CN104811357B - 一种物联网系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物联网系统。该物联网系统包括多个物联网子系统，各个物联网子系统可以通过外部网络相互连接，同时每个物联网子系统也可以通过外部网络连接包括服务器和终端在内的其他设备。物联网子系统包含智能网关，智能交换机以及终端设备三部分，同时终端设备既可以是智能设备也可以是非智能设备。智能网关既可以为智能设备分配地址，也可以为非智能设备分配地址。使用这种物联网系统，既可以避免复杂IP地址分配难题，也可以使得智能、非智能设备得到兼容，因而提高了物联网通信效率以及降低了物联网的部署难度。

Description

一种物联网系统

技术领域

本发明涉及一种网络系统，并且尤其涉及一种兼容智能设备与非智能设备的物联网系统。

背景技术

物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。在物联网上，每个人都可以应用电子标签将真实的物体上网联结，在物联网上都可以查找出它们的具体位置。通过物联网可以用中心计算机对机器、设备、人员进行集中管理、控制，也可以对家庭设备、汽车进行遥控，以及搜寻位置、防止物品被盗等各种应用。

物联网将现实世界数字化,应用范围十分广泛。物联网的应用领域主要包括以下几个方面：运输和物流领域、健康医疗领域、智能环境（家庭、办公、工厂）领域、个人和社会领域等，具有十分广阔的市场和应用前景。

现有技术中物联网架构主要有以下几种类型。1999年由美国麻省理工学院Auto-ID实验室提出的network Auto-ID体系结构，主要由由标识标签、阅读终端、信息传输网络、标识解析服务器和信息服务器组成，以实现把所有物品通过射频识别（RFID）和条码等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。

由非盈利标准化组织uID中心制订的uID IoT物联网体系结构（如图1所示），主要包括Ucode服务器、context、用户终端、互联网、Ucode解析服务器和应用信息服务器组成，以实现通过RFID和二维码来标识物体，由网络化传感器采集周围环境信息（Context），并根据采集的环境信息调整信息服务。

2007年下一代网络全球标准举措会议上由韩国的电子与通信技术研究所提出的USN体系结构，该体系结构自底向上将物联网分为感知网、接入网、网络基础设施、中间件和应用平台五层。

由美国弗吉尼亚大学提出的分层物联网体系结构Physical-net，该体系结构自底向上分别为服务提供层、网关层、协调层和应用层。

欧洲电信标准组织正在制订的关于机器与机器之间进行通信的标准体系结构M2M，主要是实现终端设备通过移动通信网络与其他终端设备或系统进行通信，主要包括服务需求、功能架构和协议定义３个部分。

此外还有欧盟ＦＰ７计划建立的SENSEI架构和IoT-A架构以及由法国巴黎第六大学提出的AOA架构。

物联网可以看成是“智能物品”的互联，在物联网环境下，智能物品间可以通过自组织的模式建立更高级的协同智能模型，物品之间的连接模式决定了系统对智能物品的计算、组网和网关方面的需求，并且也决定了对智能物品的状态和业务模型进行配置的灵活性。

由于智能物品的泛在性，一般而言智能物品的计算和组网能力有限，因此目前“智能物品”一般是通过是网关进行连接。在这种模式下，网关是实现物品互联的核心设备，至今已经提出了多种物联网网关，例如主机标识标签网关和住宅网关。这类网关常用各种各样的协议把“智能物品”联系起来，譬如机标识标签网关采用的HIP协议，住宅网关采用的IEEE802.3、IEEE 802.11、IEEE 802.15，因此这些网关通常都以IP协议作为网络层协议。

在物联网中，根据预测每个人周围的设备可以达到一千至五千个，所以物联网可能要包含500万亿至一千万亿个物体。显然IPv4协议地址空间无法满足物联网发展的需要，同时作为IPv4协议的升级版本IPv 6协议尽管在地址空间上限能够物联网的需要，但是IPv6协议地址的分配方式复杂，同时IPv6协议地址无法与智能物品的特征紧密关联，因此迟迟没有完成从IPv4到IPv6的过渡。

同时，物联网环境中通常都需要接入具有智能功能的，可以与网关进行交互的智能设备，这种智能设备通常具有一定的数据处理能。然而目前智能设备在种类和数量上还远远不及非智能的普通设备，而这些普通设备不能接入物联网中，那么物联网也就不能获得相应的功能。同时基于成本考虑不可能立即将现有网络环境中的普通设备全部更换为智能设备，无法兼容智能与非智能设备也是物联网不能快速普及的原因之一。

发明内容

鉴于现有技术的缺点，本发明提供一种物联网子系统，包括智能网关，智能交换机以及终端设备，所述终端设备包括智能设备以及非智能设备，其中：

所述智能网关通过网络连接物联网子系统之外的其他设备，并且通过第一接口经由第一通信链路连接终端设备，以及通过第二接口经由第二通信链路连接一个或多个智能交换机；

所述智能交换机通过第三接口经由第二通信链路连接智能网关， 并且经由第四接口经由所述第二通信链路连接一个或多个智能交换机，以及通过第五接口经由所述第一通信线路连接终端设备，以及通过第六接口经由所述第一通信线路连接智能插座；

所述插座通过第四线路连接供电系统，并且经由第七接口通过第三通信线路连接智能设备，或者通过第七接口经由第四线路连接非智能设备。

所述第一通信链路是以太网线，485总线，422总线，串行总线，并行总线中的一种或几种。

所述第二通信链路是混合信号链路，包括两种或两种以上不同类型的所述第一通信链路；所述第二，三，四接口是混合链路接口，该混合链路接口集成两种或两种以上的数据通信协议接口。

所述第三通信链路是电力/信号混合链路，包含电力线和一种或多种类型的所述第一通信链路。

所述第四线路是电力线路。

所述混合信号链路是将两种数据通信协议所需的数据线组装在一起。

所述电力/信号混合链路，包含多个电力线和多个信号线。

所述电力/信号混合链路进一步包含三根电力线以及两对信号线。

所述三根电力线截面等边三边形排列，其中一对信号线设置在其中一根电力线靠近所述等边三角形的一边的位置，另一信号信号线设置该电力线靠近所述等边三角形的另一边的位置。

所述电力/信号混合链路进一步包含两根电力线以及两对信号线。

所述两根电力线并列排列，两对信号线被按照对称地设置在两根电力线中心连线的两侧。

所述插牌包括集成在一起的多个所述插座，从而所述插牌可以经由第七接口通过第三通信线路连接智能设备，或者通过第七接口经由第四线路连接非智能设备。

所述插座的第七接口包含电力插座接口和数据接口，且所述插座包含处理模块和寄存器。

所述智能网关直接与智能设备通信并且为智能设备分配地址。

所述为智能设备分配地址的方式为当智能设备通过数据链路向智能网关报告自身的固定地址，之后智能网关根据一定的规则分配动态地址并向设备发出通知，最后智能设备记住这个动态地址作为此后进行通信的地址；所述固定地址由智能设备的条形码、批次代码、以及序号中的一个或几个组合起来构成。

所述智能网关通过地址分配设备实现为连接在插座上的设备分配地址。

17、根据权利要求16所述的物联网子系统，所述通过地址分配设备实现为连接在插座上的设备分配地址的方式为，首先为插座分配地址，当设备插入插座后先把设备自身条形码发给插座，插座检测到条形码信息无误后就会向网关发送通知信息，该请求信息里面包括插座的固定地址、端口号及设备条型码，从而通过插座地址加上插座端口号以及设备条形码的方式实现设备寻址。

为插座分配地址的方式为首先地址分配设备接入插座并向网关发送包含激活信息的地址分配请求，这个激活信息可以包括插座的位置等描述信息； 网关收到激活信息后会分配一个固定地址并发送给地址分配设备，地址分配设备再把地址信息传送给插座。

包含如权利要求1-17任一所述的两个或以上的物联网子系统，所述两个或以上的物联网子系统通过网络进行连接，使得其中一个物联网子系统中的组件都能够与另一个物联网子系统中的组件进行通信。

其中每一个物联网子系统都能够通过网络连接应用服务器和其他终端设备，使得物联网子系统可以从应用服务器上传下载所需数据，以及便于其他终端设备可以访问物联网子系统中的组件。

使用这种物联网系统，既可以避免复杂IP地址分配难题，也可以使得智能、非智能设备得到兼容，因而提高了物联网通信效率以及降低了物联网的部署难度。

附图说明

图 1 现有技术中的物联网系统；

图 2 本申请的物联网系统结构；

图 3本申请物联网系统中所使用的智能网关结构；

图 4本申请物联网系统中所使用的智能交换机结构；

图 5本申请物联网系统中所使用的插座和插头结构；

图 6A，6B本申请物联网系统中所使用的电力/信号混合线。

具体实施方式

图1显示了本发明记载的一种物联网环境的网络结构。该物联网系统环境包含多个子系统环境，其中每一个子系统环境主要包含三个部分：智能网关，智能交换机以及终端设备。当然，还必须具有为子系统环境各个组成部分提供电力的电源系统，一个子系统环境下的智能网关可以控制子系统环境的电源系统的运行。

智能网关可使用电信运营商提供的各种方式联入互联网中，包括ADSL, Cablemodem, 小区宽带或者其他接入方式。

智能交换机用于连接智能网关和各类智能设备，由于由于各类智能设备可能支付不同的数据通信协议，因此智能交换机需要支持各种不同的数据接口；同时为了将来自各类智能设备的数据传递到智能网关，智能交换机还通过信号链路进行连接，为了适应不同的智能设备，这种信号链路是一种混合信号链路，其中包含两种或两种以上的信号线，譬如以太网线和485总线。

终端设备包含两种类型，一种是智能设备，另一种是非智能设备。其中智能设备具有一定的数据处理能力，可以直接与智能交换机和/或智能网关交换数据，例如可视电话、会议终端、PC、PDA、传感器、工业控制器等等。而非智能设备智能不具有与与智能交换机和/或智能网关交换数据的能力，属于普通设备，例如普通照明设备。

此外，位于一个子环境下的智能网关还通过互联网（或者是其他任意架构的网络，例如传感器网络，工业控制网络等等）与其他子环境下的智能网关连接，智能网关还能够通过互联网，应用服务器，信息终端和移动终端相互连接，从而可以实现更多的功能。例如，实现多个不同物联网子环境中组件之间的数据通信，智能网关从应用服务器上传下载所需数据，以及便于信息终端和移动终端可以通过智能网关访问各类终端设备。以下将具体介绍物联网系统各个组成部分。

智能网关

智能网关支持多种数据链路，包括但不限于485总线、以太网及常用的无线链路。同时，智能网关可以根据各个链路上协议的特征，再根据用户配置，或者自动识别各个链路上的特定协议，便于识别各个链路上连接的智能设备，并且为设备分配地址。由于智能网关接入互联网，因此智能网关所控制的智能设备也可以实现通过任何连接到互联网上的终端来进行访问。

智能网关具有混合链路接口，该接口能够集成两种或两种以上的数据通信协议接口（例如将以太网接口和485总线），并通过混合信号线与后续的智能交换机连接，此外该两种或两种以上的数据通信协议可以相同也可以不同（例如把两个485总线组合在一起）。此外，智能网关也可以包含其他具有单一数据通信协议的标准接口，例如串口，并口，USB口。此外智能网关的接口可以直接与智能设备相连。

参见图3，在一个实施例中，该网关包括至少一个RJ45接口，一个以太网控制器以及一个485总线控制器，其中每个RJ45接口通过双绞线与其他设备相连。以太网控制器与至少一个RJ45接口的第1,2,3,6引脚相连，从而经由RJ45接口与其他设备交换以太网数据，如TCP/IP协议数据。485总线控制器与至少一个RJ45接口的第4,5,7,8引脚相连，从而经由RJ45接口与其他设备交换485总线数据。

进一步的，网关设备还包括与以太网控制器和485总线控制器连接的中央处理单元CPU，用于处理以太网数据和485总线数据。

这种端口复用的方式，不但使得以太网数据和485总线数据之间的并行传输不会相互干扰，也使得单个RJ45的功能得以扩展，避免了增加不同类型接口或者进行协议转换带来的成本增加，同时也使得智能家居网络中485总线上的设备控制变得简化。

由于以太网线包含8个信号线，因此直接使用以太网线线作为混合信号线来连接网关与后续的交换机设备，就可以同时传输以太网信号和485信号。

显然不限于上述实施例，智能网关中的以太网控制器可以替换为422总线控制器，或者将485总线控制器替换为422总线控制器，并使得422控制器与RJ45接口的其中4个引脚连接；或者智能网关中的以太网控制器可以替换为另一个485总线控制器，两个485总线控制器分别连接RJ45接口中各4个引脚。

进一步的，智能网关中的以太网控制器和485总线控制器可以替换为其他任意的数据协议控制器（例如各类串口或者并口），只需将RJ45接口替换为能够同时容纳两种数据通信协议接口的混合接口(包含两种数据协议所要求的引脚，例如25针并口和9针串口组合，那么混合接口就包含34针)，并且将两种数据通信协议所需的数据线组装在一起作为混合信号线（如25针并口和9针串口组合，那么混合信号线就具有34根数据线，如果能够利用其中保留未用得数据线，那么混合信号线可以具有更少数量的数据线）。

进一步的，智能网关中可以包含两个以上的数据协议控制器，并且混合链路接口可以包含两种以上的数据听信协议接口，并且将两种以上的数据通信协议所需的数据线组装在一起作为混合信号线。

此外，智能网关的处理单元，还能够控制整个子系统环境中的各种下级设备，例如地址分配，运行状态的改变等等。

智能交换机

由于物联网中所要连接的设备数量众多，而一个智能网关通常不具有足够数量的数据接口，此时就需要智能交换机来扩展智能网关的数据接口。

智能交换机不仅可以直接连接终端设备还可以通过级联智能交换机，从而扩展出任意数量的接口。与智能网关类似，智能交换机也具有与智能网关对应的混合链路接口，该接口能够集成两种或两种以上的数据通信协议接口（例如将以太网接口和485总线）。更具体的，智能交换机包含能够与智能网关混合链路接口通信的的上行混合链路接口，同时包含能够与各类下级设备进行数据通信的其他下行接口，该其他下行接口根据下级设备所支持数据通信协议的不同，具有多种类型，例如以太网接口，串口，并口，USB接口等等。通过这些接口，智能交换机可以连接各种支持不同协议的终端设备。

在一个实施例中，该智能交换机包含还包含与上行混合链路接口结构相同的下行混合链路接口，此接口能够集成两种或两种以上的数据通信协议接口，从而使得智能交换机能够通过前述混合信号线级联其他智能交换机，或者连接其他也具有混合链路接口的其他设备。

图4显示的是能够与图3中智能网关相互连接的智能交换机接口，该智能网关包括一个上行RJ45接口以及至少一个下行RJ45接口以及一个处理单元。进一步的，还可以包括其他的下行标准接口，例如串口，并口，USB口。上行RJ45接口通过双绞线与智能网关的RJ45接口相连接，下行RJ45接口通过双绞线或者485总线与不同的智能设备相连。处理单元与至少一个下行RJ45接口的第1-8引脚相连，同时与上行RJ45接口的的第1-8引脚相连，从而经由上行以及下行的1,2,3,6引脚在智能设备与智能网关之间传输以太网数据，如TCP/IP协议数据；经由上行以及下行的4,5,7,8在智能设备与智能网关之间传输485总线数据。

在交换机级联环境中，由于以太网线包含8个信号线，因此直接使用以太网线线作为混合信号线来连接上级智能交换机与下级级联的智能交换机，就可以同时传输以太网信号和485信号。

在数据交换中，处理单元可以分别对以太网信号和485信号进行数据交换，即将来自上行接口的以太网信号/485信号传输到对应的下行接口，对于以太网信号以及485信号的信号交换模块和方法在现有技术中都已经实现。此外处理单元可以只对以太网信号进行数据交换（即处理单元可以是常见以太网HUB模块，以太网交换机模块等），而上行接口的485信号线可以直接连接到各个下行端口的485信号端而无需通过处理单元进行数据交换。

进一步的，智能交换机中的上下行RJ45接口可以替换为能够同时容纳两种数据通信协议接口的混合接口(包含两种数据协议所要求的引脚，例如25针并口和9针串口组合，那么混合接口就包含34针)，并且将两种数据通信协议所需的数据线组装在一起作为混合信号线（如25针并口和9针串口组合，那么混合信号线就具有34根数据线，如果能够利用其中保留未用得数据线，那么混合信号线可以具有更少数量的数据线）。这样处理单元可以在上行和下行接口之间传递智能设备与智能网关之间需要交换的任意两种不同的数据通信协议。

进一步的，智能交换机中的上下行接口可以包含两种以上的数据听信协议接口以作为混合链路接口，并且将两种以上的数据通信协议所需的数据线组装在一起作为混合信号线。

终端设备

终端设备可以分为两种类型，一种是智能设备，另一种是非智能设备。其中智能设备具有一定的数据处理能力，可以直接与智能交换机和/或智能网关交换数据，例如可视电话、会议终端、PC、PDA、传感器、工业控制器等等。而非智能设备不具有与与智能交换机和/或智能网关交换数据的能力，属于普通设备，例如照明设备。此外智能设备也可以是连接其他智能设备的中间智能设备，例如智能插座。

关于这些终端设备的连接关系，下面结合图2做进一步的描述。参见图2中的智能网关，其除了可以通过前述混合信号链路连接下级智能交换机，还可以通过各种接口（包括混合链路接口或者其他支持单一数据通信协议的接口）连接智能终端，例如经由以太网线或者485总线连接终端。此外还可以通过各种接口连接用于中间智能设备，例如智能插座。

参见图2里左侧的交换机，该智能交换机上的接口（包括混合链路接口或者其他支持单一数据通信协议的接口）可以连接智能终端或插座。例如，结合图3,4的网关和交换机结构，智能交换机上的混合链路接口可以通过以太网链路间接智能设备；智能交换机上的混合链路接口或者485接口可以通过485总线连接智能插座；智能插座可以通过电力线连接普通的非智能设备。

此外所有的智能插座需要通过电力线路连接电源系统，以便从电源系统接收供电电源。

参见图2里中间的交换机，该智能交换机上的接口（包括混合链路接口或者其他支持单一数据通信协议的接口）可以连接下级交换机，或者智能插座。例如结合图3,4的网关和交换机结构，智能交换机上的混合链路接口可以通过混合信号线路连接下级智能交换机；智能交换机上的的混合链路接口或者485接口可以通过485总线连接智能插座。

智能插座可以直接连接智能设备。而为了使得智能设备不仅通过插座取电，还能通过智能插座与上级交换机/网关交换数据，需要智能插座同时包含电线插座接口和数据接口，而智能设备的插头也需要包含对应的电线插头接口和数据接口。在插头插入插座之后，插头上的电线插头接口和数据接口将接收来自智能插座的电线插座接口和数据接口上对应的电力信号和数据信号，并通过智能设备与插头之间的电力线路和信号线路（这两个线路可以分开设置，也可以合并在一起成为电力/信号混合线路）传输到智能设备中的待供电模块和数据处理模块。

在一个具体例子中，例如结合图3,4的网关和交换机结构，再结合图5的插座和插头结构以及图6A，6B的电力/信号混合线路，插座包含连接电源线的插座接口，以及连接485总线的红外接口，插头包含连接电源线的插头接口，以及连接485总线的红外接口（也可以采用其他也可以采用其他有线或者无线接口，例如蓝牙，2.4G等）。同时，连接插头的电力/信号混合线包含三根电力线，以及收发485信号的两对TTL信号线（都具有绝缘皮），从横截面图可以看出，三根电力线截面等边三边形排列，一对TTL信号线设置在其中一根电力线靠近所述等边三角形的一边的位置，另一对TTL信号线设置该电力线靠近所述等边三角形的另一边的位置。连接插头的电力/信号混合线也可以包含两根电力线，以及收发485信号的两对TTL信号线（都具有绝缘皮），从横截面图可以看出，两根电力线并列排列，两对TTL信号线被按照对称地设置在两根电力线中心连线的两侧，且TTL信号线的中心连线垂直两根电力线中心连线。另外上述成对的TTL信号线可以相互呈螺旋状地缠绕。

由于一个插座仅能连接一个设备，为了扩展插座连接设备的数量，可以由插座通过电力/信号混合线连接包含多个插座接口的扩展插座（即插牌），而插牌既可以连接设备，也可以连接下级扩展插座。插牌通过插头和电力/信号混合线路连接到上级插座或者插牌，插牌内部将来自电力/信号混合线路的信号采用总线连接的方式将电力信号和数据信号通过电力线和信号线同时连接到插牌上的每一个插座上。插牌上的每一个插座与前述的插座结构相同，因此可以通过电力/信号混合线连接智能设备，也可以通过普通电力线连接普通设备。

参见图2里右侧的交换机，该交换机可以通过各种接口（包括混合链路接口或者其他支持单一数据通信协议的接口）连接智能终端，例如经由485总线连接智能终端；以及经由以太网连接无线发射器，而无线发射器通过无线链路与无线终端进行通信，继而使得无线终端能够与网关进行通信。

地址分配方法

如果智能设备具有一定的数据处理能力，可以直接与智能交换机和/或智能网关交换数据，那么在智能设备接入物联网以后并且可以与网关通信时，智能网关将为智能设备分配地址（无论是智能设备经由智能插座连接，还是直接连接到智能网关或者智能交换机）。在一个实施例中，所采用地址分配方式为当设备通过数据链路向智能网关报告自身的固定地址，之后智能网关根据一定的规则分配动态地址并向设备发出通知，最后智能设备记住这个动态地址作为此后进行通信的地址。

上述固定地址是每个设备的唯一身份证号码，它可以由设备的条形码、设备的批次代码、以及设备的序号的其中一个或几个组合起来构成。这种编址方法在不同的场景下能够能保证每个设备的唯一性。

在另一个实施例中，通常设备不能直接接入物联网而需要通过插座接入物联网，且如果接入物联网的设备是非智能设备，不具有与智能交换机和/或智能网关交换数据的能力，那么即使接入物联网环境，但是由于无法由网关分配地址，也就无法实现对这些普通设备的控制。因此这就需要一种具有处理功能的智能插座来辅助实现设备的接入。

由于智能插座属于一种智能设备，因此首先需要解决插座接入物联网后的自身的地址分配问题，一个插座可以包括多个插口（例如三相或两相），因此为了方便的标识出一个插座的不同插口，需要预先为每个插口分配不同的端口号（预先存储在插座的处理单元或者存储设备中），这样只需要为一个插座分配一个地址，就可以用地址加端口的方式唯一的标识出不同的插口。此外，插排也属于一种特殊的插座扩展装置，当插排接入插座后相当于插座具有了更多的扩展插口，这样为这些扩展插口指定更多的端口号，从而使得插座具有更多的端口即可接更多的智能设备。

当插座接入物联网后，需要通过地址分配设备与网关通信为插座分配地址，从而激活插座。具体的，首先地址分配设备接入插座，并向网关发送包含激活信息的地址分配请求，这个激活信息可以包括插座的位置等描述信息； 网关收到激活信息后会分配一个固定地址并发送给地址分配设备，地址分配设备再把地址信息传送给插座，这样插座就得到地址而激活成功了，且网关也能够知晓这个插座的相关位置信息。在另一种方式下，网关在把固定地址发送给地址分配设备的同时还向地址分配设备发送一个描述表（包含需要地址分配设备填写的相关信息表格，例如插座位置，，将要连接的设备类型，所要连接设备的条形码等等），地址分配设备填写描述表并返回给网关。

在插座被分配地址后，插入插座的其他功能设备就可以在插座的配合下获得地址分配了。具体的，当设备插入插座后先把设备自身条形码发给插座，插座检测到条形码信息无误后就会向网关发送通知信息，这个通知信息里面包括插座的固定地址、端口号及设备条型码；网关收到通知信息后，根据设备条型码即知晓设备的类型等相关信息，此时物联网上的其他设备就可以通过插座固定地址+插座端口+条形码的方式，确定插座上连接设备的地址。

此外，网关在知晓设备的类型等相关信息后可以通过查询条形码数据库调用相对应的驱动程序。当网关本身已经安装此设备的驱动程序时，就会调用相关驱动来实现设备的控制；如果网关检测到没有安装设备的驱动程序时，就会到外部服务器里面下载安装对应的驱动程序。

尽管本发明是通过上述优选实施方式进行描述的，但是其实现形式并不局限于上述的实施方式。应该认识到，在不脱离本发明主旨的情况下，本领域技术人员可以对本发明做出不同的变化和修改。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (17)

1.一种物联网子系统，包括智能网关，智能交换机以及终端设备，所述终端设备包括智能设备以及非智能设备，其中：

所述智能网关通过网络连接物联网子系统之外的其他设备，并且通过第一接口经由第一通信链路连接终端设备，以及通过第二接口经由第二通信链路连接一个或多个智能交换机；

所述智能交换机通过第三接口经由第二通信链路连接智能网关， 并且经由第四接口经由所述第二通信链路连接一个或多个智能交换机，以及通过第五接口经由所述第一通信链路连接终端设备，以及通过第六接口经由所述第一通信链路连接智能插座；

所述插座通过第四线路连接供电系统，并且经由第七接口通过第三通信线路连接智能设备，或者通过第七接口经由第四线路连接非智能设备；

所述第二通信链路是混合信号链路，包括两种或两种以上不同类型的所述第一通信链路；

所述第二，三，四接口是混合链路接口，该混合链路接口集成两种或两种以上的数据通信协议接口，所述两种或两种以上的数据通信协议是相同或者不同的通信协议；

所述第三通信线路是电力/信号混合链路，包含电力线和一种或多种类型的所述第一通信链路；

所述智能网关包括与CPU连接的第一控制器和第二控制器，其中第一控制器连接第二接口中的部分引脚，用于控制所述两种或两种以上的数据通信协议中的一种通信协议数据传输；

第二控制器连接第二接口中的另一部分引脚，用于控制所述两种或两种以上的数据通信协议中的另一种通信协议数据传输；

所述智能网关还包括与CPU连接的更多数量的控制器，用于连接第二接口中的其他部分引脚，用于控制所述两种或两种以上的数据通信协议中的其他更多数量的通信协议数据传输；

所述CPU能够同时处理上述两种或两种以上的数据通信协议的数据；

所述交换机包括一处理单元，连接第三接口，第四接口和第五接口中的引脚，将来自第三接口，第四接口和第五接口的两种或者两种以上数据通信协议的数据进行数据交换；

所述插座通过第三通信线路连接插牌，所述插牌包括集成在一起的多个所述插座，所述插座具有固定地址，且预先为插牌的每个插座插口分配不同的端口号并存储在插座的处理单元或者存储设备中；插牌内部将来自第三通信线路的信号采用总线连接的方式将电力信号和数据信号通过电力线和信号线同时连接到插牌上的每一个插座上；从而所述插牌可以经由第七接口通过第三通信线路连接智能设备以及另一个插牌，或者通过第七接口经由第四线路连接非智能设备。

2.根据权利要求1所述的物联网子系统，所述第一通信链路是以太网线，485总线，422总线，串行总线，并行总线中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的物联网子系统，所述第四线路是电力线路。

4.根据权利要求1所述的物联网子系统，所述混合信号链路是将两种数据通信协议所需的数据线组装在一起。

5.根据权利要求1所述的物联网子系统，所述电力/信号混合链路，包含多个电力线和多个信号线。

6.根据权利要求5所述的物联网子系统，所述电力/信号混合链路进一步包含三根电力线以及两对信号线。

7.根据权利要求6所述的物联网子系统，所述三根电力线截面等边三边形排列，其中一对信号线设置在其中一根电力线靠近所述等边三角形的一边的位置，另一信号线设置该电力线靠近所述等边三角形的另一边的位置。

8.根据权利要求5所述的物联网子系统，所述电力/信号混合链路进一步包含两根电力线以及两对信号线。

9.根据权利要求8所述的物联网子系统，所述两根电力线并列排列，两对信号线被按照对称地设置在两根电力线中心连线的两侧。

10.根据权利要求1所述的物联网子系统，所述插座的第七接口包含电力插座接口和数据接口，且所述插座包含处理模块和寄存器。

11.根据权利要求1所述的物联网子系统，所述智能网关直接与智能设备通信并且为智能设备分配地址。

12.根据权利要求11所述的物联网子系统，所述为智能设备分配地址的方式为当智能设备通过数据链路向智能网关报告自身的固定地址，之后智能网关根据一定的规则分配动态地址并向设备发出通知，最后智能设备记住这个动态地址作为此后进行通信的地址；所述固定地址由智能设备的条形码、批次代码、以及序号中的一个或几个组合起来构成。

13.根据权利要求1所述的物联网子系统，所述智能网关通过地址分配设备实现为连接在插座上的设备分配地址。

14.根据权利要求13所述的物联网子系统，所述通过地址分配设备实现为连接在插座上的设备分配地址的方式为，首先为插座分配地址，当设备插入插座后先把设备自身条形码发给插座，插座检测到条形码信息无误后就会向网关发送通知信息，该通知信息里面包括插座的固定地址、端口号及设备条型码，从而通过插座地址加上插座端口号以及设备条形码的方式实现设备寻址。

15.根据权利要求14所述的物联网子系统，为插座分配地址的方式为首先地址分配设备接入插座并向网关发送包含激活信息的地址分配请求，这个激活信息可以包括插座的位置等描述信息； 网关收到激活信息后会分配一个固定地址并发送给地址分配设备，地址分配设备再把地址信息传送给插座。

16.一种物联网系统，包含两个或以上如权利要求1-15任一所述的物联网子系统，两个或以上的物联网子系统通过网络进行连接，使得其中一个物联网子系统中的组件都能够与另一个物联网子系统中的组件进行通信。

17.根据权利要求16所述的物联网系统，其中每一个物联网子系统都能够通过网络连接应用服务器和其他终端设备，使得物联网子系统可以从应用服务器上传下载所需数据，以及便于其他终端设备可以访问物联网子系统中的组件。