一种数据采集网关设备的制作方法

1.本实用新型涉及物联网技术领域，尤其涉及一种数据采集网关设备。


背景技术：

2.数据采集网关设备是一种安全稳定的工业数据采集和转换设备,可以将数据从一个网传输到另外一个网，具有低功耗和高可靠性的特点，数据采集网关设备内置协议通信模块和数据采集接口，多应用于物联网数据采集场景。
3.现有技术中，由于物联网终端设备生产的数据与管理系统分属操作技术(operation technology，ot)领域和信息技术(informatiom technology，it)领域，他们是不同的数据类型，实现ot数据和it数据的转换通常是由网关设备完成的，具体的，可以从终端侧汇聚ot数据，进行协议转换，进一步的，对相关数据进行解封装和再封装处理，形成it系统可以识别和处理的数据，然后发送至it管理系统。
4.但是，随着第五代移动通信网络技术(5th generation mobile communication technology，5g)的应用，5g网络是要直接承载工业ot数据的，而上述网关设备无法直接与5g网络设备进行连接和通信，使得应用场景受限，灵活性较差，其中，ot数据多为工业二层数据。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决网关设备无法直接与5g网络设备进行连接和通信，使得应用场景受限，灵活性较差的问题，本实用新型提供了一种数据采集网关设备，可以直接承载ot数据，且应用场景丰富，大大提高应用的灵活性。
6.本实用新型提供了一种数据采集网关设备，所述网关设备包括：下行通信模块、上行通信模块、控制模块和协议适配模块；
7.所述下行通信模块用于收集终端设备发送的不同类型的操作技术ot数据，并发送到所述控制模块；
8.所述控制模块用于将收集到的所述ot数据对应的协议类型进行协议转换，以使转换后的协议类型为信息技术it系统所需的协议类型；
9.所述协议适配模块与所述控制模块连接，包括协议识别模块、租户管理模块和封装模块；所述协议识别模块用于识别转换后的协议类型；所述租户管理模块用于基于识别的协议类型将所述ot数据进行分类，得到分类结果；所述封装模块用于基于所述分类结果对所述ot数据进行封装，以使封装后的所述ot数据被所述it系统识别；
10.所述上行通信模块与所述it系统连接，用于将封装后的所述ot数据发送至所述it系统。
11.可选的，所述协议适配模块还包括：流表控制模块；所述流表控制模块用于获取与it系统连接的上行通信模块对应的类型，并基于所述类型确定封装后的所述ot数据与所述上行通信模块的传输方式。
12.可选的，所述上行通信模块具体用于：基于所述流表控制模块确定的传输方式，将封装后的所述ot数据发送至所述it系统；
13.所述上行通信模块包括：第四代移动通信技术4g模块、第五代移动通信技术5g模块、窄带物联网通信模块和千兆以太网接口有线通信模块，每一上行通信模块对应有与所述it系统的传输方式。
14.可选的，所述协议适配模块还包括：安全加密模块；
15.所述安全加密模块用于基于预定义加密算法对封装后的所述ot数据进行加密，以使封装后的所述ot数据安全传输。
16.可选的，所述控制模块包括：数据抄手模块、身份认证模块、参数设置模块和协议转换模块；
17.所述数据抄手模块，用于接收所述下行通信模块发送的ot数据以及所述ot数据对应的标识信息；所述身份认证模块用于基于所述标识信息判断所述ot数据是否正确，在所述ot数据正确时，向所述参数设置模块发送响应信息；所述参数设置模块用于在接收到所述响应信息后，获取所述ot数据对应的协议类型以及所述it系统所需的协议类型；所述协议转换模块用于将所述ot数据对应的协议类型转换为所述it系统所需的协议类型。
18.可选的，所述身份认证模块，具体用于：
19.利用预定义算法对所述ot数据进行处理，得到处理结果，所述处理结果用于标识所述ot数据的奇偶性；
20.判断所述标识信息和所述处理结果是否相同；
21.若相同，则确定所述ot数据正确，并向所述参数设置模块发送响应信息。
22.可选的，所述网关设备还包括：报警装置；
23.所述报警装置与所述控制模块连接，用于在接收所述控制模块中的身份认证模块在确定所述ot数据不正确时，发送的报警提示信息，并基于所述报警提示信息进行报警。
24.可选的，所述下行通信模块具体用于：获取终端设备对应的通信方式，并基于所述通信方式收集相应类型的ot数据，将收集到ot数据发送到所述控制模块；
25.所述下行通信模块包括：可编程逻辑控制器plc模块、远距离无线电lora模块、无线网络通信技术wifi模块和仪表通信接口rs485模块，每一下行通信模块对应有与终端设备的通信方式。
26.可选的，所述网关设备还包括：交换模块；所述下行通信模块和所述控制模块之间通过所述交换模块连接；所述控制模块和所述协议适配模块之间通过所述交换模块连接；所述协议适配模块和所述上行通信模块之间通过所述交换模块连接；所述交换模块用于在各个模块之间传输数据，并对各个模块产生的数据进行存储。
27.可选的，所述网关设备还包括：时钟管理模块；
28.所述时钟管理模块分别与所述下行通信模块、所述上行通信模块、所述控制模块和所述协议适配模块连接，用于控制各个模块开始执行的时间位于预设范围内，使得各个模块开始执行的时间对齐。
29.本领域技术人员能够理解的是，本实用新型提供一种数据采集网关设备，该网关设备包括：下行通信模块、上行通信模块、控制模块和协议适配模块；下行通信模块用于收集终端设备发送的不同类型的ot数据，并发送到控制模块；进一步的，控制模块在收集到的
ot数据后，对ot数据对应的协议类型进行协议转换，以使转换后的协议类型为it系统所需的协议类型；协议适配模块与控制模块连接，包括协议识别模块、租户管理模块和封装模块；其中，协议识别模块可以识别转换后的协议类型；租户管理模块可以基于识别的协议类型将ot数据进行分类，得到分类结果；进一步的，封装模块可以基于分类结果对ot数据进行封装，以使封装后的ot数据被it系统识别；进而上行通信模块将封装后的ot数据发送至it系统。这样，该网关设备可以直接承载ot数据，进而与5g网络设备进行连接和通信，大大提高了应用的灵活性。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。附图为：
31.图1为本实用新型提供的一种数据采集网关设备的应用场景图；
32.图2为本实用新型提供的一种数据采集网关设备的结构示意图；
33.图3为本实用新型提供的一种协议适配模块的结构示意图；
34.图4为本实用新型提供的一种上行通信模块的结构示意图；
35.图5为本实用新型提供的另一种协议适配模块的结构示意图；
36.图6为本实用新型提供的一种控制模块的结构示意图；
37.图7为本实用新型提供的一种报警装置的结构示意图；
38.图8为本实用新型提供的一种下行通信模块的结构示意图；
39.图9为本实用新型提供的一种交换模块的结构示意图；
40.图10为本实用新型提供的一种时钟管理模块的结构示意图；
41.图11为本实用新型提供的一种具体的数据采集网关设备的结构示意图。
42.通过上述附图，已示出本实用新型明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本实用新型构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。
具体实施方式
43.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新保护的范围。
44.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本
实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
45.下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案以及本实用新型的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本实用新型进行描述。
46.下面对本实用新型的应用场景进行解释：
47.图1为本实用新型提供的一种数据采集网关设备的应用场景图，如图1所示，以2个终端设备为例，该两个终端设备为不同厂家生产的工业设备，采用了不同的私有协议，故第一终端设备101和第二终端设备102之间无法通信，具体的，第一终端设备101和第二终端设备102产生的数据属于ot领域，基站104属于it领域，他们对应不同的数据类型，即支持不同的协议，要想实现终端设备与基站104的通信，需要利用数据采集网关设备103实现两个不同协议的网络互联，进而进行通信。
48.可以理解的是，若实现第一终端设备101和第二终端设备102之间的通信，可以通过数据采集网关设备103采集第一终端设备101对应的数据，对数据进行处理，进而发送到基站104，进一步的，通过数据采集网关设备103采集基站104对应的数据，对数据进行处理，进而发送到第二终端设备102，该过程可以理解为两个终端侧和系统侧的数据转换。
49.需要说明的是，本实用新型对终端设备的类型和数量不作具体限定，其属于ot领域的物联网终端设备，该终端设备可以是无线终端也可以是有线终端。无线终端可以是指向用户提供语音和/或其他业务数据连通性的设备，具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备。无线终端可以经无线接入网(radio access network，ran)与一个或多个核心网设备进行通信，无线终端可以是移动终端，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语言和/或数据。再例如，无线终端还可以是个人通信业务(personal communication service，pcs)电话、无绳电话、会话发起协议(session initiation protocol，sip)话机、无线本地环路(wireless local loop，wll)站、个人数字助理(personal digital assistant，pda)等设备。无线终端也可以称为系统、订户单元(subscriber unit)、订户站(subscriber station)，移动站(mobile station)、移动台(mobile)、远程站(remote station)、远程终端(remote terminal)、接入终端(access terminal)、用户终端(user terminal)、用户代理(user agent)、用户设备(user device or user equipment)，在此不作限定。
50.物联网终端设备生产的数据与管理系统分属ot领域和it领域，他们是不同的数据类型，具有不同的数据格式，如ot领域中网络的数据类型包括modbus类型、点对点接口(point to point interface，ppi)类型、多点接口(multipoint interface，mpi)类型、控制器局域网(controller area network，can)类型和过程现场总线(process field bus，profibus)类型等；it领域中系统支持的数据类型包括消息队列遥测传输(message queuing telemetry transport，mqtt)类型和超文本传输协议(hypertext transfer protocol，http)类型等，it管理系统不能直接识别工业ot数据，更不能对其进行分析和处理。
51.一种可能的实现方式中，网关设备完成的可以从终端侧汇聚ot数据，进行协议转换，进一步的，对相关数据进行解封装和再封装处理，形成it系统可以识别和处理的数据，
然后发送至it管理系统。
52.但是，上述网关设备应用在传统工业场景中是没有问题的，但随着5g技术的应用，5g网络是要直接承载工业ot数据的，而上述网关设备无法直接与5g网络设备进行连接和通信，使得应用场景受限，灵活性较差，其中，ot数据多为工业二层数据，且终端侧普遍不支持5g传输能力。
53.因此，本实用新型提出一种同时具备数据采集和协议适配能力的数据采集网关设备，可以通过数据采集网关设备中的下行通信模块收集终端设备发送的不同类型的ot数据，进而数据采集网关设备中的控制模块对ot数据进行协议转换，通过在数据采集网关设备引入协议适配模块，将控制模块输出的数据进行封装，进而将封装后的数据发送给it系统，这样，数据采集网关设备可以无缝的承接5g网络接入，且该协议适配模块并不改变ot数据的格式，它只是依据某种特定的封装技术，将ot数据进行封装，使得封装后的ot数据可以被5g网络设备识别，这样就可以通过5g网络直接承载ot数据，并将其传输至it系统，大大提高应用的灵活性。
54.示例性的，图2为本实用新型提供的一种数据采集网关设备的结构示意图，如图2所示，所述网关设备包括：下行通信模块201、上行通信模块204、控制模块202和协议适配模块203；
55.所述下行通信模块201用于收集终端设备发送的不同类型的操作技术ot数据，并发送到所述控制模块202；
56.所述控制模块202用于将收集到的所述ot数据对应的协议类型进行协议转换，以使转换后的协议类型为信息技术it系统所需的协议类型；
57.所述协议适配模块203与所述控制模块202连接，所述协议适配模块203包括协议识别模块2031、租户管理模块2032和封装模块2033；所述协议识别模块2031用于识别转换后的协议类型；所述租户管理模块2032用于基于识别的协议类型将所述ot数据进行分类，得到分类结果；所述封装模块2033用于基于所述分类结果对所述ot数据进行封装，以使封装后的所述ot数据被所述it系统识别；
58.所述上行通信模块204与所述it系统连接，用于将封装后的所述ot数据发送至所述it系统。
59.本实用新型中，it系统可以指的是利用it网络的管理系统，it系统可以应用于实现在广域网的蜂窝数据连接的设备中，如5g网络设备，即基站等，本实用新型对应用it系统的网络设备的种类和数量不作具体限定，应用it系统的网络设备有多种，该网络设备可以支持第四代移动通信技术(4th generation mobile communication technology，4g)、长期演进(long term evolution，lte)、5g、窄宽带物联网(narrow band internet of things,nb-iot)、千兆以太网接口(gigabit ethernet，ge)等的网络连接。
60.ot数据对应的协议类型基于终端设备使用的ot网络确定，不同的ot网络支持不同的通信协议，本实用新型对此不做具体限定；所述ot数据多为工业二层数据，即二层工业交换机收集的数据。
61.其中，协议识别模块用于识别转换后的协议类型，以确定ot数据的身份，封装模块用于基于所述分类结果对所述ot数据进行封装，以使封装后的所述ot数据被所述it系统识别，如可以将二层数据进行特定封装，以使其可以被5g网络设备识别、寻址和接入，具体的，
可以将二层数据封装到一个新的报文里，使得该报文可以被5g网络设备识别，这样就可以通过5g网络直接承载ot数据，并将其传输至it系统，且无需在it系统中增加额外的设备，节省资源。
62.需要说明的是，本实用新型对封装模块封装ot数据的技术不作具体限定，其可以为通用路由封装(generic routing encapsulation，gre)和多协议标签交换(multiprotocol label switching，mpls)等技术。
63.因此，本实用新型提供一种数据采集网关设备，可以通过下行通信模块收集终端设备发送的不同类型的ot数据，并发送到控制模块；进一步的，控制模块在收集到的ot数据后，对ot数据对应的协议类型进行协议转换，以使转换后的协议类型为it系统所需的协议类型；进一步的，协议适配模块中的协议识别模块可以识别转换后的协议类型；协议适配模块中的租户管理模块可以基于识别的协议类型将ot数据进行分类，得到分类结果；进一步的，协议适配模块中的封装模块可以基于分类结果对ot数据进行封装，以使封装后的ot数据被it系统识别；进而利用上行通信模块将封装后的ot数据发送至it系统。这样，该网关设备可以直接承载ot数据，进而与5g网络设备进行连接和通信，大大提高了应用的灵活性。
64.可选的，图3为本实用新型提供的一种协议适配模块的结构示意图，如图3所示，所述协议适配模块203还包括：流表控制模块2034；所述流表控制模块2034用于获取与it系统连接的上行通信模块204对应的类型，并基于所述类型确定封装后的所述ot数据与所述上行通信模块的传输方式。
65.本实用新型中，所述流表控制模块2034用于维护一张二层设备-三层地址之间的对应条目关系，以动态管理终端设备，即终端设备基于上行通信模块204中相对应类型的模块与it系统进行通信，不同类型的终端设备使用不同的模块与it系统进行通信，每一模块对应有相应的传输方式，如5g网络对应的传输方式，这样，每一终端设备发送的数据，均有对应的网络设备接收，所述网络设备对应有三层地址，所述流表控制模块可以保持与it系统的连接关系。
66.因此，本实用新型可以基于上行通信模块对应的类型确定数据传输方式，使得终端设备与it系统的传输存在一一对应关系，提高传输的准确性。
67.可选的，图4为本实用新型提供的一种上行通信模块的结构示意图，如图4所示，所述上行通信模块204具体用于：基于所述流表控制模块2034确定的传输方式，将封装后的所述ot数据发送至所述it系统；
68.所述上行通信模块204包括：第四代移动通信技术4g模块2041、第五代移动通信技术5g模块2042、窄带物联网通信模块2043和千兆以太网接口有线通信模块2044，每一上行通信模块对应有与所述it系统的传输方式。
69.本实用新型中，传输方式可以指的是应用it系统的网络设备所使用的网络对应的传输方式，包括5g网络对应的传输方式、4g网络对应的传输方式、nb-iot网络对应的传输方式、ge对应的传输方式、lte对应的传输方式等，每一上行通信模块对应有相应的传输方式，如5g模块2042对应为5g网络对应的传输方式，本实用新型对传输方式以及所述上行通信模块包括的模块的类型和数量不作具体限定。
70.因此，本实用新型针对不同的传输方式，在数据采集网关设备中设置了相应的上行通信模块传输数据，可以适用于多种网络，满足不同网络设备的传输需求，应用场景丰
富。
71.可选的，图5为本实用新型提供的另一种协议适配模块的结构示意图，如图5所示，所述协议适配模块203还包括：安全加密模块2035；
72.所述安全加密模块2035用于基于预定义加密算法对封装后的所述ot数据进行加密，以使封装后的所述ot数据安全传输。
73.本实用新型中，预定义加密算法可以指的是预定的任意加密算法，用于对传输数据进行加密，其可以参考现有的加密算法，如http加密算法、消息摘要算法、对称块加密算法等，也可以人为重新定义算法，本实用新型对此不作具体限定。
74.示例性的，在下行通信模块收集终端设备发送的不同类型的ot数据后，将其发送到控制模块；进而控制模块将ot数据对应的协议类型进行协议转换，进一步的，租户管理模块基于识别的协议类型将ot数据进行分类，得到分类结果；封装模块利用类结果对ot数据进行封装，安全加密模块基于http加密算法对封装后的ot数据进行加密，进而将加密后的ot数据发送到上行通信模块，以使上行通信模块将加密后的ot数据发送至it系统。
75.可以理解的是，it系统在收到加密后的ot数据后，可以对其进行解密，以使相应的网络设备识别该ot数据。
76.需要说明的是，对ot数据进行加密和解密的方法或者加密的层数，本实用新型对此不作具体限定，其可以加密多次，以提高传输的安全性。
77.因此，本实用新型可以将封装后的ot数据进行安全加密，以实现ot数据通过公网传输时的安全性，减少泄露的风险。
78.可选的，图6为本实用新型提供的一种控制模块的结构示意图，如图6所示，所述控制模块202包括：数据抄手模块2024、身份认证模块2023、参数设置模块2022和协议转换模块2021；
79.所述数据抄手模块2024，用于接收所述下行通信模块发送的ot数据以及所述ot数据对应的标识信息；所述身份认证模块2023用于基于所述标识信息判断所述ot数据是否正确，在所述ot数据正确时，向所述参数设置模块发送响应信息；所述参数设置模块2022用于在接收到所述响应信息后，获取所述ot数据对应的协议类型以及所述it系统所需的协议类型；所述协议转换模块2021用于将所述ot数据对应的协议类型转换为所述it系统所需的协议类型。
80.本实用新型中，所述身份认证模块2023基于所述标识信息判断所述ot数据是否正确所使用的算法，本实用新型不做具体限定，如校验数据位数的算法、校验数据奇偶性的算法等。
81.具体的，数据抄手模块2024可以接收下行通信模块发送的ot数据以及ot数据对应的标识信息，并传输给身份认证模块2023；进而身份认证模块2023基于接收的标识信息利用预定义算法判断ot数据是否正确，在确定ot数据正确时，向参数设置模块2022发送响应信息，以告知参数设置模块2022可以继续执行下一步；进一步的，参数设置模块2022在接收到该响应信息后，获取ot数据对应的协议类型以及it系统所需的协议类型，并传输给协议转换模块2021，进一步的，协议转换模块2021将ot数据对应的协议类型转换为it系统所需的协议类型。
82.因此，本实用新型可以对ot数据对应的协议进行协议转换，不更改数据格式，提高
处理效率，还可以保证数据传输的正确性，提高数据传输的稳定性。
83.可选的，所述身份认证模块，具体用于：
84.利用预定义算法对所述ot数据进行处理，得到处理结果，所述处理结果用于标识所述ot数据的奇偶性；
85.判断所述标识信息和所述处理结果是否相同；
86.若相同，则确定所述ot数据正确，并向所述参数设置模块发送响应信息。
87.本实用新型中，预定义算法可以指的是设定的用于确定ot数据中不同数据类型对应个数奇偶性的算法，如ot数据为1101，则利用预定义算法确定ot数据中1的个数为奇数，0的个数是奇数。
88.示例性的，以发送ot数据为1101为例，利用预定义算法对ot数据进行处理，得到处理结果为1的个数为奇数，0的个数是奇数，所述标识信息为1的个数为奇数，0的个数是奇数，通过判断该标识信息和处理结果相同；则确定ot数据正确，进一步的，向参数设置模块发送响应信息；若利用预定义算法对ot数据进行处理，得到处理结果为1的个数为奇数，0的个数是偶数，通过判断该标识信息和处理结果不相同；则确定ot数据不正确，则可以终止ot数据的传输。
89.可以理解的是，该标识信息也可以用一个数值表示，如“1”对应1的个数为奇数，0的个数是奇数，“0”对应1的个数为奇数，0的个数是偶数，或1的个数为偶数，0的个数是偶数，若得到处理结果为1，则判断发送ot数据时对应的标识信息是否也为1，进而确定ot数据是否正确。
90.本实用新型对标识信息的表述形式不作具体限定。
91.因此，本实用新型可以基于预定义算法判断ot数据传输是否完整，提高数据传输的正确性。
92.可选的，图7为本实用新型提供的一种报警装置的结构示意图，如图7所示，所述网关设备还包括：报警装置701；
93.所述报警装置701与所述控制模块202连接，用于在接收所述控制模块202中的身份认证模块2023在确定所述ot数据不正确时，发送的报警提示信息，并基于所述报警提示信息进行报警。
94.本实用新型中，报警提示信息可以指的是设定的用于提醒用户传输的ot数据发生异常而生成的提示信息，报警装置基于该报警提示信息进行报警的方式可以有鸣笛、红灯警示、向用户终端设备发送信息等，本实用新型对此不作具体限定。
95.示例性的，在控制模块202中的身份认证模块2023确定ot数据不正确时，可以向报警装置701发送的报警提示信息，进一步的，报警装置701基于该报警提示信息进行鸣笛，以提醒用户ot数据传输异常。
96.因此，本实用新型通过设置报警装置提醒用户数据收集时发生异常，以使用户可以及时检修。
97.可选的，图8为本实用新型提供的一种下行通信模块的结构示意图，如图8所示，所述下行通信模块201具体用于：获取终端设备对应的通信方式，并基于所述通信方式收集相应类型的ot数据，将收集到ot数据发送到所述控制模块；
98.所述下行通信模块包括：可编程逻辑控制器plc模块2011、远距离无线电lora模块
2012、无线网络通信技术wifi模块2013和仪表通信接口rs485模块2014，每一下行通信模块对应有与终端设备的通信方式。
99.本实用新型中，通信方式可以基于终端设备传输数据时使用的网络类型确定，不同的网络类型对应不同的通信方式，如终端设备传输数据时使用的wifi进行传输，相应的，数据采集网关设备利用wifi模块2013进行数据收集，收集过程利用的是wifi对应的通信方式，其他模块与wifi模块类似，在此不再赘述。
100.因此，本实用新型基于不同的终端，在数据采集网关设备中设置相应的模块，并利用模块对应的通信方式进行数据收集，提高应用的灵活性。
101.可选的，图9为本实用新型提供的一种交换模块的结构示意图，如图9所示，所述网关设备还包括：交换模块901；所述下行通信模块201和所述控制模块202之间通过所述交换模块901连接；所述控制模块202和所述协议适配模块203之间通过所述交换模块901连接；所述协议适配模块203和所述上行通信模块204之间通过所述交换模块901连接；所述交换模块901用于在各个模块之间传输数据，并对各个模块产生的数据进行存储。
102.本实用新型中，所述交换模块901用于在数据采集网关设备内部建立信息交互通道，在不同模块之间传输业务数据和信令数据，所述交换模块901还用于将传输的业务数据和信令数据进行存储，所述存储包括缓存与永久存储两种形式，具体视传输数据的重要性以及数据采集网关设备的内存大小而定，本实用新型对此不作具体限定。
103.因此，本实用新型基于交换模块实现数据的交互与存储，提高数据传输的稳定性。
104.可选的，图10为本实用新型提供的一种时钟管理模块的结构示意图，如图10所示，所述网关设备还包括：时钟管理模块1001；
105.所述时钟管理模块1001分别与所述下行通信模块201、所述上行通信模块202、所述控制模块203和所述协议适配模块204连接，用于控制各个模块开始执行的时间位于预设范围内，使得各个模块开始执行的时间对齐。
106.本实用新型中，预设范围可以指的是提前设的用于保证数据采集网关设备中各个模块同步进行工作对应的时间范围区间，该预设范围较小，保证各个模块可以执行同一个任务，若某一模块执行时的时间超出该预设范围，说明该模块没有正常工作，此时可以发送提示信息，其可以参考报警装置的设置，在此不再赘述，本实用新型对预设范围的大小不作具体限定。
107.因此，本实用新型通过设置时钟管理模块保证数据采集网关设备中各个模块工作的同步进行，减少某个模块在收集数据时不工作情况的发生，提高设备执行的有效性。
108.结合上述实施例，图11为本实用新型提供的一种具体的数据采集网关设备的结构示意图，如图11所示，所述数据采集网关设备包含六大模块，分别为供电模块、交换模块、下行通信模块、上行通信模块、控制模块和协议适配模块。
109.其中，供电模块用于将特定数值的电流如交流电220v或直流电48v输入到该网关设备中的各个模块；下行通信模块用于收集终端设备发送的ot数据，由于ot数据结构复杂，所以该通信模块又包括多个通信子模块，包括plc模块、lora模块、wifi模块和rs485模块等，分别支持不同类型的终端数据；
110.上行通信模块连接it系统，根据与it系统物理连接方式的不同，分为4g模块、5g模块、nb-iot模块以及ge模块等；交换模块用于在设备内部建立信息交互通道，在不同模块之
间传输业务数据和信令数据，其基于内部控制总线与各个模块连接；控制模块用于将收集上来的数据进行身份认证和协议转换，包括数据抄手模块、身份认证模块、参数设置模块和协议转换模块；所述数据抄手模块，用于接收下行通信模块发送的ot数据以及ot数据对应的标识信息；所述身份认证模块用于基于标识信息判断所述ot数据是否正确，在ot数据正确时，向参数设置模块发送响应信息；所述参数设置模块用于在接收到响应信息后，获取ot数据对应的协议类型以及it系统所需的协议类型；所述协议转换模块用于将ot数据对应的协议类型转换为it系统所需的协议类型；
111.协议适配模块用于将控制模块输出的数据进行封装，以实现可通过5g网络接入和承载的目的。该协议适配模块可以分为协议识别模块、租户管理模块、数据封装模块、流表控制模块和安全加密模块。其中，协议识别模块用于将控制模块发来的ot数据的类型进行识别，以确认其业务数据的身份；租户管理模块用于对ot数据进行分类和区分；封装模块用于将二层数据进行特定封装，以使其可以实现被5g网络设备识别、寻址和接入等目的；流表控制模块用于维护一张二层设备-三层地址之间的对应条目关系，以动态的管理终端设备，并保持与it系统的连接关系；安全加密模块用于对整体传输的ot数据进行安全加密，以实现通过公网传输数据时的安全性；
112.其中，在该数据采集网关设备中，还包括时钟管理模块，所述时钟管理模块分别与下行通信模块、上行通信模块、控制模块、交换模块和协议适配模块连接，用于控制各个模块开始执行的时间对齐。
113.需要说明的是，在该数据采集网关设备中，协议适配模块是必须的，但5g模块却不是必须的。实际上，5g模块还无法实现量产化，但本网关设备一旦完成数据采集和协议适配之后，即可通过外接客户端设备(customer premise equipment，cpe)实现通过5g网络的传输，在这种情况下，5g模块并不是必须的。但拥有5g模块将使该网关设备实现更灵活的部署，从而达到更广泛的推广。
114.因此，本实用新型通过引入协议适配模块，使得数据采集网关设备可以无缝的承接5g网络接入，将无线通信技术(communications technology，ct)引入到ot和it网络中，使得数据采集类网关设备的应用场景可以扩展到更大的场景中，并且可通过5g技术手段实现ot数据的直接采集。
115.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征进行等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。