基于语义的物联网智能网关的制作方法

本实用新型涉及一种网络传输设备，特别涉及一种具有语义识别功能的物联网智能网关装置。

背景技术：

物联网是通过射频识别、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，按照约定的协议，把任何物品集成一个计算模块和通信模块，就能通过特定的网关与互联网连接，把对环境的感知信息传输到互联网，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、对环境的智能感知、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网网关，在物联网时代扮演着非常重要的角色，是连接感知网络与传统通信网络的纽带。作为网关设备，物联网网关可以实现感知网络与通信网络，以及不同类型感知网络之间的协议转换。既可以实现广域互联，也可以实现局域互联。

现有的比较成熟不同协议的物联网网关，比如Zigbee，Lo-Ra，蓝牙，WiFi等等，都可以实现外界事物信息与互联网的互通。近年来，物联网大数据是当前物联网行业发展的热点之一。 尽管看起来物联网大数据市场前景一片光明，但是受当前物联网发展规模、数据孤岛以及数据分析能力等种种因素的制约，物联网大数据生态的发展仍然存在很大的挑战。就比如以传统模式采集到的信息为例，仅有事实维度（数值）这一单一维度，不考虑其含有的具体意义和实际情况，为后续的数据处理增加了难度。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在于克服现有技术的缺陷，提供一种安全性高、传回数据维度多样，且能提高数据的表达能力，更好的发挥其共享性、重用性，方便后续数据处理的基于语义的物联网智能网关。

本实用新型所述的基于语义的物联网智能网关，主要由数据采集终端、数据语义化处理模块、多维数据封装模块、多协议适配模块和以太网数据转发构成，数据采集终端、数据语义化处理模块、多维数据封装模块、多协议适配模块和以太网数据转发构成之间依次通过数据传输的方式联接，数据语义化处理由终端数据输入模块、清洗数据模块、数据语义分析、添加数据标签和结构化数据输出模块构成，所述的数据语义处理模块与前端的数据输入终端联接， 所述的数据语义处理模块由清洗数据模块、数据语义分析模块、添加数据标签和结构化数据模块构成，结构化数据模块与数据封装模块通过数据传输的方式连接，数据封装模块通过数据检验、加密、认证模块与协议适配模块连接。

所述的数据语义分析模块与添加数据标签模块之间设置有添加语义模块。

本实用新型所述的语义识别模块，是将物联网终端节点采集回传的传感器数据，对数据进行清洗，根据数据特定的意义进行数据语义分析，在分析语义的基础上，对数据添加语义标签，形成结构化数据；再经过多维数据封装模块，在语义识别完成后，终端传回的数据据其特定的意义被标注了特定的语义后，以键值对的形式存在，对标注了语义的数据进行相依格式的统一的封装；所述的相依格式是根据应用数据特有的意义，化分为设备信息、地理位置、时间等语义，并进行语义标签，按头部校验、中部校验、尾部校验和其他语义化作为数据封装的语义标签；根据语义标签，进入相应的协议适配，是在物联网系统中常用的通信协议主要有ZigBee、LoRa、NB-IOT、RS232、RS458等等许多协议，数据通过以太网进行传输，根据不同通信协议，对各种不同标准的通信协议进行一个协议适配，使得数据最终转换为统一的TCP/IP格式进行传输；数据校验、加密、认证，数据传输过程中，由于传输包以及通讯状况等等各种问题，在数据封装的过程中，在数据的头部和尾部甚至是中部插入数据校验位，以保证数据不会因为传输而发生错误和丢失，保证传输质量。同时对数据进行加密以保证数据传输过程中的安全性，进一步提高整个物联网系统的整体安全性。

本实用新型所述的基于语义的物联网智能网关，是在传统物联网网关的基础上，利用语义识别技术，数据封装，数据分帧技术以及协议适配、数据校验认证技术对物联网终端节点传回的数据进行分析处理。克服原有的传统物联网网关存在的问题，改变以往的网关基本都是透明传输模式，网关就相当于一个转换开关，只有兼容不同协议的作用，并且数据安全性无法保证的现状；使得所传输的数据维度多样，在数据传输之前进行了语义化的处理，仅仅只是字节流在没有进行后续处理之前并没有什么实际的意义，同时也给后续数据处理增加了难度。

本实用新型所述的基于语义的物联网智能网关，对物联网终端节点采集到的数据进行语义解析、自定义封装，然后进行协议适配，最终将带有语义的数据发送到互联网，最终保存到接收端。此种基于语义的物联网智能网关具有以下特点：一改以往网关透明传输的模式，在数据转发传输之前进行处理；数据语义化处理，极大程度的提高了数据的辨识度和处理便捷性，使网关传输智能化；多协议适配，满足物联网中多种多样的设备统一通信的要求，使得网关更加智能；网关自带的数据校验、加密、认证功能，极大的提高了物联网网络中数据传输的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型数据语义处理模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的说明，但不限于实施例。

实施例1

本实用新型所述的基于语义的物联网智能网关，主要由数据采集终端、数据语义化处理模块、多维数据封装模块、多协议适配模块和以太网数据转发构成，数据采集终端、数据语义化处理模块、多维数据封装模块、多协议适配模块和以太网数据转发构成之间依次通过数据传输的方式联接，数据语义化处理由终端数据输入模块、清洗数据模块、数据语义分析、添加数据标签和结构化数据输出模块构成，所述的数据语义处理模块与前端的数据输入终端联接， 所述的数据语义处理模块由清洗数据模块、数据语义分析模块、添加数据标签和结构化数据模块构成，结构化数据模块与数据封装模块通过数据传输的方式连接，数据封装模块通过数据检验、加密、认证模块与协议适配模块连接。

1.语义识别

物联网终端节点采集回传的数据，大都是传感器数据，因此会有特定的数据意义。我们的智能网关通过对终端节点回传数据的分析辨别，对其进行数据语义分类，给数据打上对应的标签。

2.多维数据封装

语义识别完成后终端传回的数据都会以键值对的形式存在，也就是每一个数据都包含了特定的语义，为了便于数据的传输，我们对数据进行相依格式的统一的封装，以方便后续的数据传输。

3.协议适配

在物联网系统中常用的通信协议主要有ZigBee、LoRa、NB-IOT、RS232、RS458等等许多协议，但数据最终还是要通过以太网进行传输。由于通信协议的不同，我们对各种不同标准的通信协议进行一个协议适配，使得数据最终转换为统一的TCP/IP格式进行传输。

4.数据校验、加密、认证

数据传输过程中，由于传输包以及通讯状况等等各种问题，我们无法保证数据传输后数据的完整性以及正确性，因此我们需要在数据封装的过程中在数据的头部和尾部甚至是中部插入数据校验位，以保证数据不会因为传输而发生错误和丢失，保证传输质量。同时还对数据进行加密以保证数据传输过程中的安全性，进一步提高整个物联网系统的整体安全性。