物联网系统及其通信方法、中心节点设备和自组网与流程

本发明涉及物联网领域，特别涉及一种物联网系统及其通信方法、中心节点设备和自组网。

背景技术：

近年来物联网发展迅猛，目前已经广泛应用于智能交通、环境保护、公共安全、平安家居、环境监测、食品溯源等多个领域。物联网通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息。为实现采集数据的上报，传感设备需要通过gprs(generalpacketradioservice，通用分组无线服务)、wifi(wireless-fidelity，无线保真)、nb-iot(narrowbandinternetofthings，窄带物联网)等方式与后台系统进行通信。

现有的物联网方案在实际推广过程中仍存在以下一些问题：

1、每个传感设备都需要具备独立的通信模块/存储模块(用于缓存未上报的数据)，设备成本及通信成本都较高。

2、后台需要直接连接/管理众多传感设备，控制复杂，效率低下。

技术实现要素：

鉴于以上技术问题，本发明提供了一种物联网系统及其通信方法、中心节点设备和自组网，通过自组网技术构建物联网系统，提升了系统运行效率，降低了建设成本。

根据本发明的一个方面，提供一种中心节点设备，所述中心节点设备和至少一个传感设备构成一个自组网，服务器和至少一个自组网构成一个物联网系统，其中：

中心节点设备，用于实现对中心节点设备所在自组网内每一传感设备的数据采集管理，实现与服务器的数据通信。

在本发明的一个实施例中，中心节点设备还用于维护所述中心节点设备所在自组网内每一传感设备的自行接入。

在本发明的一个实施例中，所述中心节点设备为前置控制器。

在本发明的一个实施例中，所述中心节点设备通过紫蜂zigbee网络连接管理所述中心节点设备所在自组网内的每一传感设备。

在本发明的一个实施例中，所述中心节点设备通过无线通信方式与所述服务器进行通信。

根据本发明的另一方面，提供一种自组网，包括如上述任一实施例所述的中心节点设备和至少一个传感设备。

根据本发明的另一方面，提供一种物联网系统，包括服务器和至少一个自组网，其中，所述自组网为如上述任一实施例所述的自组网。

根据本发明的另一方面，提供一种物联网系统通信方法，其中，所述物联网系统包括服务器和至少一个自组网，所述自组网包括中心节点设备和至少一个传感设备，所述物联网系统通信方法包括：

中心节点设备对中心节点设备所在自组网内每一传感设备的数据进行采集管理；

中心节点设备将所在自组网内每一传感设备的数据上报给服务器。

在本发明的一个实施例中，所述物联网系统通信方法还包括：

中心节点设备接收服务器下发的控制指令；

中心节点设备根据服务器下发的控制指令，控制自组网内相应的传感设备进行相应操作。

在本发明的一个实施例中，所述物联网系统通信方法还包括：

中心节点设备维护所述中心节点设备所在自组网内每一传感设备的自行接入。

在本发明的一个实施例中，所述物联网系统通信方法还包括：

中心节点设备通过紫蜂zigbee网络连接管理所述中心节点设备所在自组网内的每一传感设备。

在本发明的一个实施例中，所述物联网系统通信方法还包括：

中心节点设备通过无线通信方式与所述服务器进行通信。

本发明通过中心节点设备统一完成对多个传感设备的数据采集管理，同时完成与后台的数据通信，从而降低系统成本，简化设备控制，提升系统的可用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。

图1为物联网方案一个实施例的示意图。

图2为本发明物联网系统一个实施例的示意图。

图3为本发明物联网系统另一实施例的示意图。

图4为本发明物联网系统通信方法一个实施例的示意图。

图5为本发明物联网系统通信方法另一实施例的示意图。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为物联网方案一个实施例的示意图。申请人发现：在图1所示的物联网方案中，存在如下技术问题：

1、每个传感设备直接通过网络与系统服务器连接。

2、每个传感设备都需要具备通信模块，用于实现与后台系统的通信。

3、因为数据通信可能发生故障，因此每个传感模块都需要具备数据存储模块，用于缓存监测数据，以便等网络通信恢复后重新上传。

4、系统服务器需要维护与大量传感设备的连接及控制，系统开销大，效率低。

因此，针对现有的物联网方案存在的设备成本/通信成本高，系统控制复杂等问题，申请人提出一种自组网的物联网系统及其通信方法。

图2为本发明物联网系统一个实施例的示意图。如图2所示，所述物联网系统包括服务器1和至少一个自组网2。

在本发明的一个实施例中，所述中心节点设备21可以通过gprs、wifi、nb-iot等无线通信方式与所述服务器1进行通信。

图3为本发明物联网系统另一实施例的示意图。如图3所示，图2所示的自组网2可以包括中心节点设备21和至少一个传感设备22，其中：

中心节点设备21，用于实现对中心节点设备21所在自组网2内每一传感设备22的数据采集管理，实现与服务器1的数据通信。

在本发明的一个实施例中，如图3所示的所述中心节点设备21可以实现为前置控制器。

在本发明的一个实施例中，中心节点设备21还用于维护所述中心节点设备21所在自组网2内每一传感设备22的自行接入。

在本发明的一个实施例中，所述中心节点设备21可以通过紫蜂zigbee网络连接管理所述中心节点设备21所在自组网2内的每一传感设备22。

在本发明的一个实施例中，所述中心节点设备21可以通过gprs、wifi、nb-iot等无线通信方式与服务器1进行通信。

本发明上述实施例中通过zigbee网络连接管理多个传感设备，中心节点设备(前置控制器)负责维护传感设备的自行接入。

由于zigbee网络具备低功耗、自组网、无线传输距离远(几十到数百米)等特点。因此本发明上述实施例可大幅降低传感设备的耗电量，提升待机时长(对于无电源传感设备而言)。

本发明上述实施例的传感设备不需独立通信模块，zigbee模块成本较通信模块成本也大大减少。

在本发明的一个实施例中，所述中心节点设备21包括数据缓存模块，用于在数据通信发生故障等情况下，缓存未上报给服务器的数据，以便等网络通信恢复后重新上传。

因为zigbee网络较通信网络更稳定，因此本发明上述实施例的数据缓存可统一由中心节点设备(前置控制器)实现，从而减少了传感设备上存储模块成本。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，所述物联网系统还可以包括手机客户端3，其中，手机客户端3从服务器1获取传感设备22的监测信息，并通过服务器1和中心节点设备21实现对传感设备22的控制。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，所述物联网系统还可以包括gprs、wifi、nb-iot等网络设备，所述服务器1用于通过gprs、wifi、nb-iot等网络设备实现与中心节点设备21的数据通信。

基于本发明上述实施例提供的物联网系统，通过zigbee(紫蜂协议)网络实现与多个近距离内的传感设备自行组网(非通信网)，由中心节点设备统一完成对多个传感设备的数据采集管理，同时完成与后台的数据通信，从而降低了系统成本，简化了设备控制，提升了系统的可用性。

本发明上述实施例中，系统服务器只需要维护少量前置控制器设备的连接及管理，系统开销小，效率高。

本发明上述实施例中，传感设备不需要配置通信模块及存储模块，从而大大降低了设备成本。

图4为本发明物联网系统通信方法一个实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明物联网系统执行。该方法包括以下步骤：

步骤41，中心节点设备21对中心节点设备21所在自组网2内每一传感设备22的数据采集管理。

步骤42，中心节点设备21将所在自组网2内每一传感设备22的数据上报给服务器1。

在本发明的一个实施例中，所述物联网系统通信方法还可以包括：中心节点设备21通过紫蜂zigbee网络连接管理所述中心节点设备21所在自组网2内的每一传感设备22。

在本发明的一个实施例中，所述物联网系统通信方法还可以包括：中心节点设备21维护所述中心节点设备21所在自组网2内每一传感设备22的自行接入。

在本发明的一个实施例中，所述物联网系统通信方法还可以包括：中心节点设备21通过gprs、wifi、nb-iot等无线通信方式与所述服务器1进行通信。

图5为本发明物联网系统通信方法另一实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明物联网系统执行。该方法包括以下步骤：

步骤51，中心节点设备21接收服务器1下发的控制指令。

步骤52，中心节点设备21根据服务器1下发的控制指令，控制自组网2内相应的传感设备22进行相应操作。

基于本发明上述实施例提供的物联网系统通信方法，针对现有的物联网方案存在的设备成本/通信成本高，系统控制复杂等问题，提出了通过zigbee网络实现与多个近距离内的传感设备自行组网(非通信网)，由中心节点设备统一完成对多个传感设备的数据采集管理，同时完成与后台的数据通信，从而降低了系统成本，简化了设备控制，提升了系统的可用性。

本发明上述实施例通过自组网技术构建物联网系统，提升了系统运行效率，降低了建设成本。

本发明上述实施例的传感设备不需要配置通信模块及存储模块，大大降低了设备成本。

本发明上述实施例使用zigbee模块可以降低设备耗电量，从而提升了待机时间。

本发明上述实施例的系统服务器只需要维护少量中心节点设备的连接及管理，系统开销小，效率高。

在上面所描述的中心节点设备可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(plc)、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。