CN108848131A - 一种单点对多点的工业物联虚拟专网实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单点对多点的工业物联虚拟专网实现方法，包括工业设备数据采集器、物联虚拟专网边缘网关、物联虚拟专网核心网关、企业信息数据中心服务器，工业设备数据采集器与物联虚拟专网边缘网关通信连接，物联虚拟专网边缘网关具有一个网络接口，物联虚拟专网核心网关具有至少两个网络接口，物联虚拟专网核心网关上不同的网络接口通过不同的网络运营商所运营的网络接入互联网，企业信息数据中心服务器与物联虚拟专网核心网关通信连接。本发明所述的单点对多点的工业物联虚拟专网实现方法通过物联虚拟专网边缘网关、物联虚拟专网核心网关可以自主选择一条传输质量最好的互联网隧道进行数据传输，大大提高了工业物联网数据传输的稳定性。

Description

一种单点对多点的工业物联虚拟专网实现方法
技术领域
本发明涉及电力通信技术领域，具体地说是一种单点对多点的工业物联虚拟专网实现方法。
技术背景
工业物联网是利用具有感知、监控能力的各类采集器采集工业生产过程中的各种数据，并通过网络将采集的数据发送至企业信息数据中心，最终由企业信息数据中心对所采集的数据进行分析处理。
现有的工业物联网通常是基于互联网实现的，采集器所采集的数据经由物联网关、互联网发送至企业信息数据中心的服务器上。互联网是由多个互联网运营商网络互联组成，这些运营商网络使用互联网协议(IP)相互连接，数据在互联网中传输的路由是由网络设备自动决定，是动态随机变化的，终端用户(如物联网关)没有选择路由的权力。
由于大量用户共享传输带宽，通过互联网实现的物联数据传输的性能(实际传输延时及带宽)随机变化明显。另外，由于工业生产设备所在的车间以及企业信息数据中心所处的地域不同，工业生产设备所在的车间以及企业信息数据中心通常会通过不同的运营商获得互联网连接服务，而跨运营商互联网数据传输性能通常比同一运营商互联网性能差，表现为传输延时和带宽变化更明显，这会造成工业物联网数据传输的性能不稳定。
发明内容
本发明提供了一种单点对多点的工业物联虚拟专网实现方法。
本发明的目的是解决现有工业物联网基于互联网实现数据传输，数据在互联网中传输的路由是由网络随机决定，终端用户没有选择路由的权力，这会造成工业物联网数据传输的性能不稳定的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单点对多点的工业物联虚拟专网实现方法，包括工业设备数据采集器、物联虚拟专网边缘网关、物联虚拟专网核心网关、企业信息数据中心服务器，工业设备数据采集器与物联虚拟专网边缘网关通信连接，物联虚拟专网边缘网关具有一个网络接口，物联虚拟专网边缘网关上的网络接口通过一个网络运营商所运营的网络接入互联网，物联虚拟专网核心网关具有至少两个网络接口，物联虚拟专网核心网关上不同的网络接口通过不同的网络运营商所运营的网络接入互联网，企业信息数据中心服务器与物联虚拟专网核心网关通信连接；
步骤一，物联虚拟专网边缘网关、物联虚拟专网核心网关之间通过互联网可建立至少两条互联网隧道用于实现数据交换，物联虚拟专网边缘网关、物联虚拟专网核心网关通过在每一条互联网隧道中进行数据交换而获得每一条互联网隧道的质量评估信息，物联虚拟专网核心网关能够提取每一条互联网隧道的质量评估信息，并通过优化算法选择出质量评估信息最好的那一条互联网隧道，控制物联虚拟专网边缘网关使用质量评估信息最好的那一条互联网隧道与其连接；
步骤二，工业设备数据采集器所采集到的采集数据发送至物联虚拟专网边缘网关；
步骤三，物联虚拟专网边缘网关通过已经选择连接好的互联网隧道将采集数据发送至物联虚拟专网核心网关，采集数据再经物联虚拟专网核心网关发送至企业信息数据中心服务器。
优选的，所述互联网隧道为透明通道，互联网隧道具有端到端数据加密能力，加密算法由物联虚拟专网核心网关指定。
优选的，所述物联虚拟专网边缘网关包括带wifi处理器的SOC芯片，带wifi处理器的SOC芯片上连接有RS458接口、RS232接口、2.4GHz频段wifi模块、5.8GHz频段wifi模块、LAN接口、WAN接口。
优选的，所述物联虚拟专网核心网关包括CUP、PCH总线控制器，PCH总线控制器与CUP相连接，PCH总线控制器上连接有至少两个LAN接口、USB接口、SATA接口、CF接口、IDE接口、RJ45CONSOLE接口，CUP上连接有VGA接口、LVDS接口。
本发明的有益效果是：本发明所述的单点对多点的工业物联虚拟专网实现方法，可以在物联虚拟专网边缘网关与物联虚拟专网核心网关之间建立多条互联网隧道，物联虚拟专网核心网关能够提取每一条互联网隧道的质量评估信息，并通过优化算法选择出质量评估信息最好的那一条互联网隧道，控制物联虚拟专网边缘网关使用质量评估信息最好的那一条互联网隧道与其连接。相比于现有工业物联网中由网络随机决定的路由，本方法可以自主选择一条传输质量最好的互联网隧道进行数据传输，大大提高了工业物联网数据传输的稳定性。本方法的互联网隧道为透明通道，具有端到端数据加密能力，提高了数据传输的安全性。各工业设备数据采集器所采集的数据发送到企业信息数据中心服务器，便于集中统一管理。
附图说明
图1为单点对多点的工业物联虚拟专网的结构示意图。
图2为物联虚拟专网边缘网关的结构示意图。
图3为物联虚拟专网核心网关的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
如图1所示，本发明所述的单点对多点的工业物联虚拟专网实现方法，包括工业设备数据采集器1、物联虚拟专网边缘网关2、物联虚拟专网核心网关3、企业信息数据中心服务器4，工业设备数据采集器1与物联虚拟专网边缘网关2通信连接，物联虚拟专网边缘网关2具有一个网络接口，物联虚拟专网边缘网关2上的网络接口通过一个网络运营商所运营的网络接入互联网(如图1所示，物联虚拟专网边缘网关2从运营商3的网络接入互联网)，物联虚拟专网核心网3关具有至少两个网络接口，物联虚拟专网核心网关3上不同的网络接口通过不同的网络运营商所运营的网络接入互联网(如图1所示，物联虚拟专网核心网关3分别通过运营商1、运营商3的网络接入互联网)，企业信息数据中心服务器4与物联虚拟专网核心网关3通信连接；
步骤一，物联虚拟专网边缘网关2、物联虚拟专网核心网关3之间通过互联网可建立至少两条互联网隧道用于实现数据交换，如图1所示，可建立的第一条隧道为物联虚拟专网边缘网关2经由运营商3到达物联虚拟专网核心网关3，可建立的第二条隧道为物联虚拟专网边缘网关2经由运营商3、互联网、运营商1到达物联虚拟专网核心网关3。物联虚拟专网边缘网关2、物联虚拟专网核心网关3通过在每一条互联网隧道中进行数据交换而获得每一条互联网隧道的质量评估信息，物联虚拟专网核心网关3能够提取每一条互联网隧道的质量评估信息，并通过优化算法选择出质量评估信息最好的那一条互联网隧道，控制物联虚拟专网边缘网关2使用质量评估信息最好的那一条互联网隧道与其连接。在图1中，第一条隧道为质量评估信息最好的那一条互联网隧道，因为第一条隧道是直接由运营商3到达物联虚拟专网核心网关3，而第二条隧道则需经运营商3、互联网、运营商1到达物联虚拟专网核心网关3，跨运营商互联网数据传输性能通常比同一运营商互联网性能差。
步骤二，工业设备数据采集器1所采集到的采集数据发送至物联虚拟专网边缘网关2；
步骤三，物联虚拟专网边缘网关2通过已经选择连接好的互联网隧道(图1中为第一条隧道)将采集数据发送至物联虚拟专网核心网关3，采集数据再经物联虚拟专网核心网关3发送至企业信息数据中心服务器4。
所述互联网隧道为透明通道，互联网隧道具有端到端数据加密能力，加密算法由物联虚拟专网核心网关3指定。
如图2所示，所述物联虚拟专网边缘网关2包括带wifi处理器的SOC芯片，带wifi处理器的SOC芯片上连接有RS458接口、RS232接口、2.4GHz频段wifi模块、5.8GHz频段wifi模块、LAN接口、WAN接口。RS458接口、RS232接口、2.4GHz频段wifi模块、5.8GHz频段wifi模块、LAN接口可用于连接工业设备数据采集器1，WAN接口可用于连接网络运营商网络连入互联网。
如图3所示，所述物联虚拟专网核心网关3包括CUP、PCH总线控制器，PCH总线控制器与CUP相连接，PCH总线控制器上连接有至少两个LAN接口、USB接口、SATA接口、CF接口、IDE接口、RJ45CONSOLE接口，CUP上连接有VGA接口、LVDS接口。其中，两个LAN接口可用于连接两个不同的网络运营商网络，并由此连入互联网。

Claims (4)

1.一种单点对多点的工业物联虚拟专网实现方法，其特征在于：包括工业设备数据采集器、物联虚拟专网边缘网关、物联虚拟专网核心网关、企业信息数据中心服务器，工业设备数据采集器与物联虚拟专网边缘网关通信连接，物联虚拟专网边缘网关具有一个网络接口，物联虚拟专网边缘网关上的网络接口通过一个网络运营商所运营的网络接入互联网，物联虚拟专网核心网关具有至少两个网络接口，物联虚拟专网核心网关上不同的网络接口通过不同的网络运营商所运营的网络接入互联网，企业信息数据中心服务器与物联虚拟专网核心网关通信连接；
步骤一，物联虚拟专网边缘网关、物联虚拟专网核心网关之间通过互联网可建立至少两条互联网隧道用于实现数据交换，物联虚拟专网边缘网关、物联虚拟专网核心网关通过在每一条互联网隧道中进行数据交换而获得每一条互联网隧道的质量评估信息，物联虚拟专网核心网关能够提取每一条互联网隧道的质量评估信息，并通过优化算法选择出质量评估信息最好的那一条互联网隧道，控制物联虚拟专网边缘网关使用质量评估信息最好的那一条互联网隧道与其连接；
步骤二，工业设备数据采集器所采集到的采集数据发送至物联虚拟专网边缘网关；
步骤三，物联虚拟专网边缘网关通过已经选择连接好的互联网隧道将采集数据发送至物联虚拟专网核心网关，采集数据再经物联虚拟专网核心网关发送至企业信息数据中心服务器。
2.根据权利要求1所述的单点对多点的工业物联虚拟专网实现方法，其特征在于：所述互联网隧道为透明通道，互联网隧道具有端到端数据加密能力，加密算法由物联虚拟专网核心网关指定。
3.根据权利要求1所述的单点对多点的工业物联虚拟专网实现方法，其特征在于：所述物联虚拟专网边缘网关包括带wifi处理器的SOC芯片，带wifi处理器的SOC芯片上连接有RS458接口、RS232接口、2.4GHz频段wifi模块、5.8GHz频段wifi模块、LAN接口、WAN接口。
4.根据权利要求1所述的单点对多点的工业物联虚拟专网实现方法，其特征在于：所述物联虚拟专网核心网关包括CUP、PCH总线控制器，PCH总线控制器与CUP相连接，PCH总线控制器上连接有至少两个LAN接口、USB接口、SATA接口、CF接口、IDE接口、RJ45CONSOLE接口，CUP上连接有VGA接口、LVDS接口。
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