CN109361594A - 多功能杆的网关系统及多功能杆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例适用于智慧灯杆技术领域，公开了一种多功能杆的网关系统及多功能杆，其中，网关系统包括：智慧协议栈模块、消息中间件以及数据分发模块；智慧协议栈模块用于解析各目标管控设备的协议，以使网关实现采集目标管控设备的数据以及对目标管控设备进行状态控制；数据分发模块用于将通过智慧协议栈模块采集的数据发送至远程监管平台，以使远程监控平台根据所采集的数据实现远程监管；还用于接收远程监控平台下发的状态控制指令，将状态控制指令通过消息中间件发送给相应的目标管控设备。本申请实施例可以统一采集目标管控设备所获取的数据，并通过该智慧协议栈模块实现对目标管控设备的状态管控，还可实现远程监控维护。

Description

多功能杆的网关系统及多功能杆

技术领域

本申请属于智慧灯杆技术领域，尤其涉及一种多功能杆的网关系统及多功能杆。

背景技术

随着社会的发展和技术的进步，智慧城市的建设浪潮也越来越近。

多功能杆又称智慧路灯，是智慧城市的重要组成部分，其是智慧城市的信息采集来源和载体。为了采集所需的数据，智慧路灯上通常挂载有各种数据采集设备，这些采集设备以传感器居多。除了数据采集设备之外，为了实现一定的功能，智慧路灯上还设置有各种设备，例如，灯控、摄像机、一键呼叫告警主机、信息发布显示屏、人机交互屏、充电桩等。

但是，目前智慧路灯上的各种设备是相互独立的，各自构成独立的体系，各个设备的数据难以统一采集、统一控制，且所采集的数据格式也是各不相同。具体表现为所需管控的设备所支持的设备间的协议各不相同，例如，某些传感器厂商的协议有行业公有的协议，也有厂家私有的协议。这样，设备间的通信、设备数据的采集等就会显得十分苦难。互联互通是十分困难的，会使得智慧路灯上的设备的统一监控和管理带来很大的困难，也不便于维护和检修，尤其是设备的远程维护和管理。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种多功能杆的网关系统及多功能杆，以解决现有技术中多功能杆难以统一管控、维护的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种多功能杆的网关系统，包括智慧协议栈模块、消息中间件以及数据分发模块；所述消息中间件为数据传输媒介；所述智慧协议栈模块通过所述消息中间件与所述数据分发模块通信；

所述智慧协议栈模块用于解析各目标管控设备的协议，以使网关实现采集所述目标管控设备的数据以及对所述目标管控设备进行状态控制；

所述数据分发模块用于将通过所述智慧协议栈模块采集的数据发送至远程监管平台，以使所述远程监控平台根据所采集的数据实现远程监管；还用于接收所述远程监控平台下发的状态控制指令，将所述状态控制指令通过所述消息中间件发送给相应的目标管控设备。

结合第一方面，在一种可行的实现方式中，所述数据分发模块还用于通过预先设置的统一接口协议将所述智慧协议栈模块所采集的数据相应分发至各数据消费平台。

结合第一方面，在一种可行的实现方式中，还包括规则引擎模块，用于根据触发指令和预先存储的设备联动规则，向相应的目标管控设备发送第一控制指令，以使相应的目标管控设备根据所述第一控制指令执行相应的联动操作。

结合第一方面，在一种可行的实现方式中，所述规则引擎模块还用于接收云平台下发的设备联动指令，根据所述设备联动指令向相应的目标管控设备发送第二控制指令，以使相应的目标管控设备根据所述第二控制指令执行相应的联动操作。

结合第一方面，在一种可行的实现方式中，还包括设备建模模块，用于接收设备添加指令，根据所述设备添加指令，通过预先存储的设备模板，创建所述多功能杆的网关的接入设备的模型。

结合第一方面，在一种可行的实现方式中，还包括配置模块，用于根据接入设备配置指令，对所述多功能杆的网关的对外接口进行配置。

结合第一方面，在一种可行的实现方式中，还包括AI模块，用于根据通过所述智慧协议栈模块所采集的数据进行事件判断，得出事件判断结果，并根据所述事件判断结果执行对应的应对操作。

结合第一方面，在一种可行的实现方式中，还包括用于数据库，用于存储通过所述智慧协议栈模块所采集的数据信息。

结合第一方面，在一种可行的实现方式中，还包括安全加密模块，所述安全加密模块用于将待传输数据进行加密。

本申请实施例的第二方面提供一种多功能杆，包括如上述第一方面任一项所述的网关系统以及与所述网关系统连接的目标管控设备。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

本申请实施例通过智慧协议栈模块对接各类的目标管控设备，解析各种设备的协议，使得网关可以统一采集这些设备所获取的数据，并通过该智慧协议栈模块实现对这些设备的状态管控。还将统一采集到的数据通过数据分发模块发送至远处监控平台，实现远程监控维护。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种多功能杆的网关系统的结构示意框图；

图2为本申请实施例提供的多功能杆的结构示意框图；

图3为本申请实施例提供的接入设备和网关系统间的结构示意框图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

请参见图1，为本申请实施例提供的一种多功能杆的网关系统的结构示意框图，该网关系统可以包括智慧协议栈模块11、消息中间件12以及数据分发模块13；消息中间件为各模块间的数据传输媒介；智慧协议栈模块通过消息中间件与数据分发模块通信。其中，消息中间件是网关系统内各模块的媒介，也可以说是各模块间沟通的桥梁，以保证各模块之间信息的准确可靠地传达。

智慧协议栈模块用于解析各目标管控设备的协议，以使网关实现采集目标管控设备的数据以及对目标管控设备进行状态控制；其中，目标管控设备为多功能杆上的接入设备。

需要说明，上述目标管控设备是指多功能杆上的接入设备，其可以包括传感器设备和智能设备。其具体可以包括但不限于Lora网关、摄像头、一键报警设备、IP广播、AP设备、充电桩、探针设备、智能锁、路灯控制器、信息显示屏、人机交互屏、噪声检测器、环境检测器、光照度检测器、拾音器、电量计量器以及用电安全设备等中的一种或多种。一般情况下，多功能杆内集成多种传感器设备和智能设备，以实现相应的功能。

由于这些传感器设备、智能设备的厂家可能是各不相同，设备所支持的通信协议也是各不相同的，使得现有的网关系统不能统一采集这些设备上报的数据，难度极大。而通过智慧协议栈模块，可以解析各个设备厂家的协议，使得统一采集这些设备上报的数据得以实现。除了可以统一采集这些设备上报的数据之外，还可以向统一向这些设备下发数据，这样即可实现对这些设备的统一管控、维护等目的。

而数据分发模块用于将通过智慧协议栈模块采集的数据发送至远程监管平台，以使远程监控平台根据所采集的数据实现远程监管；还用于接收远程监控平台下发的状态控制指令，将状态控制指令通过消息中间件发送给相应的目标管控设备。

通过智慧协议栈模块可以使得网关可以统一采集多功能杆上所挂载的各种物联网传感器、监控设备的数据，然后通过数据分发模块发送至远程监控平台。远程监控平台可以根据所接收到的数据进行在线监控、状态监测、远程维护、故障定位等操作。此外，远程监控平台根据所接收到的数据进行诊断调试之后，可以远程下发维护指令、状态控制指令等，数据分发模块通过消息中间件、智慧协议栈模块与各设备进行通信，实现远程维护、状态控制。

可见，通过智慧协议栈模块对接各类的目标管控设备，解析各种设备的协议，使得网关可以统一采集这些设备所获取的数据，并通过该智慧协议栈模块实现对这些设备的状态管控。还将统一采集到的数据通过数据分发模块发送至远处监控平台，实现远程监控维护。

多功能杆所采集到的数据除了可以发送给监控平台，还可以发送给其他的数据消费平台，例如路灯平台、路灯管理局应用平台、公安平台、城管平台等，实现与平台的对接，满足这些平台的数据消费需求。而各个平台的所支持的接口协议、所需的数据格式可能是各不相同的。

为了将这些数据统一分发至各个数据消费平台，可选地，上述数据分发模块还可以用于通过预先设置的统一接口协议将智慧协议栈模块所采集的数据相应分发至各数据消费平台。其中，该统一接口协议可以是预先设置的一个标准物联网协议，例如，可以为MQTT协议。这样，即可将数据以统一的数据格式分发，适用各个平台不同的接口。

多功能杆上集成的设备一般是物联网设备，每个物联网设备不是单独存在的，在完成某些功能时，可能需要多个物联网设备进行联动。

可选地，上述网关系统还可以包括规则引擎模块14，用于根据触发指令和预先存储的设备联动规则，向相应的目标管控设备发送第一控制指令，以使相应的目标管控设备根据第一控制指令执行相应的联动操作。

需要说明，上述触发指令是指触发联动操作的指令，其可以是联动操作的第一个操作产生的指令，当接收到这个触发指令时，根据设备联动规则，进行后续的联动操作。

上述设备联动规则是预先设定的规则，其可以包括但不限于一系列联动操作涉及的设备信息、各个设备执行动作的时序信息等。例如，预先设定当多功能杆上的智能锁被打开后，摄像机预置点调到灯杆底座维修门的位置，以拍摄录像确定打开维修门的人员，此时，智能锁的打开操作会产生一个触发指令，当规则引擎模块接收到这个指令时，会向摄像机发送一个控制指令，以执行调整摄像机的预置点位置的操作，该调整摄像机的预置点的操作为后续设备的联动操作。

又例如，在一联动场景下，预先设定当有人按下一键报警器时，摄像机预置点调到一键报警器正面位置，以拍摄报警人周边的画面信息，然后通过广播和拾音器和该人员通话。此时，当有人按下一键报警器时，多功能杆会产生一个触发指令，规则引擎模块接收到这个触发指令，则触发后续设定的一系列联动操作，即，向摄像机发送一个控制指令，控制摄像机的摄像角度，然后通过启动广播和拾音器。

当然，根据不同的场景需要还可以设置更加复杂的联动规则，此处对联动规则和触发指令不作限定。例如，在调光场景下，检测夜晚的道路上是否有人或车辆，当有人或车辆时，则将路灯的亮度自动调高至正常照明，当人或车辆走过以后，则自动调低路灯亮度。

进一步地，除了可以根据触发来进行设备联动之外，还可以根据平台下发的指令进行设备联动。故上述规则引擎模块还可以用于接收云平台下发的设备联动指令，根据设备联动指令向相应的目标管控设备发送第二控制指令，以使相应的目标管控设备根据第二控制指令执行相应的联动操作。

需要说明，上述设备联动指令包括联动设备信息、执行先后时序信息以及对应的联动操作信息等。该指令是由平台下发的，而平台可以是监控平台、路灯管理平台、公安平台、路灯管理局应用平台以及城管平台中的任意一个。当工作人员需要执行某一系列联动操作时，可以向多功能杆下发该联动指令，多功能杆会根据该联动指令执行相应的联动操作。

而该联动指令可以是立即执行的指令，即，多功能杆接收到该指令后立刻执行相应的联动操作；也可以是不立即执行的指令，此时，多功能杆可以将接收到的联动指令进行解析，获得联动规则和触发事件，进行本地备份存储，后续当多功能杆检测到相应的触发事件时，则执行相应的联动操作。

可以看出，通过规则引擎模块进行设备联动，使得多功能杆更加智能化，

在某些联动场景下，可能需要多功能杆根据自身采集到的数据，自行进行事件判断，以确定是否执行联动操作。此时，多功能杆可以集成一些基础的场景识别算法等AI算法，具备基础的边缘计算能力。

可选地，上述网关系统还可以包括AI模块15，用于根据通过智慧协议栈模块所采集的数据进行事件判断，得出事件判断结果，并根据事件判断结果执行对应的应对操作。

该AI模块除了可以应用于上述联动场景的识别，例如，在调光场景时，自动识别视频图像是否有人或车辆，自动调整路灯亮度；也可以应用于其他的一些场景上，例如，识别屏幕上的图像与管理人员所需播放的内容是否一致，广播播放的音频与管理人员所需要播放的内容是否一致；还可以利用视频场景识别技术，识别道路路面上是否有裂痕，道路上是否有违规停车等。

通过AI模块对这些事件进行识别之后，得出事件判断结果，则可以执行与之对应的操作，例如，识别到道路有裂痕、有违规停车时，则自动发出告警信息。

应当理解，视频场景技术已被本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

需要说明，上述AI模块、规则引擎模块可以在联网状态下工作，也可以非联网状态下工作。

多功能杆所需接入的设备有很多，例如，井盖检测传感器、停车位传感器、水浸传感器、噪声检测器、交互屏、摄像机、充电桩等等。在接入设备时，运维服务人员需要根据每个设备的一一进行配置，创建模板，十分地不方便。

为了便于运维服务人员对接入设备的配置，上述网关系统还可以包括设备建模模块16，用于接收设备添加指令，根据设备添加指令，通过预先存储的设备模板，创建多功能杆的网关的接入设备的模型。配置模块17，用于根据接入设备配置指令，对多功能杆的网关的对外接口进行配置。

其中，对于每一类传感器设备，预先创建一种设备模块，设备模块可以用于存储每一种设备的基础变量信息，该设备模块可以包括模板名称、设备类型、设备标识、设备图片、备注信息、设备变量信息等相关信息，而设备变量信息可以包括变量基本信息、变量通讯参数、变量报警参数、变量滤波参数等。根据预先创建的模板可以在多功能杆的模型中创建添加任意多个设备，使得设备可复制性和可配置性更加高，方便运维人员对设备的配置、检测识别。

而网关的对外接口可以包括RJ45网口、RS232接口、RS485接口、光口、DI口、DO口、AO口、PWM口等。需要配置每个设备对应的接口，以及每个接口对应的设备的属性、基本参数信息等，例如，RJ45网口设备的IP地址、是否需要POE供电等。通过配置模块可以对网关的各个端口进行配置，使得网关可以实现交换机路由器的功能。

为了保证网关所传输数据的安全性和保密性，上述网关系统还可以包括安全加密模块18，用于将待传输数据进行加密。具体地，可以通过在网关内置安全芯片实现该功能，以保护网关的程序不被盗取、篡改，保证所传输的传感器数据、控制数据、音视频数据等的隐私性和安全性。当然，上述网关系统还包括数据库19，用于存储通过智慧协议栈模块所采集的数据信息。

需要说明，上述网关系统可以在联网状态下工作，也可以非联网状态下工作。即，网关可以实现本地自管理、自控制、接入设备间的联动等功能，在断网状态下，接入设备也能正常运行、控制、检测，并把相应的数据记录在本地。在恢复网络时，自动同步给相应数据消费平台。

此外，本申请实施例还通过了一种多功能杆，参见图2示出的多功能杆的结构示意框图，该多功能杆包括上述任意一项的网关系统21和与该网关系统连接的至少一个目标管控设备22，而目标管控设备可以Lora网关、摄像头、一键报警设备、IP广播、AP设备、充电桩、探针设备、智能锁、路灯控制器、信息显示屏、人机交互屏、噪声检测器、环境检测器、光照度检测器、拾音器、电量计量器以及用电安全设备等中的一种或多种。

此处与上文的相同或相似之处，可参见上文的相应内容，在此不再赘述。

为了更好地介绍网关系统与各目标管控设备的关系，下面将以图3示出的接入设备和网关系统间的结构示意框图。

如图3所示，多功能杆的智慧网关与Lora网关、NB网关、摄像机、一键报警器、IP广播、AP设备、照度传感器、电量计量器、充电桩、探针设备、智能锁、交通检测器、环境检测器、噪声检测器、路灯控制器、信息显示屏、交互屏、路面检测器、各种业务平台，Lora网关、NB网关与井盖检测传感器、垃圾桶传感器、水浸传感器、RFID传感器、红外检测传感器、停车位传感器相连，而业务平台包括路灯、城管、公安等平台。

具体应用中，传感器设备有些可以通过RJ45口接入到智慧网关中，如灯控、IP广播、信息大屏、交互屏等；有些可以通过RS485接入到智慧网关中，如环境传感器、灯控等；有些可以通过RS232接入，如RFID传感器等；有些通过DO/DI接入控制，如智能锁等。有些通过Lora网关接入智慧网关，如井盖检测传感器、垃圾桶满检测传感器等。各类设备可以是任意厂家的设备，都可以接入智慧网关中，智慧网关通过统一的标准协议传送给各业务平台使用，起到承上启下的作用。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置、终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块或单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能杆的网关系统，其特征在于，包括智慧协议栈模块、消息中间件以及数据分发模块；所述消息中间件为数据传输媒介；所述智慧协议栈模块通过所述消息中间件与所述数据分发模块通信；

所述智慧协议栈模块用于解析各目标管控设备的协议，以使网关实现采集所述目标管控设备的数据以及对所述目标管控设备进行状态控制；

所述数据分发模块用于将通过所述智慧协议栈模块采集的数据发送至远程监管平台，以使所述远程监控平台根据所采集的数据实现远程监管；还用于接收所述远程监控平台下发的状态控制指令，将所述状态控制指令通过所述消息中间件发送给相应的目标管控设备。

2.如权利要求1所述的多功能杆的网关系统，其特征在于，所述数据分发模块还用于通过预先设置的统一接口协议将所述智慧协议栈模块所采集的数据相应分发至各数据消费平台。

3.如权利要求1所述的多功能杆的网关系统，其特征在于，还包括规则引擎模块，用于根据触发指令和预先存储的设备联动规则，向相应的目标管控设备发送第一控制指令，以使相应的目标管控设备根据所述第一控制指令执行相应的联动操作。

4.如权利要求3所述的多功能杆的网关系统，其特征在于，所述规则引擎模块还用于接收云平台下发的设备联动指令，根据所述设备联动指令向相应的目标管控设备发送第二控制指令，以使相应的目标管控设备根据所述第二控制指令执行相应的联动操作。

5.如权利要求1所述的多功能杆的网关系统，其特征在于，还包括设备建模模块，用于接收设备添加指令，根据所述设备添加指令，通过预先存储的设备模板，创建所述多功能杆的网关的接入设备的模型。

6.如权利要求1所述的多功能杆的网关系统，其特征在于，还包括配置模块，用于根据接入设备配置指令，对所述多功能杆的网关的对外接口进行配置。

7.如权利要求1至6任一项所述的多功能杆的网关系统，其特征在于，还包括AI模块，用于根据通过所述智慧协议栈模块所采集的数据进行事件判断，得出事件判断结果，并根据所述事件判断结果执行对应的应对操作。

8.如权利要求7所述的多功能杆的网关系统，其特征在于，还包括用于数据库，用于存储通过所述智慧协议栈模块所采集的数据信息。

9.如权利要求8所述的多功能杆的网关系统，其特征在于，还包括安全加密模块，所述安全加密模块用于将待传输数据进行加密。

10.一种多功能杆，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的网关系统以及与所述网关系统连接的目标管控设备。