǎn)為O。F_offset:8bits，報(bào)文分片偏移，只出現(xiàn)在第二個(gè)以及后繼分片中，該字段以8字節(jié)為單位，因此分片報(bào)文的Payload必須以8字節(jié)邊界對(duì)齊。報(bào)文重組過程中，在收到所有分片后，具有相同分片標(biāo)識(shí)(Datagram_tag)的分片屬于同一個(gè)報(bào)文，最后根據(jù)報(bào)文分片偏移(F_ofTSet)將這些分片按序重組就還原了原始的IPv6報(bào)文。圖6為IPv6數(shù)據(jù)包壓縮報(bào)頭數(shù)據(jù)格式。壓縮后的IPv6報(bào)頭為兩字節(jié)HC1字段和跳數(shù)限制字段，各占用I字節(jié)。HCl編碼域由V_T_F整合字段(Ibit)、IPv6源地址域SourCe_address(2bits)、IPv6目的地址域Destination_address(2bits)、下一個(gè)部首類型Next_header(2bit)以及HC2編碼選項(xiàng)(Ibit)組成。各個(gè)字段的含義如下V_T_F是由協(xié)議版本、流類型和流標(biāo)簽壓縮而成的整合字段，長(zhǎng)度為I比特，具體地0表示上述三個(gè)字段沒有被壓縮，可從未壓縮字段中還原4比特的版本類型、8比特的流類型和20比特的流標(biāo)簽；1表示上述三個(gè)字段中，版本類型默認(rèn)為6，流類型和流標(biāo)簽均壓縮為O。IPv6源地址和目的地址字段長(zhǎng)度均為2比特，并且具有以下四種編碼方式PI表示地址前綴未壓縮，攜帶在后面的未壓縮字段中；PC表示地址前綴被壓縮(默認(rèn)是link-local前綴)，具體信息應(yīng)該從鏈路本地地址前綴中獲??；II表示接口ID未被壓縮，攜帶在后面的未壓縮字段中；IC表示接口ID被壓縮，具體信息應(yīng)該從鏈路層地址信息中獲取。根據(jù)以上四種情況可以用2個(gè)比特對(duì)IPv6地址進(jìn)行描述，具體地00:PI，II。前綴和接口ID均未壓縮，可直接從后面的未壓縮字段中進(jìn)行獲?。?1:PI，IC。前綴未壓縮，接口ID被壓縮，接口ID由鏈路層中MAC幀頭部的MAC地址重新生成IID，并且和后面未壓縮字段中的前綴共同合成ipv6地址；10PC,II。前綴被壓縮，接口ID未壓縮。鏈路本地地址前綴默認(rèn)為FE80::/64,將其與未壓縮字段中的接口ID組合形成ipv6地址；11PC,1C。前綴和接口ID均被壓縮。此時(shí)需要將前綴默認(rèn)還原為FE80::/64,并由鏈路層中MAC幀頭部的MAC地址重新生成IID，二者進(jìn)而合成完整的ipv6地址。NextJieader字段表示下一個(gè)部首類型，長(zhǎng)度為2比特，可以具體地表示以下4種壓縮類型00:未壓縮，8比特的下個(gè)部首攜帶在未壓縮字段中?；謴?fù)報(bào)文時(shí)直接提取即可；01:表示為UDP協(xié)議類型，恢復(fù)報(bào)文時(shí)按照Udp協(xié)議進(jìn)行部首填充；10ICMP協(xié)議類型，恢復(fù)報(bào)文時(shí)按照ICMP協(xié)議進(jìn)行部首填充；11TCP協(xié)議類型，恢復(fù)報(bào)文時(shí)按照TCP協(xié)議進(jìn)行部首填充。HC2編碼選項(xiàng)字段表示在HCl編碼之后是否有后繼的頭部壓縮編碼字段，長(zhǎng)度為I比特。本發(fā)明中HC2編碼選項(xiàng)規(guī)定為0，不采用后繼的HC2編碼。由于基于IPv6的底層延伸網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)格式是具有壓縮報(bào)頭的IPv6數(shù)據(jù)包，而UGCCNet的數(shù)據(jù)是使用可擴(kuò)展標(biāo)記語言(XML)進(jìn)行描述的XML文件，所以兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)換才能實(shí)現(xiàn)交互，下面分別結(jié)合上行鏈路和下行鏈路中數(shù)據(jù)的走向來說明本發(fā)明中各模塊是如何實(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)間協(xié)議轉(zhuǎn)換的。其中，上行鏈路是指底層延伸網(wǎng)絡(luò)向UGCCNet網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上傳傳感數(shù)據(jù)的鏈路，下行鏈路是指UGCCNet網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器向底層延伸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)的鏈路。如圖7所示為上行鏈路的協(xié)議轉(zhuǎn)換流程示意圖，具體步驟為2-1)掃描底層延伸網(wǎng)絡(luò)接口中的接收端口，查看是否需要接收數(shù)據(jù)；2-2)若需要接收數(shù)據(jù)則進(jìn)入步驟2-3，若無數(shù)據(jù)需要接收則返回步驟2_1；2-3)接收底層延伸網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包；2-4)將接收到的數(shù)據(jù)包送入?yún)f(xié)議轉(zhuǎn)換模塊中的協(xié)議解析模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理；2-5)將協(xié)議解析模塊處理完的數(shù)據(jù)存入緩存區(qū)中；2-6)從緩存區(qū)中提取出相應(yīng)數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)格式；2-7)將標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)添加到UGCCNet網(wǎng)絡(luò)接口模塊的發(fā)送隊(duì)列等待發(fā)向UGCCNet網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。如圖8所示為下行鏈路的協(xié)議轉(zhuǎn)換流程示意圖，具體步驟為3-1)掃描UGCCNet網(wǎng)絡(luò)接口模塊中的接收端口，查看是否需要接收數(shù)據(jù)；3-2)若需要接收數(shù)據(jù)則進(jìn)入步驟3-3，若無數(shù)據(jù)需要接收則返回步驟3_1；3-3)接收數(shù)據(jù)到調(diào)度子模塊，該模塊判斷數(shù)據(jù)的類型，若為查詢命令，則進(jìn)入步驟3-4，若為控制命令，則進(jìn)入步驟3-7；3-4)首先進(jìn)入緩存區(qū)域中查找待查詢的目標(biāo)數(shù)據(jù)；3-5)若緩存中存在目標(biāo)數(shù)據(jù)則進(jìn)入步驟3-6，若不存在，則進(jìn)入步驟3-7；3-6)提取出目標(biāo)數(shù)據(jù)，通過格式轉(zhuǎn)換子模塊將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)格式，然后添加到UGCCNet網(wǎng)絡(luò)接口模塊中的發(fā)送隊(duì)列準(zhǔn)備發(fā)向UGCCNet網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；3-7)通過格式轉(zhuǎn)換子模塊、數(shù)據(jù)封裝子模塊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換封裝為底層延伸網(wǎng)絡(luò)支持的格式；3-8)將轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)添加到底層延伸網(wǎng)絡(luò)接口模塊的發(fā)送隊(duì)列以等待發(fā)向底層延伸網(wǎng)絡(luò)以執(zhí)行相關(guān)的程序。其中，UGCCNet網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)類型包括設(shè)備注冊(cè)請(qǐng)求、設(shè)備注冊(cè)響應(yīng)、數(shù)據(jù)報(bào)文訂閱消息、數(shù)據(jù)查詢請(qǐng)求、查詢響應(yīng)、控制命令、控制命令回復(fù)消息以及告警消息。該數(shù)據(jù)由消息頭部和消息體兩部分組成，消息頭部包含與發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備及數(shù)據(jù)本身相關(guān)的屬性信息，消息體為數(shù)據(jù)的內(nèi)容體現(xiàn)。圖9所示為UGCCNet網(wǎng)絡(luò)中典型的數(shù)據(jù)查詢請(qǐng)求及查詢響應(yīng)報(bào)文，圖中，查詢請(qǐng)求報(bào)文只包含消息頭部，消息體部分可忽略不計(jì)。在消息頭部中包含有id屬性、type屬性、acceptableSize屬性以及相關(guān)的查詢關(guān)鍵詞。id屬性表示該查詢消息的標(biāo)識(shí)號(hào)，type屬性表示查詢請(qǐng)求的類型，acceptableSize屬性表示服務(wù)器在一個(gè)RPC回復(fù)中能接收的最大報(bào)文長(zhǎng)度；查詢響應(yīng)報(bào)文不僅包含消息頭部，其消息體部分也并未被忽略，這是因?yàn)楸徊樵兊臄?shù)據(jù)內(nèi)容將被寫入消息體部分。當(dāng)查詢成功時(shí)，查詢響應(yīng)報(bào)文的消息頭部將包含請(qǐng)求報(bào)文頭部中的id、type以及acceptableSize屬性，同時(shí)還會(huì)根據(jù)是否有后續(xù)報(bào)文增加一個(gè)cursor屬性。當(dāng)被查詢數(shù)據(jù)長(zhǎng)度大于一條RPC報(bào)文的最大長(zhǎng)度時(shí)，被查詢數(shù)據(jù)將被分成接續(xù)的報(bào)文片進(jìn)行傳輸，此時(shí)在回復(fù)消息中將出現(xiàn)cursor屬性。當(dāng)查詢失敗時(shí),查詢響應(yīng)報(bào)文僅包含消息頭部，并且會(huì)在消息頭部中說明查詢失敗的原因。本發(fā)明通過在底層延伸網(wǎng)絡(luò)和UGCCNet之間設(shè)置協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，使二者可以進(jìn)行無差別的交互，并且針對(duì)多樣化的底層延伸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的控制和管理。同時(shí)，通過對(duì)61owpan的支持，達(dá)到了降低傳輸功耗、提高傳輸效率的目的。以上所述是本發(fā)明的較佳實(shí)施例及其所運(yùn)用的技術(shù)原理，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡(jiǎn)單替換等顯而易見的改變，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種支持UGCCNet和基于IPv61owpan的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),用以提供基于IPv61owpan的底層延伸網(wǎng)絡(luò)同基于IEEE1888協(xié)議的泛在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換和協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，其特征在于該網(wǎng)關(guān)包括底層延伸網(wǎng)絡(luò)接口模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊與UGCCNet接口模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述底層延伸網(wǎng)絡(luò)是指可以獲取傳感數(shù)據(jù)和底層設(shè)備信息的網(wǎng)絡(luò)，包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、基于Modbus工業(yè)總線的底層設(shè)備支撐網(wǎng)絡(luò)、Bacnet樓宇自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)之一。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述底層延伸網(wǎng)絡(luò)接口模塊負(fù)責(zé)接收來自底層延伸網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，并將上層服務(wù)器處理好的數(shù)據(jù)和相關(guān)的命令發(fā)向底層延伸網(wǎng)絡(luò)。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊負(fù)責(zé)將來自底層延伸網(wǎng)絡(luò)和UGCCNet的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式的轉(zhuǎn)換及調(diào)度處理，該協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊包括協(xié)議解析子模塊、數(shù)據(jù)封裝子模塊、緩存、格式轉(zhuǎn)換子模塊以及調(diào)度子模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述UGCCNet接口模塊用于將標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)發(fā)送至UGCCNet中的服務(wù)器端，以及接收服務(wù)器端的標(biāo)準(zhǔn)格式的命令和數(shù)據(jù)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述協(xié)議解析子模塊負(fù)責(zé)對(duì)底層延伸網(wǎng)絡(luò)上傳的IPv6數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，判斷其分片和報(bào)頭壓縮情況并進(jìn)行下一步處理，若數(shù)據(jù)包為分片數(shù)據(jù)則進(jìn)行分片重組過程，若數(shù)據(jù)包報(bào)頭被壓縮則進(jìn)行報(bào)頭恢復(fù)過程。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述數(shù)據(jù)封裝子模塊負(fù)責(zé)將上層服務(wù)器下發(fā)的命令數(shù)據(jù)封裝為底層延伸網(wǎng)絡(luò)可接收的格式，主要為根據(jù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行報(bào)頭壓縮和報(bào)文分片工作。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述緩存用于存放雙方網(wǎng)絡(luò)的臨時(shí)數(shù)據(jù)，利于服務(wù)器快速查詢，當(dāng)某數(shù)據(jù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未更新則進(jìn)行刪除。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述調(diào)度子模塊用于判斷服務(wù)器下發(fā)的命令類型，若為查詢命令，先檢查緩存區(qū)是否存有被查詢數(shù)據(jù)，有則直接進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換并發(fā)送至服務(wù)器，無則發(fā)向底層延伸網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)或設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢；若為控制命令，直接經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)封裝，發(fā)向底層延伸網(wǎng)絡(luò)中對(duì)相應(yīng)節(jié)點(diǎn)或設(shè)備進(jìn)行控制。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，其特征在于所述具有標(biāo)準(zhǔn)格式的命令和數(shù)據(jù)由XML語言進(jìn)行描述，包括數(shù)據(jù)交互消息、注冊(cè)交互消息、告警消息。全文摘要本發(fā)明公開了一種支持UGCCNet和6lowpan的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，它包括底層延伸網(wǎng)絡(luò)接口模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊與UGCCNet接口模塊，底層延伸網(wǎng)絡(luò)接口模塊接收來自底層延伸網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，并將協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊處理好的數(shù)據(jù)和相關(guān)的命令發(fā)向底層延伸網(wǎng)絡(luò)；協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換底層延伸網(wǎng)絡(luò)和支持UGCCNet的網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的交互；UGCCNet接口模塊負(fù)責(zé)將經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換后的標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)發(fā)送至支持UGCCNet的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，以及接收該服務(wù)器下發(fā)的命令數(shù)據(jù)。通過在底層感知延伸網(wǎng)絡(luò)和UGCCNet之間設(shè)置本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)，可以針對(duì)多樣化的底層延伸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的控制和管理。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)降低傳輸功耗、提高傳輸效率的目標(biāo)。文檔編號(hào)H04L29/06GK102724170SQ20111014918公開日2012年10月10日申請(qǐng)日期2011年6月3日優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日發(fā)明者劉東,劉銘,谷晨,陳起申請(qǐng)人:北京天地互連信息技術(shù)有限公司